aula 1 - fundamento de hardware e software para arquitetura de computadores
TRANSCRIPT
![Page 1: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/1.jpg)
Aula 01Arquitetura de ComputadoresFundamento de Hardware e SoftwareCurso superior de Sistemas de Informação - IFNMG
pt.slideshare.net/EvandroJunior
![Page 2: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/2.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Conjunto de circuitos eletrônicos interligados, formado por dispositivos.
Sistema Computacional
![Page 3: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/3.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Processador ou unidade central e processamento
Memórias
Dispositivos de I/O
Unidades funcionais
![Page 4: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/4.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Gerencia todo o sistema computacional controlando as operações realizadas por cada unidade funcional.
Principal função: Controlar e executar funções presentes na memória principal, através de operações básicas de soma, subtração, comparação e movimento de dados.
Processador
![Page 5: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/5.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Unidade de controle
Unidade lógica aritmética (ULA)
Registradores
Processador
![Page 6: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/6.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
A sincronização de todas as funções do processador é realizada através de um sinal de clock.
SINAL DE CLOCK: Pulso gerado ciclicamente que altera varáveis de estado do processador
Processador
![Page 7: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/7.jpg)
SINAL DE CLOCK
![Page 9: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/9.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Principal, primária ou real;
Local onde são armazenados instruções e dados;
Composta de Células;
Cada célula é formada por um tamanho de bits fixo;
O acesso ao conteúdo é feito pelo endereço da célula.
Memória Principal
![Page 10: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/10.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Memória Principal 7 6 5 4 3 2 1 0
0 Instrução ou dados
1 1 1 0 0 0 1 0 1
2
3
4
5
... ...
Célula
Endereços
![Page 11: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/11.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Classifica as memórias pela sua volatilidade;
RAM – Volátil
ROM, EPROM – Não Volátil
Memória Principal
![Page 12: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/12.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Volátil;
Alta velocidade;
Pequena capacidade de armazenamento;
Maximiza a velocidade com que os dados são lidos;
Alto preço.
Memória Cache
![Page 13: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/13.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
A maior parte das arquiteturas de computadores utilizam memórias caches baseadas em níveis:
L1 Baixa capacidade de armazenamento;
Altíssima velocidade.
L2 Maior capacidade de armazenamento;
Velocidade inferior a L1;
Memória Cache
![Page 14: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/14.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Secundária ou permanente;
Não volátil;
Armazena programas e dados;
Acesso mais lento que as memórias primárias;
Baixo custo;
Capacidade de armazenamento superior comparado com memórias primárias.
Memória Secundária
![Page 15: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/15.jpg)
HARDWARE
Relação entre memórias de armazenamento
Memórias Secundárias
Memórias Primárias
Memórias Cache
Registradores
MaiorCapacidade de
armazenamento
MaiorCusto e
Velocidade
![Page 16: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/16.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Barramentos ou bus;
Meio de comunicação que permite a troca de dados entre as unidades funcionais do meio computacional;
Atua através de condutores, dados, endereços e sinais de controle.
Barramentos
![Page 17: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/17.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Barramento de endereços (address bus);
Local onde os dados a serem processados estão armazenados;
Barramento de dados (data bus);
Por onde as informações transitam.
Barramento de controle (control bus).
Sincroniza tarefas, habilita ou desabilita o fluxo de dados.
Barramentos
![Page 18: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/18.jpg)
HARDWAREB
arra
me
nto
s
![Page 19: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/19.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Podemos considerar que a comunicação (troca de dados) entre processador e memória é realizada pelo um conjunto de barramentos chamado de processador-memória.
Barramentos
![Page 20: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/20.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Técnica que permite que o processador realize múltiplas instruções paralelamente em estágios diferentes.
Semelhante a uma linha de montagem, onde uma tarefa é dividida em uma sequência de múltiplas tarefas.
Pipelining
![Page 21: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/21.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
O Pipelining permite que, enquanto uma instrução encontra na fase de excussão, uma outra instrução possa estar na fase de busca, simultaneamente.
Pipelining
![Page 22: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/22.jpg)
P1 Instr. 1 Instr. 2 Instr. 3 Instr. 4 Instr. 5 Instr. 6 Instr. 7
P2Instr. 1 Instr. 2 Instr. 3 Instr. 4 Instr. 5 Instr. 6
P3 Instr. 1 Instr. 2 Instr. 3 Instr. 4 Instr. 5
P4 Instr. 1 Instr. 2 Instr. 3 Instr. 4
P1Unidade de busca
da instrução
P2Análise da instrução
P3Unidade de busca
de dados
P4Unidade de execução da
instrução
![Page 23: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/23.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Pode ser utilizado em sistemas com um ou mais processadores e tem sido a técnica de paralelismo mais utilizada para aumentar o desempenho dos sistemas operacionais.
Pipelining
![Page 24: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/24.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Métricas de desempenho:
Intervalo entre os ciclos de clock (sinal de clock).
Frequência do clock: indica o número de pulsos elétricos gerados em um segundo (Hz).
Análise de desempenho
![Page 25: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/25.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Métricas de desempenho:
Tempo que o processador demora para executar um programa comparado com outros processadores (Tempo de UCP).
Não inclui a espera em operações de E/S.
Análise de desempenho
![Page 26: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/26.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
HARDWARE
Métricas de desempenho:
Tempo de UCP: nº de ciclos de clock x ciclo de clock para execução de um programa
Ou
Tempo de UCP: nº de ciclos de clock / Frequência de clock
Análise de desempenho
![Page 27: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/27.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
Para que o hardware funcione na prática, deve existir um conjunto de programas utilizados como interface entre as necessidades do usuário e as capacidades do hardware.
![Page 28: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/28.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
Antes a programação era feita diretamente na arquitetura dos computadores e carregadas na memória principal.
Com o surgimento da linguagem de montagem ou Assembly e das linguagens de alto nível a programações ficou mais simples.
Tradutor
![Page 29: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/29.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
A tradução dos códigos de programação de alto nível para código de máquina é realizado por um utilitário denominado tradutor.
Tradutor
![Page 30: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/30.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
Não transforma as informações de alto nível em linguagem máquina, executa as linhas de comando e interpreta as instruções imediatamente.
Interpretador
![Page 31: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/31.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
Responsável por gerar, a partir de um módulo-objeto (linguagem máquina), um único programa executável.
Linker
![Page 32: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/32.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
Linker
Módulo-objetoMódulo-objeto
Módulo-objetoLinker
Programa executável
![Page 33: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/33.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
Loader ou carregador é responsável por carregar na memória principal um programa para se executado.
Loader
![Page 34: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/34.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
Debugger – Responsável pelo teste de programas.
É necessário uma ferramenta adequada para depurar os códigos fontes de programa.
Depurador
![Page 35: Aula 1 - Fundamento de Hardware e Software para arquitetura de computadores](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050723/55a666e61a28abc21b8b4830/html5/thumbnails/35.jpg)
pt.slideshare.net/EvandroJunior
SOFTWARE
Oferece recursos como:
• Acompanhamento de execução de um programa por instrução;
• Possibilitar a alteração e a visualização de conteúdo de variáveis;
• Implementar pontos de paradas do programa;
• Receber mensagens a cada momento que uma variável for alterada.
Depurador