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Prof. B. Piropo. Arquitetura, Organização e Hardware de Computadores - Prof. B. Piropo

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Academic year: 2021

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(1)
(2)

Arquitetura: Tem a ver com os atributos do

sistema visíveis ao programador, os que

influenciam a execução lógica do programa

(exemplo: conjunto de instruções);

Organização: Tem a ver com a forma pela qual as

unidades operacionais se interligam para cumprir

aquilo que é exigido pela arquitetura.

O computador terá uma instrução “multiplique”? -> Arquitetura.

Ela será implementada por um circuito multiplicador ou por um

conjunto de somas sucessivas? -> Organização.

Hardware: Conjunto de componentes físicos;

Software: Conjunto de componentes lógicos.

(3)

Arquitetura de Computadores…

Organização de Computadores…

Arquitetura Digital…

Hardware de Computadores...

Melhor:

(4)
(5)

Escreve…

(6)

Escreve…

Toca música…

(7)

Escreve…

Toca música…

Mostra fotos e desenhos…

(8)

Escreve…

Toca música…

Mostra fotos e desenhos…

“Passa” filmes…

“Navega” na Internet…

(9)

Escreve…

Toca música…

Mostra fotos e desenhos…

“Passa” filmes…

“Navega” na Internet…

(10)
(11)

Dados são a “matéria prima” de que é

feita a “informação”.

Relação com o nome e idade de cada aluno da

sala -> conjunto de dados.

Quociente da soma das idades pelo número de

alunos (idade média dos alunos) -> Informação

(tomada de decisão)

(12)

“ Processar” significa “ transformar”,

“submeter a um processo”.

Entram

Dados…

… saem

Informações

(13)
(14)

E/S: Dispositivos de

Entrada/Saída

MP: Memória Principal

UCP: Unidade Central

de Processamento

(15)

Controlar (as três ações seguintes);

Mover dados (de e para) a UCP:

“Sinais” ou pulsos de corrente elétrica.

Armazenar (resultados intermediários e

finais):

“Células de memória” (circuito eletrônico seqüencial).

Processar (transformar através de operações

elementares aritméticas e lógicas):

(16)

Todo computador nada mais é que um

conjunto de portas lógicas (feitas de

transistores) e células de memória (também

feitas de transistores) interligados por

condutores elétricos.

Como pode?

Para entender, precisamos relembrar alguns

conhecimentos de matemática e lógica...

(17)

Forma sistêmica (metódica, coerente) de usar

“numerais” (conjuntos de um ou mais

(18)

Representar um conjunto útil de números

(números inteiros, números relativos, números

reais, números racionais, etc.);

Representar cada número de um único modo;

Refletir a estrutura do número .

...

Há infinitas maneiras de fazer isto.

Qualquer uma que cumpra as três condições acima

é válida.

(19)

O valor de um algarismo depende de sua posição

(20)

O valor de um algarismo depende de sua posição

(21)

O valor de um algarismo depende de sua posição

(22)
(23)

Já se usou base doze?

Dúzias, grosas…

Pé = 12 polegadas…

Já se usou base 20?

“oitenta”: “quatre-vingts”

“setenta e oito”: “soixante dix-huit”

(24)

Base oito: sistema octal.

Algarismos: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7.

Base dezesseis: sistema hexadecimal.

Algarismos: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; A; B; C; D; E; F.

E base um? Pode?

Sistema unário (um único algarismo: 1)

Três = 111 ; Sete = 1111111 ; Treze= 1111111111111

(atenção: não é sistema numérico posicional !!!)

(25)

Sistema binário (posicional de base dois)

(26)

Sistema binário (posicional de base dois)

(27)

Sistema binário (posicional de base dois)

(28)

Sistema binário (posicional de base dois)

(29)

Sistema binário (posicional de base dois)

(30)

Sistema binário usa apenas dois algarismos, zero e um.

Computador é constituído de circuitos eletrônicos e

elétricos que trabalham com grandezas que, na maioria

das vezes, assumem dois estados mutuamente

exclusivos:

Lâmpadas/LEDs: acesos ou apagados;

Capacitores: carregados ou descarregados;

Interruptores: abertos ou fechados;

Circuitos: energizados ou não energizados;

Portanto: um estado pode representar “zero”, outro “um”

(além do que pode-se estabelecer limiares para grandezas que variam

linearmente, como tensões)

(31)
(32)

Representação de um número em um sistema

numérico posicional:

Número (N) -> (d

n-1

d

n-2

d

n-3

... d

2

d

1

d

0

)

b

Onde:

n -> número de algarismos do numeral;

d

pos

-> cada algarismo do numeral;

(n-1); (n-2)... 2; 1; 0 -> posição do algarismo no numeral;

b -> base do sistema numérico.

N -> número

Cálculo do valor do número:

N = (d

n-1

. b

n-1

)+ (d

(33)

Número (N) -> [(3) (5) (7) (4) (8)]

10

Onde:

n -> 5 (número de algarismos do numeral);

(n-1); (n-2)... 2; 1; 0 -> 4 ; 3; 2; 1; 0 (posição);

d

pos

-> 3

4

; 5

3

; 7

2

; 4

1

; 8

0

(cada algarismo do numeral);

b -> 10 (base do sistema numérico).

N -> número (35748)

Cálculo do valor do número:

N = (3.10

4

) + ( 5.10

3

) + (7.10

2

) + (4.10

1

) + (8.10

0

) =

(34)
(35)
(36)
(37)
(38)
(39)
(40)
(41)
(42)
(43)

2

3

é igual à base 8, logo todo conjunto de três bits pode

(44)

2

3

é igual à base 8, logo todo conjunto de três bits pode

(45)

2

3

é igual à base 8, logo todo conjunto de três bits pode

(46)

2

3

é igual à base 8, logo todo conjunto de três bits pode

(47)

2

4

é igual à base 16, logo todo conjunto de quatro bits

(48)

2

4

é igual à base 16, logo todo conjunto de quatro bits

(49)

2

4

é igual à base 16, logo todo conjunto de quatro bits

(50)

2

4

é igual à base 16, logo todo conjunto de quatro bits

(51)
(52)

A base 8 é igual a 2

3

, portanto qualquer algarismo octal

(53)

A base 8 é igual a 2

3

, portanto qualquer algarismo octal

(54)

A base 8 é igual a 2

3

, portanto qualquer algarismo octal

(55)

Converta primeiro da base 8 para a base 2 e em seguida

(56)
(57)

A base 16 é igual a 2

4

, portanto qualquer algarismo

(58)

Converta primeiro da base 16 para a base 2 e em

(59)

Dígitos binários( Binary digits ou Bits): zero / um;

Números expressos em binário: conjunto de bits;

Maior número expresso com:

Quatro bits: 1111

2

= 15

10

Oito bits: 11111111

2

= 255

10

Dezesseis bits: 1111111111111111

2

= 65.535

10

Trinta e dois bits: 11111111111111111111111111111111

2

= 4.294.967.296

10

Padronização: adotada em 1967, atualizada em

1986:

(60)

Conseqüência de:

A maioria dos computadores da época usavam

posições de memória de oito células de um bit

cada;

Com oito bits era possível exprimir todos os

caracteres usados pelo idioma inglês, a maioria

dos caracteres acentuados usados pelos idiomas

europeus, além de alguns símbolos gráficos e

(61)

Byte = 8 bits (0 – 255 )

Quilobyte: KB = 1.024 bytes (1024

10

=

10000000000

2

= [2

10

]

10

)

Megabyte: MB = 1.024 KB = 1.048.576 bytes

Gigabyte: GB = 1.024 MB = 1.073.741.824 bytes

Terabyte: TB = 1.024 GB = 1.099.511.627.776

bytes

Petabyte: PB = 1.024 TB = 1.125.899.906.842.620

bytes

Exabyte: EB = 1.024 PB =

1.152.921.504.606.850.000 bytes

(62)

Referências

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