O documento discute a arquitetura de computadores, abordando tópicos como: 1) A necessidade de tradução entre linguagens de programação e linguagem de máquina através da compilação ou interpretação; 2) Como a abstração permite esconder a complexidade da plataforma do programador; 3) Por que algumas operações são implementadas em hardware e outras em software.

1. 1AULA :
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Arquiteturas Paralelas e
Distribuídas
Apresentado por: Cleber Schroeder Fonseca
Adaptado do material do Prof. Guilherme Ferreira
TSI-6AN

2. 2AULA :
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• Dado o esquema abaixo deseja-se que os dados lidos
da memoria passem por todos os nove pontos do
processador, utilizando o mínimo possível de fios
retos.

3. 3AULA :
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Solução
• Com essa solução, temos 5
retas
• Será que 5 é realmente o
número mínimo de retas?
• Pense um pouco mais!

4. 4AULA :
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Solução

5. 5AULA :
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ARQUITETURA DE
COMPUTADORES

6. 6AULA :
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Como funciona um computador
• Algoritmos implementados por um
programa
Escrito em uma
linguagem de
programação
Sequencia de
instruções

7. 7AULA :
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• Programadores se comunicam com o
computador através de uma linguagem de
computador.
• Para essa comunicação ocorrer é
necessário que seja utilizada uma
linguagem comum.
• Ou que seja utilizado um tradutor.

8. 8AULA :
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• Linguagens em geral
• É necessário uma tradução da linguagem
comum para o binário

9. 9AULA :
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Linguagem de
programação alto
nível
Montagem
Sistema
operacional
Macroprogramação
Compilação
Montador
Interpretação parcial
Interpretação

10. 10AULA :
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Microprogramação
Circuitos digitais
Só agora são executadas as
instruções
Interpretação

11. 11AULA :
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Tradução X Interpretação
• Existem linguagens que são compiladas
(traduzidas) e outras são interpretadas
• A tradução é feita apenas uma vez. Já a
interpretação é realizada quando o
programa é executado.

12. 12AULA :
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13. 13AULA :
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• O que aconteceria se não existissem
essas interpretações e compilações
• Para cada linguagem teria que criar uma
maneira de tratar uma instrução, e isso
seria diferente para cada processador
• No fim teríamos m*n formas de executar
um programa, dependendo da linguagem
e do processador

14. 14AULA :
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• Então a etapa de interpretação ou
compilação são necessárias para simplificar
a forma como são concebidos e executados
• Os processadores não precisam se
preocupar com que linguagem foi
desenvolvido e vice-versa
• Instruções complexas são reduzidas para
que sejam entendidas pelos processadores

15. 15AULA :
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Abstração

16. 16AULA :
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• Os compiladores A, B, C e D não são
necessariamente diferentes, nem os
processadores
• O Java é diferente pois ele se disfarça.

17. 17AULA :
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• O Java esconde a complexidade da
plataforma por trás da JVM

18. 18AULA :
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• A adição e multiplicação são sempre
executados em nível de hardware pois o
desempenho é muito melhor
• Então por que não implementar tudo em
hardware?
• Custo é resposta. Se implementarmos as
operações mais sofisticadas em hardware
o custo computacional aumentaria demais

19. 19AULA :
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• Não são poucos os circuitos necessários
para implementar a soma e a
multiplicação, imagina implementar
programas complexos
• Por outro lado imaginem a perda de
tempo desnecessária que haveria se toda
vez tivéssemos de traduzir essa instrução

20. 20AULA :
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• Se ocorre algum problema físico com as
peças, como reparar?
• Software são mais baratos e, caso haja
algum erro, é muito mais facil localizar e
concertar

21. 21AULA :
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Processadores
• Sua função é executar programas
armazenados na memória principal,
buscando instruções, identificando e
executando as mesmas uma após a outra
• Unidade de controle
• Unidade Lógica Aritmética
• Registradores

22. 22AULA :
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• O processador executa as instruções
através de uma pequena sequência de
passos conhecida como o ciclo busca-
decodifica-executa
• Este ciclo é o centro das operações em
todos os processadores

23. 23AULA :
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ARQUITETURA PIPELINE

24. 24AULA :
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Arquitetura Pipeline