Infra-estrutura de Hardware    Capítulo 1
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Infra-Estrutura de Hardware. Edna Barros. GRECO - Grupo de Engenharia da Computação Centro de Informática - UFPE. Infra-Estrutura de Hardware. Edna Barros. GRECO - Grupo de Engenharia da Computação Centro de Informática - UFPE. Roteiro da Aula. Os computadores no nosso dia a dia

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Infra-Estrutura de Hardware

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Presentation Transcript


Infra estrutura de hardware

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Infra-Estrutura de Hardware

Edna Barros

GRECO - Grupo de Engenharia da Computação

Centro de Informática - UFPE

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware1

Infra-Estrutura de Hardware

Edna Barros

GRECO - Grupo de Engenharia da Computação

Centro de Informática - UFPE

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Roteiro da aula

Roteiro da Aula

  • Os computadores no nosso dia a dia

  • Conhecendo os componentes de um computador

    • CPU

    • Memória

    • Disco

  • Evolução dos computadores

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Roteiro da aula1

Roteiro da Aula

  • Computador: Hardware e Software

  • Como funciona o computador

  • Executando um programa

  • Programa do curso

  • Opcional:

    • Evolução Histórica dos computadores

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Conceitos b sicos de arquitetura e organiza o de computadores

Conceitos Básicos de Arquitetura e Organização de Computadores

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Motiva o

Motivação

Porque é importante saber conceitos de arquitetura/organização de computadores?

Revolução da Informação:

Primeiro computador comercial no final anos 1940

.... Multiprocessadores (SP2, Clusters,....)

Número e complexidade crescente de aplicações:

Caixas Eletrônicos

Computadores em automóveis

Laptops

Projeto Genoma

World Wide Web

Os computadores estão cada vez mais presentes no nosso dia a dia....

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computadores no dia a dia

Computadores no dia a dia...

Computadores estão

presentes nos mais diversos

equipamentos

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computadores no dia a dia1

Computadores no dia a dia...

No nosso dia a dia ....

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computadores no dia a dia2

Computadores no dia a dia...

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computadores no dia a dia3

Computadores no dia a dia...

Centro de Dispatch

Terminais de Dados

Chamada

Rede CDPD/GPRS

GPS/AVL

Voz e Dados

E todos estes computadores/equipamentos podem

estar conectados em rede ....

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Armazenamento e processamento de informa es em um escrit rio

Armazenamento e Processamento de Informações....em um escritório

  • Como se dá o processamento das informações?

    • Informações que não tem uso no momento ficam no fichário.

    • A pasta sobre a mesa contém cópias das informações que precisaremos naquele dia.

  • Na mesa mantemos os papéis que estamos usando naquele momento

  • Completada uma tarefa, pomos os papéis alterados de volta no fichário.

  • Após o expediente, a faxineira joga no lixo tudo que está na mesa.

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Componentes de um Computador

Disco

Memória

Unidade de

Controle (CPU)

3

2

1

timing & size

Information

timing & size

Information

Pastas

Fichário

Mesa

  • O fichário representa o disco rígido, com alta capacidade de armazenamento.

  • A pasta sobre a mesa representa a memória, de acesso rápido e fácil

  • Mesa e usuário são a CPU

  • OBS: Memória é volátil e disco não (faxineira)

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Abrindo o computador

Abrindo o computador....

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Abrindo o computador1

Abrindo o computador....

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Entrada sa da manual

Entrada/Saída Manual

Teclado

Mouse

Monitor de Vídeo

Joystick

Característica comum: baixa velocidade

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Entrada mouse

Entrada: Mouse

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Sa da monitor de v deo

Saída: Monitor de Vídeo

Tubo de raios catódicos

Aumento da energia dos elétrons

Aceleração

Colisão numa tela de fósforo

Emissão de luz

Ponto luminoso

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Sa da v deo

Saída: Vídeo

Controle

Densidade do fluxo controlada por circuitos adicionais

Direção do feixe controlada por campo magnético

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Sa da v deo1

Saída: Vídeo

Resolução

Linhas: 1024

Pontos por linha: 1280

Resolução: 1.310.720

75 figuras/seg : 98.304.000 Bits/seg 100 MHz de largura de Banda

Intensidade

8 bits/cor 24 bits/pixel 3.932.160 bits (Memória de Vídeo)

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Display de cristal líquido

Matrix de pixels

Controle Complexo

Tecnologia VLSI

Saída: Vídeo

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Unidade de Processamento

Placa Mãe

CPU

Memória

Disco rígido

Disco Flexível

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Placa Mãe

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Placa Mãe

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

O Processador

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Processador: PowerPC 750

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

8051

186.531 transistores

8 mm2

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

8051

186.531 transistores

8 mm2

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

8051

186.531 transistores

8 mm2

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Memória

Processador

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Mem ria vs armazenamento

Memória Vs. Armazenamento

O fichário representa o disco rígido, com alta capacidade de armazenamento.

A pasta sobre a mesa representa a memória, de acesso rápido e fácil

Mesa e usuário são a CPU

OBS: Memória é volátil e disco não.

Fluxo de Dados

Fichário

Pasta

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Processador vs mem ria

Processador vs. memória

µProc

60%/ano..

1000

CPU

Desemp. Proc-Mem:(cresce 50% / ano)

100

Desempenho

10

DRAM

7%/ano..

DRAM

1

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Mem ria principal vs cache

Memória Principal Vs. Cache

O fichário representa o disco rígido.

A pasta sobre a mesa representa a memória principal.

No quadro de avisos se encontram informações que podem ser acessadas de forma muito rápida. O quadro representa a cache.

Mesa e usuário são a CPU

Quadro

Fichário

Pasta

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


N veis de mem ria

Níveis de memória

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Discos

Memória

Processador

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

36 Gbytes, 3 1/2”

Discos

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Discos magn ticos

Discos magnéticos

# discos: 1-15 (2 lados)

rotação: 3600 - 7200 rpm

diâmetro: 1-8 inch

# trilhas: 1000-5000

# setores: 64-200

setor: 512 bytes

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Discos hist ria

Discos / História

1973:

1. 7 Mbit/pol2

140 MBytes

1979:

7. 7 Mbit/pol2

2,300 MBytes

source: New York Times, 2/23/98, page C3, “Makers of disk drives crowd even more data into even smaller spaces”

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Discos hist ria1

Discos: história

2000:

10,100

Mb/p2

25,000

MBytes

2000:

11,000

Mb/p2

73,400

MBytes

1989:

63 Mbit/pol2

60,000 MBytes

1997:

1450 Mbit/pol2

2300 Mbytes (2.5” diâmetro)

1997:

3090 Mbit/p2.

8100 Mbytes

(3.5” diâmetro)

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1

source: N.Y. Times, 2/23/98, page C3


Discos limites

Discos: Limites

Capacidade crescente (60%/ano) and Taxa de transf. crescente (40%/ano)

Redução lenta do tempo de acesso (8%/ano)

Tempo para leitura completa:

AnoSequencialRandômica

1990 4 minutos6 horas

200012 minutos 1 semana

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Tend ncias e desafios no desenvolvimento de computadores

Tendências e Desafios no Desenvolvimento de Computadores

Processadores, Memória e Discos

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Tecnologia capacidade de integra o

Tecnologia: Capacidade de Integração

Alpha 21264: 15 million

Pentium Pro: 5.5 million

PowerPC 620: 6.9 million

Alpha 21164: 9.3 million

Sparc Ultra: 5.2 million

Moore’s Law

2X transistores/Chip

A cada 1.5 anos

“Moore’s Law”:

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Tecnologia capacidade de integra o1

Tecnologia: Capacidade de Integração

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Tecnologia desempenho do processador

Tecnologia: Desempenho do Processador

1.54X/yr

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Tecnologia desempenho do processador1

Tecnologia: Desempenho do Processador

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Avan os na tecnologia

Avanços na Tecnologia

Processador

2X velocidade a cada 1.5 ano; 1000X desempenho nos últimos 15 anos

Memória

DRAM capacidade: 2x / 1.5 anos; 1000X tamanho nos últimos 15 anos

Custo por bit: melhora 25% por ano

Disco

capacidade: > 2X em tamanho a cada 1.5 ano

Custo por bit: melhora em média 60% por ano

120X tamanho na última decada

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores

Evolução dos Computadores

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Avan os na tecnologia1

Avanços na tecnologia

  • O que estes intervalos de tempo tem em comum?

    • 1776-1999 (224 anos)

    • 2000-2001 (2 anos)

  • Resposta:Progresso similar no desempenho dos processadores!

  • Crescimento exponencial (Lei de Moore)

  • Projetistas trabalham para melhorar velocidade de reduzir consumo de potência dos processadores.

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Avan os na tecnologia2

Avanços na tecnologia

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Avan os na tecnologia3

Avanços na tecnologia

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Avan os na tecnologia4

Avanços na tecnologia

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Esfor os em arquitetura de computadores

Esforços em Arquitetura de Computadores

Tecnologia

Linguagens de

Programação

Aplicações

Arquiteturas

de Computador

Sistemas

Operacionais

História

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Componentes de um computador hardware

Componentes de um Computador: Hardware

Periféricos

Computador

CPU

Mem.

Interconexão

E/S

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Computador:

Hardware + Software

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computador hardware software

Computador: Hardware + Software

Montador

Compilador

Sistema

Operacional

Datapath & Control

Digital Design

Sistemas

Digitais

Circuit Design

transistors

Aplicação

Software

Repertório de

Instruções

Arquitetura

Hardware

Processor

Memory

I/O system

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Programa

Programa

Módulo 1:Conceitos Básicos de Arquitetura de Computadores

Introdução

Conceitos Básicos de Arquitetura

Usando o simulador MIPS

Implementação Mono-ciclo e Multi-ciclo

Avaliação: projeto e prova

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Programa1

Programa

Módulo 2: Implementação em Pipeline e Superescalar

Implementação Pipeline

Resolução de Conflito de Dados e Controle

Implementação Superescalar

Aulas de laboratório e listas de exercício

Avaliação: prova

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Programa2

Programa

Módulo 3: Hierarquia de Memória

Memória Cache

Tipos de Cache

Melhorando o desempenho de uma cache

Memória RAM

Memória Virtual

Aulas de Laboratório e listas

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Programa3

Programa

Módulo 4: Entrada/Saída e Multiprocessadores

Entrada/Saída

Tipos de E/S

Componentes de um sistema de E/S

Multiprocessadores

Aulas de laboratório e listas

Avaliação: prova

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Monito ria

Monitoria

Monitores

Bruno Barros

E equipe

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Bibliografia

Bibliografia

Organização e Projeto de Computadores – A Interface Hardware Software

David Patterson e John Hennessy

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Componentes de um computador hardware1

Componentes de um Computador: Hardware

Periféricos

Computador

CPU

Mem.

Interconexão

E/S

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Computador:

Hardware + Software

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computador hardware software1

Computador: Hardware + Software

Coordenação de muitos níveis de abstração

Montador

Compilador

Sistema

Operacional

Windows

Datapath & Control

Digital Design

Circuit Design

transistors

Aplicação

Software

Repertório de

Instruções

Arquitetura

Hardware

Processor

Memory

I/O system

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computador hardware software2

Computador: Hardware + Software

Montador

Compilador

Sistema

Operacional

Datapath & Control

Digital Design

Sistemas

Digitais

Circuit Design

transistors

Aplicação

Software

Repertório de

Instruções

Arquitetura

Hardware

Processor

Memory

I/O system

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Representa o da informa o

Representação da Informação

lw$to,0($2)

lw$t1,4($2)

sw$t1,0($2)

sw$t0,4($2)

temp = v[k];

v[k] = v[k+1];

v[k+1] = temp;

Programa em Linguagem de alto nível (e.g., C)

Compilador

Programa em linguagem assembly (e.g.,MIPS)

Montador

Programa em linguagem de Máquina (MIPS)

0000 1001 1100 0110 1010 1111 0101 1000

1010 1111 0101 1000 0000 1001 1100 0110

1100 0110 1010 1111 0101 1000 0000 1001

0101 1000 0000 1001 1100 0110 1010 1111

Interpretação

Hardware

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1

°

°


Representa o da informa o1

Representação da Informação

H

i

g

h

-

l

e

v

e

l

s

w

a

p

(

i

n

t

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;

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p

=

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[

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]

;

v

[

k

]

=

v

[

k

+

1

]

;

v

[

k

+

1

]

=

t

e

m

p

;

}

C

c

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m

p

i

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w

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p

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s

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0

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s

w

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,

4

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2

)

j

r

$

3

1

A

s

s

e

m

b

l

e

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B

i

n

a

r

y

m

a

c

h

i

n

e

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l

a

n

g

u

a

g

e

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1

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0

1

p

r

o

g

r

a

m

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1

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1

1

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1

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0

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0

0

(

f

o

r

M

I

P

S

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1

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0

0

1

1

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1

1

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1

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1

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1

1

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0

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0

1

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0

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1

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1

1

1

1

1

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0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

g

r

a

m

(

i

n

C

)

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Compila o

Compilação

Programa fonte

Ln

Programa objeto

L0

Compilador

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Interpreta o

Interpretação

Instrução

Ln-1

Instrução

Ln

Interpretador

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Interpreta o compila o

Interpretação & Compilação

Programa fonte

Ln

Instrução de máq.

L0

Programa objeto

Lint

Compilador

Interpretador

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computador hardware e software

Computador: Hardware e Software

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computador hardware e software1

Computador: Hardware e Software

Software

Sistema

Aplicação

...

Sistemas

operacionais

Montadores

Compiladores

Editores

...

as

...

gcc

Memória

virtual

Sistema de

arquivo

I/O device

drivers

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Infra estrutura de hardware

Computador:

Hardware + Software

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Interface entre hw e sw repert rio de instru es

Interface entre hw e sw: Repertório de Instruções:

software

Repertório de Instruções

hardware

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Como funciona um computador

Como funciona um computador??

Memória

Programas

+

Dados

Vídeo

Teclado

CPU

Execução das

instruções de um

programa

E/S

Buffers

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Como funciona um computador1

Como funciona um computador??

Memória

Programas

+

Dados

Vídeo

Teclado

  • Unid. controle

Reg.

Instrução

Endereço

AC

temp

Operando

ALU

E/S

  • Unid. processamento

Buffers

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Mem ria

Memória

0

12

11

15

Opcode

Endereço

  • Dado

15

0

sinal

magnitude

  • Instrução

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Como funciona um computador2

Como funciona um computador?

Início

Término

Busca a próxima

instrução

Executa a instrução

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 0

PC (endereço)

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

AC (operando)

2 9 4 1

3 0 2

IR (Instrução)

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 2

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa1

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 0

PC (endereço)

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

AC (operando)

2 9 4 1

3 0 2

1 9 4 0

IR (Instrução)

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 2

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa2

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 0

PC

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

0 0 0 3

AC

2 9 4 1

3 0 2

1 9 4 0

IR

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 2

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa3

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 1

PC

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

0 0 0 3

AC

2 9 4 1

3 0 2

IR

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 2

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa4

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 1

PC

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

0 0 0 3

AC

2 9 4 1

3 0 2

5 9 4 1

IR

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 2

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa5

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 1

PC

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

0 0 0 5

AC

2 9 4 1

3 0 2

5 9 4 1

IR

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 2

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa6

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 2

PC

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

0 0 0 5

AC

2 9 4 1

3 0 2

IR

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 2

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa7

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 2

PC

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

0 0 0 5

AC

2 9 4 1

3 0 2

2 9 4 1

IR

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 2

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa8

Executando um programa

Registradores da CPU

Memória

1 9 4 0

3 0 2

PC

3 0 0

3 0 1

5 9 4 1

0 0 0 5

AC

2 9 4 1

3 0 2

2 9 4 1

IR

...

0 0 0 3

9 4 0

0 0 0 5

9 4 1

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Executando um programa9

Executando um programa

Busca instrução

Incrementa PC

Decodifica instrução

Busca operando

Executa instrução

Armazena resultado

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Escopo do curso

Escopo do curso.....

Conjunto de registradores

Tipos de Dados

Acesso à memória

Formato e Repertório de instruções

Organização

  • Arquitetura

  • Tecnologia de memória

  • Interfaces

  • Implementação das instruções

  • interconexões

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Computador hardware software3

Computador: Hardware + Software

Montador

Compilador

Sistema

Operacional

Windows

Datapath & Control

Digital Design

Sistemas

Digitais

Circuit Design

transistors

Aplicação(word)

Software

Repertório de

Instruções

Arquitetura

Hardware

Processor

Memory

I/O system

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores1

Evolução dos Computadores

GERAÇÃO ZERO - 1836 - Anos 30

Máquinas mecânicas ou baseadas em relés

dificuldade de construção

pouca exatidão

Exemplos:

1936 - Zuze - Z1

Primeira máquina calculadora a relés

1943 - Governo Britânico - Colossus

Primeiro computador eletromecânico

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores2

Evolução dos Computadores

PRIMEIRA GERAÇÃO - Anos 40

Válvulas com processadores

Caras, lentas, queimavam com facilidade

ENIAC, UNIVAC

Programação:

nível binário: 010110110..00

Exemplos:

1946 - Eckert/Mauchkley - Eniac 1

A História do computador moderno começa aqui

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Sistema de computa o

Sistema de Computação

Válvulas

Software

Repertório de

Instruções:

001001001001

Hardware

Processor

I/O system

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores3

Evolução dos Computadores

SEGUNDA GERAÇÃO - Anos 50

Transistores

menores, mais baratos, rápidos, duráveis

Programação:

simbólica: add, sub, load, store

programa armazenado em memória

Exemplo:

1952 - Von Neumann - IAS

Modelo da maioria das máquinas atuais

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Programa armazenado

Programa Armazenado

CPU

Memória

Principal

Barramento

de memória

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Sistema de computa o1

Sistema de Computação

add, sub, load, store

Software

Montador

Repertório de

Instruções

Arquitetura:

Hardware

Processor

Memory

I/O system

transistors

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores4

TERCEIRA GERAÇÃO - Anos 60

Circuitos Integrados (CI`s)

Programação:

compiladores (if-then-else, +, go to)

Memória Virtual (Sistema Operacional)

Exemplos:

1960 - DEC - PDP 11

Primeiro minicomputador (50 unidades vendidas)

1964 - IBM - 360

Primeira linha de produtos projetada como uma família

Evolução dos Computadores

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Mem ria virtual

Memória Virtual

Memória

Principal

Memória

Secundária

Barramento

de E/S

Barramento

de memória

CPU

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Sistema de computa o2

Sistema de Computação

Aplicação

Sistema

Compilador

Operacional

Software

Montador

Repertório de

Instruções

Arquitetura

Hardware

Processor

Memory

I/O system

Circuit Design

transistors

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores5

Evolução dos Computadores

QUARTA GERAÇÃO - Anos 70

Microprocessadores/ Mem. semicondutora

VLSI Very Large Scale Integration

Programação:

Linguagens Estruturadas

Estruturas de Dados Dinâmicas

Exemplos:

1974 - Intel - 8080

Primeira CPU de uso geral em um chip

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Sistema de computa o3

Sistema de Computação

Aplicação

Sistema

Compilador

Operacional

Software

Montador

Repertório de

Instruções

Arquitetura

Hardware

Processor

Memory

I/O system

Datapath & Control

Digital Design

Circuit Design

transistors

Mais instruções

Muitos tipos de dados

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores6

Evolução dos Computadores

QUINTA GERAÇÃO - Anos 80

Máquinas RISCs

Simplificar para melhorar desempenho

Uso efetivo do pipeline

Programação:

Crise do Software

C: Pseudo linguagem de Máquina

Exemplos: RISC, MIPS, Sparc

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Sistema de computa o4

Sistema de Computação

Aplicação

Sistema

Compilador

Operacional

Software

Montador

Repertório de

Instruções

Arquitetura

Hardware

Processor

Memory

I/O system

Datapath & Control

Digital Design

Circuit Design

transistors

Poucas instruções

Poucos tipos de dados

Hardware mais simples

Melhor desempenho

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores7

... Anos 90

Arquiteturas Superescalares

Arquiteturas VLIW

Arquiteturas Superpipeline

3 níveis

nível de sistema operacional

nível de máquina convencional

nível de hardware

Exemplos:

Pentium, Alpha, Power

Evolução dos Computadores

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


Evolu o dos computadores8

... Anos 2000

Arquiteturas Multi-core

Paralelismo de threads

Clusters

.....

Evolução dos Computadores

Infra-estrutura de Hardware Capítulo 1


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