Transcript 2-Entendendo_o_que_e_ Arquitetura_e_Organizaçao

Organização e Arquitetura de Computadores
Prof. Bruno Silvério Costa

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

Organização de Computadores – Especifica as
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

Famílias de arquiteturas
◦ Intel 80x86
◦ i586
◦ i686


Questão chave: compatibilidade
Implementação (organização) pode ser
diferente

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.

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.



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.



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).




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.


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.




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.

O poder computacional de um equipamento
que se adquire hoje por R$ X, será o dobro
pelo mesmo custo daqui a 18 meses.