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2- Entendendo o que é Arquitetura e Organização

2- Entendendo o que é Arquitetura e Organização. Organização e Arquitetura de Computadores Prof. Bruno Silvério Costa. 1- Arquitetura x Organização (1).

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2- Entendendo o que é Arquitetura e Organização

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Presentation Transcript

  1. 2- Entendendo o que é Arquitetura e Organização Organização e Arquitetura de Computadores Prof. Bruno Silvério Costa

  2. 1- Arquitetura x Organização (1) • Arquitetura de Computadores - independente de implementação. “Atributos de um sistema [de computação] que são visíveis para o programador (...) e que têm impacto direto sobre a execução lógica de um programa” (Tanenbaum, 1999) • Ex: conjunto de instruções, conjunto de registradores, representação de dados, mecanismos de E/S, endereçamento de memória

  3. 1- Arquitetura x Organização (2) • Organização de Computadores – Especificaas unidades operacionais e sua interconexão para implementação de uma determinada arquitetura. • Ex: estrutura interna do processador, barramentos internos, tecnologia de memórias, interface com sistema de E/S

  4. 1- Arquitetura x Organização (3) • Famílias de arquiteturas • Intel 80x86 • i586 • i686 • Questão chave: compatibilidade • Implementação (organização) pode ser diferente

  5. 1- Arquitetura x Organização (4) • Exemplo atual: Pentium 4 vs. Celeron • Possuem a mesma arquitetura • Têm diferentes recursos de implementação: Cache interna, unidades de execução em paralelo, etc. • Fator custo – quanto mais recursos, mais caro.

  6. 2-Organização estruturada de computadores (1) • Segundo TANENBAUM(1999): • Um modelo de abstração para facilitar o projeto e implementação de arquiteturas de computadores • Estabelece que um computador é dividido em níveis ou camadas. • Em cada nível, o computador pode ser programado utilizando a linguagem e os recursos daquele nível. • Um nível pode ser visto como uma máquina virtual para execução de programas escritos no nível imediatamente superior.

  7. 2-Organização estruturada de computadores (2)

  8. 3-Modelo Arquitetural de von Newman (1) • É o modelo de projeto da maioria dos computadores atuais. • Consiste em CPU, memória e periféricos de Entrada/Saída, sendo que a memória contem tanto programas (instruções), como dados. • Este tipo de organização da memória é denominada de stored-program ou programa armazenado.

  9. 3-Modelo Arquitetural de von Newman (2)

  10. 4-Modelo Arquitetural de Harvard (1) • Utiliza memórias diferentes para dados e programa armazenado, permitindo que um processador possa acessar as duas simultaneamente, obtendo um desempenho melhor do que a da Arquitetura de von Newman, pois pode buscar uma nova instrução enquanto executa outra. • A arquitetura Havard também possui um repertório com menos instruções que a de von Neumann. • Os processadores com arquitetura Harvard são também conhecidos como “processadores RISC" (Computador com Conjunto Reduzido de Instruções), e os processadores com uma arquitetura von Neumann, de “processadores CISC" (Computador com um Conjunto Complexo de Instruções).

  11. 4-Modelo Arquitetural de Harvard (2)

  12. 5-CISC x RISC (1) • Um processador CISC possui um set de instruções vasto e complexo. • Uma instrução complexa é aquela cujo significado seja rico, como por exemplo multi a, b, c • Processadores CISC possuem hardware também complexo para permitir a execução das instruções complexas • Processadores RISC possuem poucas instruções e portanto, são mais simples em termos de hardware.

  13. 5-CISC x RISC (2) • Os processadores CISC apresentam a vantagem de permitirem a expressão de idéias complexas diretamente com operandos do hardware. • Processadores RISC exigem muitas instruções para representarem idéias complexas, mas possuem hardware mais rápido, por ocasião de sua simplicidade.

  14. 6-Modelo de Barramento de Sistema (Murdocca, 1999) (1) • Refinamento do modelo de von Neumann. • O modelo de barramento de sistema possui uma CPU (ALU e controle), memória e uma unidade de entrada/saída (I/O). • A comunicação entre os componentes é realizada através de um caminho compartilhado chamado barramento de sistema (bus), constituído do barramento de dados, do barramento de endereços e do barramento de controle. • Existe também um barramento de energia e algumas arquiteturas podem ter um barramento de I/O separado.

  15. 6-Modelo de Barramento de Sistema (Murdocca, 1999) (2)

  16. 7-A Lei de Moore • O poder computacional de um equipamento que se adquire hoje por R$ X, será o dobro pelo mesmo custo daqui a 18 meses.

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