Arquitetura de Von Neumann

1. ETEC LINS
Ensino Médio Integrado ao
técnico
Arquitetura de Von
Neumann
Introdução ao sistemas de Computadores
Wanessa Moura Ribeiro
Primeiro Integrado
28/03

2. PÁGINA1
Resumo
O Modelo de Von Neumann é uma forma de organização genérica
dos componentes de um sistema computacional digital. Sendo que os
dados e as instruções ficam armazenadas no mesmo espaço de
memória; cada um possui um endereço, o qual será utilizado para
identificar a posição de um determinado conteúdo; as instruções são
executadas de forma sequencial. Seu modelo é utilizado nos projetos
de praticamente todos os computadores modernos atuais. Composta
por: Memória; CPU, Unidade aritmética e lógica, e Unidade de
Controle (CU); E ainda os dispositivos de entrada e saída para
comunicação com o meio externo, comunicando-se através de uma
estrutura interna conhecida como barramento, que operam a
velocidades altíssimas interligando os principais componentes do
modelo.

3. PÁGINA2
Sumário
Introdução pag.3
Descrição da arquitetura pag.4
Conclusão pag.8
Referências Bibliográfica pag.

4. PÁGINA3
Introdução
Entre os muitos interesses de von Neumann estava a resolução
numérica de problemas para os quais não se conheciam soluções
analíticas ,até que então todas as máquinas construídas até o início
do projeto do EDVAC eram programadas através de meios externos
como cartões perfurados ,fitas perfuradas, painéis, cabos de conexão
etc, e dispunham de muito pouca memória para armazenar os dados
e os resultados intermediários dos cálculos, que estabeleceu o
paradigma de projetos de computadores para várias gerações
seguintes de máquinas.
Esta arquitetura da revolução ficou conhecida com o nome de
"arquitetura de von Neumann", também chamado de ”sistemas de
von Neumann” e são denominados de computadores com programas
armazenados, ou seja, é a arquitetura de computador que se
caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital
armazenar seus programas no mesmo espaço de
memória que os dados podendo assim, manipular tais programas.

5. PÁGINA4
Descrição da arquitetura
A proposta inicial era de um computador de programa armazenado,
denominado IAS,relatada pelo próprio von Neumann era:
•primeira parte – Central Arithmetica: O dispositivo deve realizar
as operações elementares da aritmética mais frequentemente, e por
este motivo, deve ter unidades especializadas apenas para essas
operações;
•segunda parte– Control Center: A sequenciação apropriada das
operações pode ser executado, de forma mais eficiente, por um
controle central
•terceira parte - Memória: Qualquer dispositivo que tiver que
executar longas e complicadas sequencias de operações precisa ter
uma memória considerável.
-Recording ou R: deve ser capaz de manter contato de entrada e
saída, que são os neurônios correspondentes sensoriais e motores do
cérebro humano.
• Quarta parte – Input I: é necessário ter unidades para
transferência de informações de R para M.
• Quinta parte – Output O: é necessário ter unidades para
transferência de informações de M para R.
As característicasdestasmáquinas são as seguintes:
•Há 3 sistemas de hardware:
UCP ou CPU que contém:
Uma unidade de controle;Uma unidade lógica aritmética; Vários
registradores (memórias internas da CPU); Um contador de
programa (PC);
2. Sistema de Memória Principal;
3. Sistema de Entrada/Saída;

6. PÁGINA5
•Há tambem capacidade para executar instruções sequencialmente;
• E possui apenas um caminho de dados entre a UCP e a memória
principal 5 (chamado de Gargalo de von Neumann)
• Ciclo de execuçãode von Neumann:
• Ciclo de busca-decodificação-execução de instruções, isto é, busca
uma instrução, decodifica-a e a executa;
• Descreve como a máquina (o hardware)trabalha com as instruções
que devem ser executadas.

7. PÁGINA6
A CPU tem como função:
• Executar programas que estão armazenadosna memória principal;
Buscar as instruções desses programas; Examinar essas instruções;
Executar as instruções uma após a outra (sequencia);
A unidade de controle tem como função:
• Buscar instruções na memória principal; Determinar o tipo dessas
instruções;
A unidade lógica aritmética tem como função:
• Efetuar operações aritméticas; Efetuar operações booleanas(e, ou,
not, etc); Essas operaçõessão necessáriaspara a execução das
instruções dos programas;
Registradoresda CPU:
•São memórias de alta velocidade; Armazenamresultados
temporários “dentro” da CPU; São usados para controlar as
informações; Cada registrador tem uma função e um tamanho (em
bits e/ou bytes); São lidos e escritos em alta velocidade pois são
internosà 8 CPU; OBS.: É necessario o uso de uma memória para o
armazenamento das informações.
Contador de programa:
• É o registrador mais importante da CPU, indica a próxima instrução
a ser buscada para execução.
Registrador de Instrução :
• Contém a instrução que está sendo executada no momento em
questão;

8. PÁGINA7
Exemplo de execuçãode uma instruçãoem máquinasdo
modelo de von Neumann:
• A unidade de controle busca a próxima instrução do programa na
memória principal;
• O contador de programa é usado pela unidade de controle para
determinar onde a instrução está localizada;
• A instrução é decodificada para uma linguagem que a unidade
lógica aritmética possa entender;
• Os operandosde dados requeridospara executar a instrução são
carregados da memória e colocados em registradores;
• A unidade lógica aritmética executa a instrução e coloca os 11
resultados em registradoresou na memória.

9. PÁGINA8
Conclusão
Notamos que a computação contou com muitos cientistas e
engenheiros que deram contribuições importantes a uma ou duas
áreas; um dos papeis mais importante de von Neumann foi o de
legitimar as atividades desta área nascente.
São impressionantes as quantidades e a atualidades de muitos
conceitos introduzidos por von Neumann. O próprio fato de que a
leitura dos seus trabalhos ainda nos parece tão familiar comprova
esta atualidade. No fundo, apesar de contarmos com uma grande
diversificação tecnológica que inclui conceitos como
microprocessadores, computação paralela e distribuída, redes de
computadores, interfaces gráficas e outros, os princípios básicos de
sua arquitetura e programação ainda são os mesmos derivados das
descrições do EDVAC e da máquina do IAS.
Na visão de von Neumann, os computadores seriam utilizados
principalmente em aplicações científicas e para processamento de
grandes volumes de dados, como censo ou outros. Entretanto, ele
estava ciente do fato de que os computadores serão cada vez mais
velozes, mas, mesmo assim, haverá mais problemas, cada vez mais
complexos para serem resolvidos, tendo em mente sempre a inovação
e a descoberta.

10. PÁGINA9
Referências Bibliográfica
MONTEIRO, Mario A. Introdução a Organização de Computadores.
5ª ed. Rio de Janeiro:LTC, 20072.
TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de
Computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.3.
STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores.
8ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.4.
NULL, Linda. Princípios Básicos de Arquitetura e Organização de
Computadores. 2ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2010.5.
LORIN, Harold. Introdução a Arquitetura e Organização de 14
Computadores. Rio de Janeiro: Campus, 11985.