ARQUITECTURA DE COMPUTADORES CAPÍTULO I AULA I Março 2014
Índice História do computador: evolução e futuro. As 8 grandes ideias em arquitectura de computadores Estrutura base de um computador Harvard e Von Neumann Por baixo da caixa Interacção Software Hardware Programação alto-nível -> Assembly -> linguagem máquina (bit) Performance Classes de computadores e Tendências Preços, ubiquidade e eficiência energética
Ábaco Régua de Cálculo William Oughtred Pascaline Blaise Pascal 3000 a.c. 1622 1642
Tear mecânico Joseph-Marie Jacquard Charles Babbage Difference Engine Charles Babbage Analytical Engine 1801 1822 1832
Máquina Electromecânica Herman Hollerith Válvula electrónica Lee de Forest Z3 Konrad Zuse 1889 1906 1941
Colossus Mark I Howard Aiken John Von Neumann ENIAC 1943 1944 1945 1946
Primeiro Transístor Bell Telephone EDSAC TX-0 MIT FORTRAN John Bakus 1947 1949 1954 1957
1º CI (Chip) Jack Kilby IBM 7090 COBOL LISP - IA ALGOL ETH Zurich PDP-1 DEC Código ASCII 1958 1959 1960 1963
BASIC Rato Doug Engelbart Lei de Moore Gordon Moore System/360 IBM 1964 1965 1968
Pascal Niklaus Wirth 4004 Unix Bell Laboratories Disquete 8 IBM 8008 1969 1971 1972
Ethernet Bob Metcalf(Xerox) Linguagem C 8080 PC em KIT Bill Gates & Paul Allen Microsoft Steve Woznik & Steve Jobs Apple 8085 1974 1975 1976
8086 16bits IBM-PC MS DOS David Patterson RISC VisiCalc Dan Bricklin 1978 1976 1981
80186 e 80286 Osborne I 1º Portátil 12Kg Windows Microsoft Microsoft MS DOS 2.0 1982 1983 1984 1985
8386 32bits MS-DOS 3.0 CD-ROM MIPS R2000 Windows 2.0 1985 1986 1987
SPARC SUN MS-DOS 4.0 WWW Tim Berners-Lee Windows 3.0 Microsoft 1º Virus 1987 1987 1989 1990
MS-DOS 5.0 Microsoft DEC Alpha 64Bits PowerPC IBM, Motorola, Apple Pentium MIPS R4000 64 Bits 1991 1992 1993
Java Sun Windows 95 Microsoft MMX Office 97 Microsoft Bug nos Pentium 5 milhões de Pentium 500 milhões de dólares Pentium Pro 1994 1995 1997
Windows 98 Microsoft Linux Pentium III Pentium 4 Itanium 64bits 1998 1999 2000 2001
Power 4 IBM Pentium 4 HT Itanium II 220M transistors AMD 64bits Itanium 2 Madison 600M Transistors Mote 2001 2002 2003 2004
Xeon Pentium D Athlon X2 AMD Core 32bits Core 64bits Core 2 Duo AMD Quadcore core 2 Quad Windows Vista Microsoft Apple <> 2005 2006 2007
IBM Power6 4.7Ghz Peryn 45nm AMD Phenom X4 Atom AMD Phenom II X6 45nm IPhone 2007 2008 2009
Windows 7 Microsoft Clarkdale 32nm Itanium Tukwila Itanium Gulftown IPAD Apple Netbooks 10% vendas IBM Power7 SUN UltraSPARC3 AMD Phenom II X6 AMD Opteron 6100 2009 2010
i3, i5 e i7 Raspberry PI Galaxy Gear Watch Arduino Google Glass 2011 2012 2013 2014
Índice História do computador: evolução e futuro. As 8 grandes ideias em arquitectura de computadores Estrutura base de um computador Harvard e Von Neumann Por baixo da caixa Interacção Software Hardware Programação alto-nível -> Assembly -> linguagem máquina (bit) Performance Classes de computadores e Tendências Preços, ubiquidade e eficiência energética
Arq. de Computadores The Big 8 1. Lei de Moore Gordon Moore, um dos fundadores da, previu que o número de transístores por CI iria dobrar a cada 18 24 meses.
Arq. de Computadores The Big 8 2. Abstracção Abstrair para simplificar. Esconder os detalhes do diversos componentes a baixo nível. Transparecer somente o objecto e as suas propriedades.
Arq. de Computadores The Big 8 3. Tornar o comum rápido Optimizando o comum aumenta-se a performance de um sistema. O comum é sempre mais rápido que o raro. É necessário conhecer o comum. add j bne sub bnq lb mult div ori and or mtcz nor lw sw addi subu
Arq. de Computadores The Big 8 4. Performance via paralelismo You Can t Make A Baby In A Month By Getting 9 Women Pregnant Uma mulher tem um filho em 9 meses, mas 9 mulheres não conseguem ter um filho num mês. Porém, conseguem 9 filhos em 9 meses.
Arq. de Computadores The Big 8 5. Performance via pipelining Optimizando os recursos do CPU executando cada fase da sequência em simultâneo para diferentes instruções. Fetch PC Descodifica Lê os inputs Executa Escreve os output Next PC
Arq. de Computadores The Big 8 6. Performance via previsões Optimizar prevendo os próximos passos, desde que: O custo de recuperação seja menor que o custo de espera.
Arq. de Computadores The Big 8 7. Hierarquia de Memória Tradicionalmente a memória deveria ser: Em quantidade; Extremamente rápida; Barata. Porém, tal não sucede e memórias rápidas são limitadas em espaço e bastante caras.
Arq. de Computadores The Big 8 8. Confiança via redundância Os sistemas devem possuir sistemas de redundância que: Actuem em caso de falhas; Permitam localizar e depurar eventuais problemas.
Dúvidas e Questões Março 2014