Arquitetura e Organização de Computadores

Arquitetura e Organização de Computadores Fernando Fonseca Ramos Faculdade de Ciência e Tecnologia de Montes Claros Fundação Educacional Montes Claros 1

Índice 2 1- Conceitos Básicos de AOC 1.1 Processamento de Dados 1.2 Hardware e Software 1.3 Computadores Digitais 1.4 Sistemas 1.5 Sistemas de Computação 2- Histórico 3- Tendências 4- Fauna Computacional 5- Exemplos de Família de Computadores 6- Exercícios

1- Conceitos Básicos de AOC 3 1.1 - Processamento de Dados -Um computador é uma máquina (conjunto de partes eletrônicas e eletromecânicas) capaz de coletar, manipular e fornecer os resultados da manipulação de informações para um ou mais objetivos. - Por ser uma máquina composta de vários circuitos e componentes eletrônicos, também foi chamado processamento eletrônico de dados. O termo processamento de dados consiste, em uma série de atividades realizadas, com o objetivo de produzir um arranjo determinado de informações a partir de outras obtidas inicialmente.

1- Conceitos Básicos de AOC 1.1 - Processamento de Dados Os termos dado e informação podem ser tratados como sinônimos ou como termos distintos; dado pode ser definido como a matéria-prima originalmente obtida de uma ou mais fontes (etapa de coleta) informação pode ser definido como o resultado do processamento, ou seja, é o dado processado ou acabado Atualmente a utilizada dos computadores deixou de ser apenas importante para se tornar essencial em praticamente todo tipo de atividade. 4

1- Conceitos Básicos de AOC 1.1 - Processamento de Dados O avanço tecnológico na área de telecomunicações também contribuiu de modo considerável para o crescimento do uso de computadores. O exemplo mais claro é o da Internet. Quando se estuda ou analisa um computador, podemos tratar o assunto sob dois pontos de vista diferentes: A organização (ou implementação) do computador. A arquitetura do computador 5

1- Conceitos Básicos de AOC 1.1 - Processamento de Dados Organização de Computadores: Trata os aspectos relativos aos componentes físicos específicos. Trata das unidades operacionais e suas interconexões. Implementam as especificações da sua arquitetura. A organização dos computadores são transparentes para o programador. 6 Exemplos: -freqüência do relógio, -sinais de controle, -padrões de interface com periféricos -tecnologia de memória utilizada, etc.

1- Conceitos Básicos de AOC 1.1 - Processamento de Dados Arquitetura de Computadores: Trata os atributos de um sistema visíveis para o programador. Atributos que têm impacto direto sobre a execução lógica de um programa. Lida com o funcionamento do sistema computacional Exemplos: -conjunto de instruções -número de bits para representação dos dados -mecanismos de E/S -técnicas de endereçamento de memória -disponibilidade na memória 7

1- Conceitos Básicos de AOC 1.2 Hardware e Software 8 Hardware: É a parte física do computador, ou seja, é o conjunto de componentes eletrônicos, circuitos integrados e placas, que se comunicam através de barramentos. Exemplos: CPU Monitor Mouse Teclado Placa de Vídeo Placa de Som Impressora Modem Memória RAM Cooler Máquina Fotográfica

1.2 Hardware e Software Software: É a parte lógica do computador, ou seja, é o conjunto de instruções e dados processado pelos circuitos eletrônicos do hardware. Toda interação dos usuários de computadores modernos é realizada através do software. Exemplos: Sistemas Operacionais (Linux, Mac OS, Windows, etc.) Microsoft Office, OpenOffice Nero 1- Conceitos Básicos de AOC Adobe Photoshop 9

1.3 Computadores Digitais O computador é constituído de um conjunto de componentes (hardware), capaz de realizar uma série de tarefas, de acordo com a seqüência de ordens dadas aos componentes, sendo essas ordens (ou instruções) denominadas de software. Internamente um computador precisa ter um processo qualquer para representar os dados que irá manipular (processar) e as instruções/ordens dadas aos seus componentes. Exemplos: 1- Conceitos Básicos de AOC captar um valor no dispositivo de entrada, somar um valor com outro, mover um valor de um local para outro, colocar um valor na porta de saída, etc. 10

1- Conceitos Básicos de AOC 1.3 Computadores Digitais O ser humano para representar qualquer informação, utiliza combinações de símbolos, como por exemplo: caracteres alfabéticos (as letras, que podem ser maiúsculas e minúsculas: a, A, G, x) caracteres numéricos ou números, formados por conjuntos de algarismos: 126, 7, 34) sinas de pontuação: - +, ; ( Sinais representativos de operações matemáticas: + * /, etc... No caso dos computadores, também há necessidade de se definir uma forma de representar internamente os dados que ele recebe e processa. Tratando-se de uma máquina, que é constituída basicamente por componentes eletrônicos, ficou definido pelos seus criados que utilizariam os dígitos numéricos para representar essas informações. Esses dígitos são internamente representados por valores de tensão, um nível de tensão para cada símbolo diferente. 11

1- Conceitos Básicos de AOC 1.3 Computadores Digitais Considerando que para os humanos é fácil criar e memorizar diversos símbolos diferentes, um para cada dado individual de informação. A grosso modo podemos imaginar, cerca de 80 símbolos diferentes, entre os abaixo: 26 símbolos para caracteres alfabéticos minúsculos 26 símbolos para caracteres alfabéticos maiúsculos 4 símbolos para sinais de pontuação:., ; : 10 símbolos para caracteres numéricos: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 símbolos representativos de operações aritméticas: + - * / n outros símbolos, como: ( ) [ ]? < > % # & Dessa forma ficaria extremamente difícil para engenheiros criar mais de 80 níveis diferentes de tensão, um para cada símbolos a ser usado. Dessa forma, optou-se por representar internamente os dados e instruções através de algarismos, ou quais são convertidos para sinais de tensão conforme o valor de cada algarismo. 12

1- Conceitos Básicos de AOC 1.3 Computadores Digitais Como costumamos usar o sistema decimal para numerar e processar matematicamente grandezas, seria aceitável e compreensível que os computadores fossem criados utilizando algarismos decimais para representação interna. Tanto que um dos primeiros computadores o ENIAC, criado em 1946, foi projetado usando um sistema decimal internamente. Mas essa forma de representação revelou-se desvantajosa em relação ao custo e confiabilidade, como consumo de energia, dissipação de calor, etc, devido a necessidade de usar 10 diferentes níveis de tensão. Considerando essas desvantagens, foi proposto então utilizar o sistema binário, uma vez que o mesmo permitiria um menor custo e maior confiabilidade, além de outras vantagens em relação ao hardware e as lógicas de programação. 13

1.4 Sistemas Arq. e Org. de Computadores 1- Conceitos Básicos de AOC A definição de sistemas mais genérica é: Conjunto de partes coordenadas que concorrem para a realização de um determinado objetivo. Atualmente esse conceito está presente em quase todas as áreas de desenvolvimento comercial, científico, industrial e social. O processamento eletrônico de dados, devido à sua própria natureza, é chamado de sistema de computação. É sistema porque é um conjunto de partes que se coordenam (o teclado, a memória, o processador, os dispositivos periféricos, os programas) para a realização de um objetivo: computar (por isso é um sistema de computação). Computar significa calcular, realizar cálculos matemáticos. Os computadores são máquinas de computar, de calcular, de realizar operações matemáticas. 14

1.4 Sistemas Arq. e Org. de Computadores 1- Conceitos Básicos de AOC 15 Um computador realiza contínuas e constantes manipulações de dados. Essa manipulação dos dados, realizada segundo instruções de um programa, é chamada de processamento de dados. Sistemas de processamento de dados são responsáveis pela coleta, armazenamento, processamento e recuperação dos dados necessários ao funcionamento de um outro sistema maior: o sistema de informações. O sistema de informações pode ser conceituado como o conjunto de métodos, processos e equipamentos necessários para se obter, processar e utilizar informações dentro da empresa. Em qualquer organização, os sistemas de informações se desenvolvem segundo duas dimensões: os componentes da organização, isto é, seus diversos setores funcionais, e o nível de decisão, o qual obedece a uma hierarquia clássica, de níveis: nível operacional (de execução e competência dos menores escalões). nível gerencial (de competência da gerência setorial) alto nível da organização (de competência da diretoria)

1- Conceitos Básicos de AOC 1.5 Sistemas de Computação 16 Qualquer processamento de dados requer a execução de uma série de etapas, que podem ser realizadas de forma manual ou automática por um computador. Essas etapas, elaboradas e executadas passo a passo, constituem o que se chama de programa. Cada um desses passos é uma diferente instrução. O programa é um conjunto de instruções. O grupo de passos ou etapas finitas constitui um algoritmo. Exemplo: algoritmo para soma de 100 número 1. Escrever e guardar N=0 e SOMA=0 2. Ler número da entrada 3. Somar valor do número ao de SOMA e guardar resultado como SOMA. 4. Somar 1 ao valor de N e guardar resultado como novo N 5. Se valor de N for menor que 100, então passar para item 2 6. Senão: imprimir valor de SOMA 7. Parar

Índice 17 1- Conceitos Básicos de AOC 2- Histórico 2.1 Época dos Dispositivos Mecânicos ( até 1880 ) 2.2 Época dos Dispositivos Eletromecânicos (1880-1930) 2.3 Época dos Componentes Eletrônicos (1930-1945) 2.4 Evolução dos Computadores 3- Tendências 4- Fauna Computacional 5- Exemplos de Família de Computadores 6- Exercícios

2- Histórico 2.1 Época dos Dispositivos Mecânicos (3000 a.c. 1880) O conceito de efetuar cálculos com algum tipo de equipamento vem dos chineses, com registros de sua existência em 2500 a 3000 a.c. Esses equipamentos eram chamados de ábacos. Esse dispositivo permitia a contagem de valores, tornando possível aos comerciantes babilônicos registrar dados numéricos sobre suas colheitas. Em 1500, Leonardo da Vinci inventa o calculador mecânico. Em 1961 aparece a conhecida régua de cálculo. 18

2- Histórico 2.1 Época dos Dispositivos Mecânicos (3000 a.c. 1880) No século XVII (em 1642) surge a máquina de cálculos, proposta por Blaise Pascal, que realização operações aritméticas de soma e subtração através de rodas e engrenagens dentadas. Embora rudimentar, era eficaz para sua época, sendo inteiramente mecânica, pois funcionava por comando de uma manivela. A linguagem de programação PASCAL foi assim chamada em honra desde cientista pelo seu trabalho pioneiro em matemática e também devido a sua invenção. 19

2- Histórico 2.1 Época dos Dispositivos Mecânicos (3000 a.c. 1880) Algum tempo depois, surge a Pascalina, inventada pelo filósofo e matemático Gottfried Leibniz e que era capaz de realizar as operações de multiplicação e divisão além das operações de soma e subtração. A primeira utilização prática de dispositivos mecânicos para computar dados automaticamente veio através da tecelagem somente após o ano de 1800. Em 1801, Joseph Jacquard produziu com sucesso um retrato em tecelagem Em 1823, foi realizado pelo inglês Charles Babbage, um dos últimos e mais importantes trabalhos pioneiros em computação por processos. Em seu trabalho, Babbage projetou dois tipos de máquinas: Máquina de diferenças: basicamente funções de uma calculadora. Máquina analítica: possuía capacidade de programação e memória. 20

2- Histórico 2.2 Época dos Dispositivos Eletromecânicos (1880-1930) 21 Com a invenção do motor elétrico no fim do século XIX, surgiu uma grande quantidade de máquinas baseadas nas máquinas de Pascal. Em 1889, Herman Hollerith desenvolveu o cartão perfurado para guardar dados e também uma máquina tabuladora mecânica, acionada por um motor elétrico, que contava, classificava e ordenava informações armazenadas em cartões perfurados. Em 1890 o Bureau of Census dos EUA contratou Hollerith para utilizar sua máquina tabuladora na apuração de dados do censo de 1890. Em 1896, foi criado a Tabulating Machine Company, por onde Hollerith vendia uma linha de máquinas de tabulação em cartões perfurados. Em 1914, um banqueiro persuadiu três companhias a se juntarem, inclusive a empresa de Hollerith, formando assim a Computer Tabulating Recording Corporation. Em 1924, essa empresa contrata o Thomas Watson como gerente geral e este mudou o nome da companhia para IBM. Internacional Business Machines

2- Histórico 2.3 Época dos Componentes Eletrônicos (1930-1945) 22 Em 1935, surgiu a primeira máquina de calcular eletrônica, criada pelo estudante de engenharia, o alemão Konrad Zuse (foto). Em 1936, já formado, Zuse criou sua primeira máquina, chamada Z1, baseada em relés mecânicos, que usava um teclado como dispositivo de entrada e lâmpadas como dispositivos de saídas. Em 1939, o cientista John Vincent Atanasoff, projetou uma máquina calculadora para resolver equações lineares. Em 1941, após alguns aperfeiçoamentos Zuse criou o seu primeiro computador, que utilizava relés eletromecânicos e era controlado por programa. Em 1943, o cientista matemático inglês Alan Turing criou o primeiro computador eletrônico com válvulas eletrônicas chamado Colossus. Em 1944, o físico matemático americano Howard Aiken, cria o Mark I através de um projeto financiado pela IBM.

2- Histórico 2.3 Época dos Componentes Eletrônicos (1930-1945) 23 Vista parcial do Mark I, com aproximadamente 15 metros de comprimento e 750.000 componentes.

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Primeira Geração: Computadores à Válvulas (1945~1955): 1943 - COLOSSUS: 5000 caracteres/segundo 1946 - ENIAC: 20 registradores, capaz de armazenar números decimais de 10 dígitos. EDVAC: sucessor do ENIAC. 24 Máquinas IAS de Von Neumann: cria o conceito de programa armazenado, criou o conceito de operações com binário, sua arquitetura que influenciou o desenvolvimento dos computadores. Possuem 4096 palavras de 40 bits, instruções de 20 bits e acumulador de 40 bits.

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Primeira Geração: Computadores à Válvulas (1945~1955): 25 Máquina original de Von Neuman

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Primeira Geração: Computadores à Válvulas (1945~1955): 1949 - UNIVAC: primeiro computador para fins comerciais 1953 - IBM 701: Memória de 2k palavras de 36 bits 1955 - IBM 702: 701 adaptado para uso comercial 1956 - IBM 704: Memória de 4k palavras de 36 bits 1958 - IBM 709: última máquina valvulada. 26

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Primeira Geração: Computadores à Válvulas (1945~1955): IBM 709 Computador Valvulado 27

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Segunda Geração: Computadores com Transistores (1955~1965): 1954 - TX-0: primeiro computador transistorizado, criado no MIT. 1957 - FORTRAN: surge a primeira linguagem de alto nível. 1959 - IBM 7090: clock de 2µs, memória de 32k palavra de 35 bits. Lisp: Linguagem criada para aplicações de inteligência artificial. 1960 - ALGOL: Linguagem precursora de linguagens como Pascal e C. PDP-1: A DEC lança o primeiro computador com um teclado e um monitor, que possuía 4k palavras de 8 bits e clock com períodos de 5µs. 1961 - IBM 1401: voltado para aplicações comerciais (4k de 8 bits). 1963 - ASCII: Trouxe a padronização das codificações de caracteres. 1964 - BASIC: Primeira versão da linguagem BASIC Mouse: É inventado o mouse por Douglas Engelbart. 28

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Segunda Geração: Computadores com Transistores (1955~1965): IBM 7090 29

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Segunda Geração: Computadores com Transistores (1955~1965): 1964-6600: A Control Data Corporation (CDC), lança uma máquina melhor que a IBM 7090. Essa máquina possuía alta velocidade, conceito de processamento paralelo, hardware composto de um conjunto de pequenos processadores e é conhecida atualmente como supercomputadores. Sucessores do 6600: 7600 e Cray-1 1965 - Burroughs B5000: máquina que tinha como objetivo executar programas escritos em Algo 60. 30

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Terceira Geração: Computadores com Circuitos Integrados (1965~1980): 31 1965 - IBM System/360: família de máquinas de 16 bits, introduziu o conceito de multiprogramação, em vez de controle por hardware, possuia 16 registradores de 32 bits, e capacidade de armazenamento na memória de 16Mbytes. PDP-8: A DEC produz o primeiro minicomputador PDP-8. 1967 - PDP-11: família de máquinas de 16 bits, registradores de 32 bits, memória orientada a byte, muito utilizada em universidades. 1968 - Intel: é criada a empresa Intel, fabricante de circuitos integrados. 1969 - Intel 4004: A Intel produziu o primeiro microprocessador de 4 bits. 1971 - SO Unix: Surge a primeira versão do Sistema Operacional Unix. Disquete: A IBM desenvolveu o primeiro disquete de 8 polegadas. 1972 - Intel 8008: A Intel produziu o primeiro microprocessador de 8 bits.

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Terceira Geração: Computadores com Circuitos Integrados (1965~1980): Computador IBM 7090 montado com circuitos integrados (Cis). 32

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Terceira Geração: Computadores com Circuitos Integrados (1965~1980): 1974 - Linguagem C: Surge a linguagem C, bastante integrada com o sistema operacional Unix. 1975 - Intel 8055: Mais rápido que o 8080, mas com os mesmos 8 bits. Compilador BASIC: criado por Bill Gates e Paul Allen para o Atair. 1976 - Microsoft: Bill Gates e Paul Allen fundaram a Microsoft. Apple: Steve Jobs e Steve Wozniak fundaram a Apple. 1978 - Intel 8086: Surge o primeiro microprocessador de 16 bits da Intel. 1979 - VisiCalc: Surge a primeira planilha eletrônica, precursora do Excel. Intel 8088: Surge o 8088, com menor custo que o 8086. 33

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?): VLSI (Very Large Scale Integration) - Integração em escala muito alta. Também conhecido como chips são dispositivos eletrônicos capazes de armazenar, em um único invólucro, milhões de pequenos componentes. APLLE I e APLLE II: computadores pessoais, microprocessador de 8 bits (Motorola). IBM-PC: se tornou padrão de computadores pessoais, microprocessador de 8 bits (8086/8088). OSBORNE I: primeiro computador portátil. 34 Surgem os processadores de arquitetura RISC e processadores superescalares.

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?): Apple II Lançado em 1977 Utilizava microprocessador 6205 de 1MHz e 4KB de memória RAM 35

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?): IBM PC (modelo 5150) Lançado em 1981 Utilizava microprocessador 8088 de 4,77MHz e 256KB de memória RAM 36

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?): Anos 80: surgem os processadores de arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Computer) em substituição a arquitetura CISC (Complex Instruction Set Computer). Anos 90: surgem os processadores superescalares (execução de várias instruções simultaneamente). Anos 2000: surgem os processadores com mais de um núcleo (ex. Itanium da Intel e Opteron da AMD). 37

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?): IBM PC (modelo 5150) Lançado em 1981 Utilizava microprocessador 8088 de 4,77MHz e 256KB de memória RAM 38

2- Histórico 2.4 Evolução dos Computadores (1945 - até quando?) Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?): PC Moderno (Dell Workstation) Suporta até 2 processadores Intel Xeon 64 bits Quad-Core de 1,6GHz e até 64GB de memória RAM 39

Índice 1- Conceitos Básicos de AOC 2- Histórico 3- Tendências 4- Fauna Computacional 5- Exemplos de Família de Computadores 6- Exercícios 40

3- Tendências Os computadores de grande porte caminham na direção do processamento paralelo. Exemplo: supercomputador japonês Earth Simulator (NEC) possui 5104 processadores; ocupa uma área equivalente a três quadras de tênis; tem desempenho em torno de 35 teraflops; realiza 35,86 trilhões de cálculos por segundo. No futuro: computadores ópticos, computadores quânticos, computadores biológicos... 41

3- Tendências Earth Simulator ( Simulador da Terra ) 42

Índice 1- Conceitos Básicos de AOC 2- Histórico 3- Tendências 4- Fauna Computacional 4.1 Forças Tecnológicas e Econômicas 4.2 Tipos de Computadores 5- Exemplos de Família de Computadores 6- Exercícios 43

4- Fauna Computacional 4.1 Forças Tecnológicas e Econômicas Lei de Moore (Intel): O número de transistores integrados em um chip dobra a cada 18 meses. 1ª Lei de Nathan (Microsoft): O software é como um gás. Ele se expande até preencher completamente o recipiente que o contém. 44

4- Fauna Computacional 4.1 Forças Tecnológicas e Econômicas 45 A lei de Moore prevê um aumento anual de 60% no número de transistores que podem ser colocados em um chip. Os dados pontuais informados nesta figura são tamanhos de memória em bits.

4- Fauna Computacional 4.2 Tipos de Computadores 46

Índice 1- Conceitos Básicos de AOC 2- Histórico 3- Tendências 4- Fauna Computacional 5- Exemplos de Família de Computadores 5.1 Introdução ao Pentium 5.2 Introdução ao UltraSPARC 5.3 Introdução ao pico Java 6- Exercícios 47

5- Ex. de Famílias de Computadores 5.1 Introdução ao Pentium Evolução dos processadores INTEL Primeiro: 4004 1ª Geração: 8088 2ª Geração: 80286 3ª Geração: 80386 4ª Geração: 80486 4040 Pentium IV 5ª Geração: Pentium e Pentium MMX 6ª Geração: Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III, Pentium II Xeon, Pentium III Xeon 48 7ª Geração: Pentium IV Novas gerações: IA-64 Itanium

5- Ex. de Famílias de Computadores 5.1 Introdução ao Pentium Evolução dos processadores INTEL Intel 8086 - processador de 16 bits (sucedeu o 8088, barramento de 8 bits) usado no primeiro PC da IBM, se tornou padrão. Intel 80286 - conjunto de organização de memória. instruções similar aos antecessores, nova Intel 80386 - processador de 32 bits. Intel 80486 - apresentava uma unidade de ponto flutuante e memória cache de 8 K, suporte ao multiprocessamento. Pentium - funcionalidades anteriores + dois pipelines internos. 49 Pentium Pro - organização interna diferente, permitia executar até 5 instruções ao mesmo tempo, memória cache de 2 níveis.

5- Ex. de Famílias de Computadores 5.1 Introdução ao Pentium Evolução dos processadores INTEL Pentium II Pentium Pro com extensões para tratar aplicações multimídia (MMX Multimidia Extension). Celeron basicamente, um Pentium II de preço e desempenho mais baixos. Xeon versão especial do Pentium II - aumento de memória cache, barramento rápido e melhor suporte ao multiprocessamento. Pentium III Pentiun II com novas instruções multimídia (SSE Streaming SIMD Extensions). Pentium IV projeto interno novo, introduziu o hiperthreading. Pentium M (de Mobile) projetado para notebook. 50

5- Ex. de Famílias de Computadores 5.1 Introdução ao Pentium Família de CPUs INTEL 51

5- Ex. de Famílias de Computadores 5.1 Introdução ao Pentium 52 Fotografia do chip PENTIUM IV

5- Ex. de Famílias de Computadores 5.2 Introdução ao UltraSPARC 1982 - estação SUN-1 (Stanford University Network) da Sun Microsystems, voltada para o mercado de sistemas UNIX. Características da Sun-1 processador Motorla 68020, projetadas para rodar em rede, Equipada com uma placa Ethernet e software TCP/IP (conexão com a ARPANET). 1987 - a Sun desenvolve seu próprio processador - SPARC (Scalable Processor ARChitecture). Processadores compatíveis: MicroSPARC, HiperSPARC, SuperSPARC e TurboSPARC. 53 Características das máquinas SPARC 32 bits, clock de 36 MHz, Processador IU (Integer Unit) 3 formatos principais de instruções e 55 instruções, Unidade de Ponto flutuante com mais de 14 instruções básicas.

5- Ex. de Famílias de Computadores 5.2 Introdução ao UltraSPARC 1995 UltraSPARC I 64 bits (endereçamento e registradores). Projetada para tratar imagens, áudio, vídeo e aplicações multimídia em geral (VIS Visual Instruction Set). Sucessores: UltraSPARC II e UltraSPARC III 54

5- Ex. de Famílias de Computadores 5.3 Introdução ao picojava JVM (Java Virtual Machine) Desenvolvida pela SUN Objetivo: Permitir que programas binários possam ser executados em máquinas diferentes. Memória com palavras de 32 bits e 226 instruções básicas. CHIPS JVM (picojava I e picojava II) Processadores que executam diretamente programas escritos originalmente em JVM. Eram voltados para o mercado de sistemas embarcados (embutidos). 55

5- Ex. de Famílias de Computadores Pentium IV (máquina CISC típica implementada com a tecnologia superescalar). UltraSPARC III (máquina RISC pura implementada com a tecnologia superescalar). PicoJava II (chip Java dedicado, utilizado em sistemas embarcados ). Possibilitarão explorar o espaço do projeto de máquinas para aplicações diferentes. 56

Índice 1- Conceitos Básicos de AOC 2- Histórico 3- Tendências 4- Fauna Computacional 5- Exemplos de Família de Computadores 6- Exercícios 57

6- Exercícios (Lista 01) 58 1- Caracterize as etapas principais de um processamento de dados. 2- Defina o que você entende por um programa de computador? 3- Conceitue os termos hardware e software. 4- O que é e para que serve uma linguagem de programação de computador? Cite exemplos de linguagens de programação. 5- Quem desenvolveu a máquina analítica? 6- Qual foi o propósito que conduziu ao desenvolvimento do primeiro computador eletrônico do mundo? 7- Qual foi o primeiro microprocessador de 8 bits lançado comercialmente? Qual o nome da empresa proprietária? 8- Quais eram as características básicas de arquitetura proposta pelo Dr. John Von Neuman? 9- O que você entende por sistema digital? Qual seria a alternativa na computação se não existissem máquinas digitais? 10- O que conduziu o pensamento dos pesquisadores para desenvolver computadores que somente usam o sistema binário e não, por exemplo, o sistema decimal? 11- Cite exemplos de empresas brasileiras que comercializam computadores com sua própria marca. 12- Qual foi o primeiro equipamento utilizado no mundo para realizar cálculos matemáticos? 13- Qual foi a primeira linguagem de programação de alto nível desenvolvida? Qual seu objetivo principal? 14- Descreva as principais de uma Unidade Central de Processamento. 15- Descreva as principais funções de uma memória de computador. 16- Para que servem os dispositivos de entrada e de saída de um computador? Cite alguns exemplos. 17- Conceitue bit, byte e palavra.