Arquitetura e Manutenção de Computadores

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  • ----- Meeting Notes (06/04/11 10:48) -----
    São instruções simples que os processadores interpretam para realizarem operações.
  • Arquitetura e Manutenção de Computadores

    1. 1. Arquitetura e Manutenção de Computadores Arquitetura de Processadores
    2. 2. John von neumann  O matemático húngaro JohnVon Neumann (1903-1957) formalizou o projeto lógico de um computador.  Em sua proposta,Von Neumann sugeriu que as instruções fossem armazenadas na memória do computador.Até então elas eram lidas de cartões perfurados e executadas, uma a uma.  A maioria dos computadores hoje em dia segue o modelo proposto porVon Neumann.
    3. 3. Arquitetura dos processadores
    4. 4. Partes do computador
    5. 5. Unidade lógico-aritmética (ULA)  A Unidade lógica e aritmética (ULA) ou em inglês Arithmetic Logic Unit (ALU) é a unidade do processador (Central Processing Unit, ou simplesmente CPU), que realmente executa as operações aritméticas e lógicas referenciadas pelos opcodes. 
    6. 6. Unidade de controle (UC)  A unidade de controle executa três ações básicas intrínsecas e pré- programadas pelo próprio fabricante do processador, são elas: busca (fetch), decodificação e execução.  Seu trabalho é ler instruções e dados da memória ou dos dispositivos de entrada, decodificar as instruções, alimentar a ULA com as entradas corretas de acordo com as instruções e enviar os resultados de volta à memória ou aos dispositivos de saída.  Desde a década de 1980, a ULA e a UC são inseridas em um único circuito integrado: o microprocessador.
    7. 7. Memória  A memória do computador pode ser vista como uma lista de células.  Cada célula tem um "endereço" numerado que pode armazenar uma quantidade fixa e pequena de informação.  Essa informação pode ser ou uma instrução, que diz ao computador o que fazer, ou dados, a informação que o computador deve processar utilizando as instruções.
    8. 8. Dispositivos de e/s  Os dispositivos de E/S definem como o computador recebe e devolve informação do mundo exterior.
    9. 9. RISC x CISC Qual a melhor?
    10. 10. RISC  Reduction Instruction Set Computer – Computador com um conjunto de instruções reduzidas;  Mais simples e mais baratos;  Operam em frequencias maiores;  Trabalham em conjunto com softwares adequados;
    11. 11. CISC  Complex Instruction Set Computer – Computador com um conjunto complexo de instruções;  Executa centenas de instruções complexas diferentes;  Mais caros;  Operam em velocidades menores;
    12. 12. Quem venceu? Nenhum!
    13. 13. Atualmente  Hoje temos processadores híbridos, onde internamente operam como RISC, realizando operações simples e um circuito decodificador converte as instruções mais complexas.
    14. 14. Instruções X86  O conjunto básico de instruções usadas em micros PC é chamado de conjunto x86.  Este conjunto é composto por um total de 187 instruções, que são as utilizadas por todos os programas.  Além deste conjunto principal, alguns processadores trazem também instruções alternativas, que permitem aos programas executar algumas tarefas mais rapidamente do que seria possível usando as instruções x86 padrão.
    15. 15. Conjuntos de Instruções alternativas  MMX (Pentium MMX);  3D-NOW! (AMD);  SSE (Pentium III).
    16. 16. Processadores recentes
    17. 17. Arquitetura e Manutenção de Computadores Conversão de Bases Numéricas professor@emanoel.pro.br
    18. 18. Sistemas de Numeração • Binário; • Decimal; • Octal; • Hexadecimal.
    19. 19. Sistema Binário • A base é o número 2, com utilização dos números 0 e 1; • 0 é ausência de corrente e 1 a presença;
    20. 20. Sistema Octal • A base do sistema octal é o número 8, com utilização dos símbolos: 0 1 2 3 4 5 6 7
    21. 21. Sistema Hexadecimal • A base do sistema é o número 16, utilizando os símbolos: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F. • Os valores absolutos A, B, C, D, E e F são, respectivamente, 10, 11, 12, 13, 14 e 15.
    22. 22. Exemplos Decimal Binária Octal Hexadecimal 0 0 0 0 3 11 3 3 10 1010 12 A 15 1111 17 F 301 100101101 455 12D 1379 10101100011 2543 563
    23. 23. Teorema Fundamental de Numeração - TFN • …+ X2 x B2 + X1 x B1 + X0 x B0 + X-1 x B-1 +… Utilizado para conversões de outras bases em Decimal. Ex: Binário  Decimal, Octal  Decimal, Hexadecimal  Decimal.
    24. 24. Decimal para Base b qualquer • Divisões sucessivas pela base desejada. • Ex: (19)10 = (10011)2 • Ex: (500)10 = (764)8
    25. 25. Base b qualquer para Decimal • Utilizar o TFN; • Ex.: 1011012 = 1x25 + 0x24 + 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20 = 32 + 0 + 8 + 4 + 0 + 1 = 4510, então (1011012)2=(4510)10 • Converter 4F5H para a base 10 .Solução: Sabemos que F16=1510. Então:4x162 + 15x161 + 5x160 = 4x256 + 15x16 + 5 = 1024 + 240 + 5 = 126910
    26. 26. Cuidado! • Converter 38,38 para a base 10.Solução: Uma base octal dispõe dos algarismos 0 a 7 e portanto o algarismo 8 não existe nessa base. A representação 38,3 não existe na base 8. • Converter 7G16 para a base 10.Solução: A base 16 dispõe dos algarismos 0 a F e portanto o símbolo G não pertence à representação hexadecimal.
    27. 27. Tabela de Equivalências
    28. 28. Conversão entre binário e octal • Entre bases 2 e 8, temos que 23 = 8 • Ex: 101010012 = 10.101.0012utilizando a tabela sabemos que: 0102 = 28; 1012 = 58 ; 0012 = 18 , então temos 2518
    29. 29. • Entre bases 2 e 16, temos que 24 = 16 • 110101011012 = 110.1010.11012  • Sabemos que 1102 = 616; 10102 = A16 ; 11012 = D16 ; portanto 110101011012 = 6AD16 Entre binário e hexadecimal
    30. 30. Exercícios • Entregue folha de exercícios em sala.
    31. 31. Arquitetura e Manutenção de Computadores Aula 04 – 20.04.2011 Conversão de Bases Numéricas (cont.) professor@emanoel.pro.br
    32. 32. Tabela de Equivalências
    33. 33. Conversão entre binário e octal • Entre bases 2 e 8, temos que 23 = 8 • Ex: 101010012 = 010.101.0012utilizando a tabela sabemos que: 0102 = 28; 1012 = 58 ; 0012 = 18 , então temos 2518
    34. 34. • Entre bases 2 e 16, temos que 24 = 16 • 110101011012 = 0110.1010.11012  • Sabemos que 01102 = 616; 10102 = A16 ; 11012 = D16 ; portanto 110101011012 = 6AD16 Entre binário e hexadecimal
    35. 35. Exercícios • Entregue em sala na aula passada; • Itens m até o final.
    36. 36. Aritmética binária • Soma e subtração de números binários.
    37. 37. Adição binária 0 +0 0 +1 1 +0 1 +1 0 1 1 0 (vai um)
    38. 38. Subtração binária 0 - 0 1 - 1 1 - 0 0 - 1 0 0 1 1 e pede emprestado
    39. 39. Exercícios • Exercícios no quadro.
    40. 40. Arquitetura e Manutenção de Computadores Álgebra Booleana Circuitos Lógicos professor@emanoel.pro.br 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    41. 41. Objetivos da aula • Conhecer as portas lógicas existentes. 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    42. 42. Álgebra Booleana • Em 1854, um matemático britânico chamado George Boole publicou um sistema lógico que viria a ser conhecido como álgebra booleana; • Em 1937, Claude Shannon implementou Álgebra booleana e aritmética binária utilizando circuitos elétricos. 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    43. 43. Portas e Circuitos Lógicos • NOT • AND • NAND • OR • NOR • XOR • XNOR 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    44. 44. NOT 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    45. 45. AND 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    46. 46. NAND 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    47. 47. OR 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    48. 48. NOR 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    49. 49. XOR 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    50. 50. XNOR 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes
    51. 51. Na apostila… 04/05/11 Prof. Emanoel Lopes

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