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Modelo Von
Newman e
Periféricos
ADIR KUHN
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Evolução histórica do
computador

2

Evolução histórica do computador –
Continuação
 Modelo de Von Neuman




Computadores feitos com base na Maquina
Universal de Turing armazenam dados na
memória.



Entre 1944-1945 John Von Newman propôs que
se os programas e dados são logicamente os
mesmo, os programas também deveriam ser
armazenados na memória.
Evolução histórica do
computador

3



Modelo de Von Newman – Continuação



Quatro subsistemas


O computadores construídos com base no modelo
de Von Newman dividem o hardware do
Computador em quatro Subsistemas : Memória,
Unidade lógica e aritmética, Unidade de controle de
I/O.
Evolução histórica do
computador







4

Modelo de Von Newman – Continuação
Memória – Área de armazenamento para programas e
dados.
Unidade de lógica e aritmética (ULA) – Área operações
de lógica e cálculos, necessária realizar operações
aritméticas e lógicas sobre dados.
Unidade de controle – Responsável pelas operações da
memória, a ULA e o sub sistema de I/O.
Entrada e saída – Aceita input de dados e programas
vindos de fora do computador e realiza saída dos
resultados do processamento para o mundo externo.
Inclui dispositivos de armazenamento secundários
(discos ou fitas).
Evolução histórica do
computador

5

Conceito de programa armazenado – No modelo
de Von Newman determina-se que o programa
deve ser armazenado na memória, diferente da
arquitetura dos primeiros computadores onde
somente os dados eram armazenados na memória.
 Os programas para respectivas tarefas eram
implementados através de manipulação de
comutadores ou modificações do sistema de fios.
 Para armazenar programas e dados eles são
convertidos para o mesmo formato, como padrões
binários na memória – uma sequência de 0s e 1s.

Evolução histórica do computador
6



Execução seqüencial de Instruções


No modelo de Von Newman, um programa e
composto por um numero finito de instruções,
executados pela unidade de controle após
decodificá-las.



As instruções são executados de modo
seqüencial



Nos computadores modernos as instruções são
executadas na ordem em que forem mais
eficientes.
Periféricos de Entrada e Saída


7

Os dispositivos de E/S (Entrada e Saída)
servem basicamente para a comunicação
do computador com o meio externo. Eles
provêem o modo pelo qual as informações
são transferidas de fora para dentro da
máquina, e vice-versa, além de
compatibilizar esta transferência através do
equilíbrio de velocidade entre os meios
diferentes.
Periféricos de Entrada e Saída


8

Termos de interesse:


Periférico : Qualquer dispositivo conectado a um
computador que permita a comunicação ou interação
do computador com o mundo externo. (Entrada, Saída e
Entrada/Saída).



Interface : Componente de hardware localizado entre o
processador e um ou mais periféricos, função
coordenação de transferência de dados


Recebimento dos dados e comandos enviados pelo processador ao periférico



Envio ao processador do estado (status) do dispositivo;



Manipulação e transformação dos dados e sinais de uma forma que seja
compatível com o periférico;



Geração de sinais de controle e temporização durante a transferência de
dados e estado.
Periféricos de Entrada e Saída


9

Termos de interesse: (continução)


Controlador : Componente de hardware de uma interface
que realiza todo o controle necessário para a
transferência de dados;



Driver : Conjunto de rotinas encarregadas da
comunicação do processador com a controladora e/ou
interface do periférico;



Porta de E/S : Corresponde a um endereço no sistema de
E/S do processador. Assim como o processador tem uma
determinada capacidade de endereçamento de
memória, ele também tem uma certa gama de
endereços destinados a portas de E/S;



Barramento→ Conjunto de fios que transportam sinais de
dados, endereço e controle
Periféricos de Entrada e Saída


Esquema de E/S

10
Periféricos de Entrada e Saída



Periféricos existem em grande número;
Entram e saem de moda de acordo com a
evolução tecnológica:
ISA, PCI, USB, PCI-X



Tipos de transferência de dados:





Por controle direto do processador;
 Por acesso direto a memória (DMA).




Podem co-existir no computador sem um
anular o outro tipo.

11
Periféricos de Entrada e Saída

12

Transferência de dados por controle Direto do
processador
 Processador interage diretamente com o
dispositivo a cada transferência de um byte ou
palavra;
 Podem ser:








Polling. também conhecido como teste de estado.
Processador pergunta para cada dispositivo se está apto
para receber ou transmitir uma unidade de informação.
Interrupção. O processador é interrompido quando o
periférico estiver apto a transmitir ou receber dados.

Processador controla a transferência byte a byte
(palavra a palavra) usando os registradores
internos e suas portas de E/S.
Periféricos de Entrada e Saída


13

Transferência de dados por controle Direto
do processador
Periféricos de Entrada e Saída

14



Acesso Direto a memória



Controlador faz o trabalho de transferência de
blocos de dados entre periféricos e memória;



Processador não abandona suas tarefas;Apenas
inicializa o controlador e dispara as atividades de
transferências
Periféricos de Entrada e Saída


Exemplos :



Teclado : Conjunto de chaves elétricas cada

15

uma acionada por uma tecla. A cada chave
dessas corresponde um código binário que é
enviado para a placa-mãe e esta sabe como
tratar esse código de acordo com o modelo do
teclado ou com o software que está em uso.
Periféricos de Entrada e Saída


Exemplos : Continuação



Mouse (Bolinha):

Junto à bolinha existem duas pequenas
rodas, as quais estão conectadas cada qual
a um eixo. Na outra ponta desses eixos existem
rodas maiores e cheias de furos nas bordas.
Além disso, ainda existem dois LEDs (“Light-Emitting
Diode”, ou diodo emissor de luz) infravermelhos e dois
sensores infravermelhos. Ao lado de cada uma das
“rodas com furos” existe um par LED/sensor, o qual
capta os movimentos realizados pela “roda com furos”. A bolinha move uma roda,

a qual move o eixo, que gira uma das “rodas com furos”, então, o sensor infravermelho
percebe a interrupção do recebimento das luzes do LED infravermelho e interpreta isso
como um movimento vertical ou horizontal, dependendo de qual dos dois sensores foi
movido.

16
Periféricos de Entrada e Saída


Exemplos :



Continuação



Mouse (Óptico):

17
Periféricos de Entrada e Saída


Exemplos : Continuação



Sistema de Vídeo

18
Periféricos de Entrada e Saída

19



Exemplos : Continuação



Sistema de Vídeo



O chamado subsistema de vídeo do computador constitui-se de
uma das partes mais complexas;



Requer um processador específico para os gráficos a serem exibidos,
esses gráficos processados são armazenados na chamada memória
de vídeo que recentemente passou a ser uma parte da RAM nas
configurações mais populares;



Acontece devido a novas tecnologias de barramento (também a
serem vistas mais adiante). Finalmente a imagem processada e
armazenada em memória específica é exibida em um monitor de
vídeo, que por sua vez pode ser baseado na tecnologia de raios
catódicos (CRT) ou de cristal líquido (LCD).
Periféricos de Entrada e Saída

20



Exemplos : Continuação



Scanner



Esse aparelho é composto por uma fonte de luz que é
emitida sobre o papel, ou objeto a ser “escaneado” e
um sensor que capta os reflexos dessa imagem.



Esse sensor ajuda a montar a imagem na memória do
computador na forma de um arquivo gráfico ou
simplesmente um padrão de barras a ser convertido em
um número.
Periféricos de Entrada e Saída

21



Exemplos : Continuação



Impressora :É o dispositivo responsável por
levar ao papel tudo que se produz em
termos de textos e imagens dentro de uma
UCP.



Existem diversas tecnologias de impressoras,
dentre elas tem-se: as de impacto, as jato
de tintas, as de cera e as a laser.
Periféricos de Entrada e Saída


Exemplos : Continuação



Hard Disk : (Misto)

22
Bibliografia

23

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

1

2
3

MANZANO, José Augusto N. G. Estudo Dirigido de Algorítmos. São
Paulo: Érica, 1999.
PEIXOTO, Mário César Pintaudi. Engenharia social e segurança da
informação na gestão corporativa . Rio de Janeiro: Brasport, 2006.
COMER, Douglas E. Interligação em rede com TCP/IP: projeto,
implementação e detalhes internos. Tradução de Ana Maria Netto
GUZ. 3. ed. Rio de Janeiro: Campus, 1999. v. 2.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
CANTU, Marco. Dominando o Delphi 5 "a Bíblia". São Paulo: Makron
1
Books, 2000.
TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadores. Rio de Janeiro :
2
Campus, 1994.
MACHADO, Francis Berenger. Arquitetura de sistemas operacionais.
3
Rio de Janeiro : Livros Técnicos e Científicos, 2002. 3. ed.
LOURENÇO, Antonio Carlos de. Circuitos digitais. São Paulo : Érica,
4
2005
NORTON, P., Introdução à Informática, 5ª edição, São Paulo,
5
Printice Hall, 2004. 1997

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  • 1. Modelo Von Newman e Periféricos ADIR KUHN BACHAREL EM COMPUTAÇÃO PÓS GRADUADO EM BANCO DE DADOS PHP ENGINNER E SCRUM MASTER
  • 2. Evolução histórica do computador 2 Evolução histórica do computador – Continuação  Modelo de Von Neuman   Computadores feitos com base na Maquina Universal de Turing armazenam dados na memória.  Entre 1944-1945 John Von Newman propôs que se os programas e dados são logicamente os mesmo, os programas também deveriam ser armazenados na memória.
  • 3. Evolução histórica do computador 3  Modelo de Von Newman – Continuação  Quatro subsistemas  O computadores construídos com base no modelo de Von Newman dividem o hardware do Computador em quatro Subsistemas : Memória, Unidade lógica e aritmética, Unidade de controle de I/O.
  • 4. Evolução histórica do computador      4 Modelo de Von Newman – Continuação Memória – Área de armazenamento para programas e dados. Unidade de lógica e aritmética (ULA) – Área operações de lógica e cálculos, necessária realizar operações aritméticas e lógicas sobre dados. Unidade de controle – Responsável pelas operações da memória, a ULA e o sub sistema de I/O. Entrada e saída – Aceita input de dados e programas vindos de fora do computador e realiza saída dos resultados do processamento para o mundo externo. Inclui dispositivos de armazenamento secundários (discos ou fitas).
  • 5. Evolução histórica do computador 5 Conceito de programa armazenado – No modelo de Von Newman determina-se que o programa deve ser armazenado na memória, diferente da arquitetura dos primeiros computadores onde somente os dados eram armazenados na memória.  Os programas para respectivas tarefas eram implementados através de manipulação de comutadores ou modificações do sistema de fios.  Para armazenar programas e dados eles são convertidos para o mesmo formato, como padrões binários na memória – uma sequência de 0s e 1s. 
  • 6. Evolução histórica do computador 6  Execução seqüencial de Instruções  No modelo de Von Newman, um programa e composto por um numero finito de instruções, executados pela unidade de controle após decodificá-las.  As instruções são executados de modo seqüencial  Nos computadores modernos as instruções são executadas na ordem em que forem mais eficientes.
  • 7. Periféricos de Entrada e Saída  7 Os dispositivos de E/S (Entrada e Saída) servem basicamente para a comunicação do computador com o meio externo. Eles provêem o modo pelo qual as informações são transferidas de fora para dentro da máquina, e vice-versa, além de compatibilizar esta transferência através do equilíbrio de velocidade entre os meios diferentes.
  • 8. Periféricos de Entrada e Saída  8 Termos de interesse:  Periférico : Qualquer dispositivo conectado a um computador que permita a comunicação ou interação do computador com o mundo externo. (Entrada, Saída e Entrada/Saída).  Interface : Componente de hardware localizado entre o processador e um ou mais periféricos, função coordenação de transferência de dados  Recebimento dos dados e comandos enviados pelo processador ao periférico  Envio ao processador do estado (status) do dispositivo;  Manipulação e transformação dos dados e sinais de uma forma que seja compatível com o periférico;  Geração de sinais de controle e temporização durante a transferência de dados e estado.
  • 9. Periféricos de Entrada e Saída  9 Termos de interesse: (continução)  Controlador : Componente de hardware de uma interface que realiza todo o controle necessário para a transferência de dados;  Driver : Conjunto de rotinas encarregadas da comunicação do processador com a controladora e/ou interface do periférico;  Porta de E/S : Corresponde a um endereço no sistema de E/S do processador. Assim como o processador tem uma determinada capacidade de endereçamento de memória, ele também tem uma certa gama de endereços destinados a portas de E/S;  Barramento→ Conjunto de fios que transportam sinais de dados, endereço e controle
  • 10. Periféricos de Entrada e Saída  Esquema de E/S 10
  • 11. Periféricos de Entrada e Saída  Periféricos existem em grande número; Entram e saem de moda de acordo com a evolução tecnológica: ISA, PCI, USB, PCI-X  Tipos de transferência de dados:   Por controle direto do processador;  Por acesso direto a memória (DMA).   Podem co-existir no computador sem um anular o outro tipo. 11
  • 12. Periféricos de Entrada e Saída 12 Transferência de dados por controle Direto do processador  Processador interage diretamente com o dispositivo a cada transferência de um byte ou palavra;  Podem ser:     Polling. também conhecido como teste de estado. Processador pergunta para cada dispositivo se está apto para receber ou transmitir uma unidade de informação. Interrupção. O processador é interrompido quando o periférico estiver apto a transmitir ou receber dados. Processador controla a transferência byte a byte (palavra a palavra) usando os registradores internos e suas portas de E/S.
  • 13. Periféricos de Entrada e Saída  13 Transferência de dados por controle Direto do processador
  • 14. Periféricos de Entrada e Saída 14  Acesso Direto a memória  Controlador faz o trabalho de transferência de blocos de dados entre periféricos e memória;  Processador não abandona suas tarefas;Apenas inicializa o controlador e dispara as atividades de transferências
  • 15. Periféricos de Entrada e Saída  Exemplos :  Teclado : Conjunto de chaves elétricas cada 15 uma acionada por uma tecla. A cada chave dessas corresponde um código binário que é enviado para a placa-mãe e esta sabe como tratar esse código de acordo com o modelo do teclado ou com o software que está em uso.
  • 16. Periféricos de Entrada e Saída  Exemplos : Continuação  Mouse (Bolinha): Junto à bolinha existem duas pequenas rodas, as quais estão conectadas cada qual a um eixo. Na outra ponta desses eixos existem rodas maiores e cheias de furos nas bordas. Além disso, ainda existem dois LEDs (“Light-Emitting Diode”, ou diodo emissor de luz) infravermelhos e dois sensores infravermelhos. Ao lado de cada uma das “rodas com furos” existe um par LED/sensor, o qual capta os movimentos realizados pela “roda com furos”. A bolinha move uma roda, a qual move o eixo, que gira uma das “rodas com furos”, então, o sensor infravermelho percebe a interrupção do recebimento das luzes do LED infravermelho e interpreta isso como um movimento vertical ou horizontal, dependendo de qual dos dois sensores foi movido. 16
  • 17. Periféricos de Entrada e Saída  Exemplos :  Continuação  Mouse (Óptico): 17
  • 18. Periféricos de Entrada e Saída  Exemplos : Continuação  Sistema de Vídeo 18
  • 19. Periféricos de Entrada e Saída 19  Exemplos : Continuação  Sistema de Vídeo  O chamado subsistema de vídeo do computador constitui-se de uma das partes mais complexas;  Requer um processador específico para os gráficos a serem exibidos, esses gráficos processados são armazenados na chamada memória de vídeo que recentemente passou a ser uma parte da RAM nas configurações mais populares;  Acontece devido a novas tecnologias de barramento (também a serem vistas mais adiante). Finalmente a imagem processada e armazenada em memória específica é exibida em um monitor de vídeo, que por sua vez pode ser baseado na tecnologia de raios catódicos (CRT) ou de cristal líquido (LCD).
  • 20. Periféricos de Entrada e Saída 20  Exemplos : Continuação  Scanner  Esse aparelho é composto por uma fonte de luz que é emitida sobre o papel, ou objeto a ser “escaneado” e um sensor que capta os reflexos dessa imagem.  Esse sensor ajuda a montar a imagem na memória do computador na forma de um arquivo gráfico ou simplesmente um padrão de barras a ser convertido em um número.
  • 21. Periféricos de Entrada e Saída 21  Exemplos : Continuação  Impressora :É o dispositivo responsável por levar ao papel tudo que se produz em termos de textos e imagens dentro de uma UCP.  Existem diversas tecnologias de impressoras, dentre elas tem-se: as de impacto, as jato de tintas, as de cera e as a laser.
  • 22. Periféricos de Entrada e Saída  Exemplos : Continuação  Hard Disk : (Misto) 22
  • 23. Bibliografia 23 BIBLIOGRAFIA BÁSICA 1 2 3 MANZANO, José Augusto N. G. Estudo Dirigido de Algorítmos. São Paulo: Érica, 1999. PEIXOTO, Mário César Pintaudi. Engenharia social e segurança da informação na gestão corporativa . Rio de Janeiro: Brasport, 2006. COMER, Douglas E. Interligação em rede com TCP/IP: projeto, implementação e detalhes internos. Tradução de Ana Maria Netto GUZ. 3. ed. Rio de Janeiro: Campus, 1999. v. 2. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR CANTU, Marco. Dominando o Delphi 5 "a Bíblia". São Paulo: Makron 1 Books, 2000. TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadores. Rio de Janeiro : 2 Campus, 1994. MACHADO, Francis Berenger. Arquitetura de sistemas operacionais. 3 Rio de Janeiro : Livros Técnicos e Científicos, 2002. 3. ed. LOURENÇO, Antonio Carlos de. Circuitos digitais. São Paulo : Érica, 4 2005 NORTON, P., Introdução à Informática, 5ª edição, São Paulo, 5 Printice Hall, 2004. 1997