Introdu

1
Introdução à Programação

• COM 100
• Notas de Aula 02

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
2
O Modelo da Máquina de von NeuMann

• John von Neumann (1903-1954), nasceu em
  Budapeste Hungria.
• 1930 Institute for Advanced Study, Princeton,
  New Jersey.
• seu trabalho possibilitou o projeto básico da
  geração moderna dos computadores eletrônicos.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
3
O Modelo da Máquina de von NeuMann

• EDVAC Electronic Discrete Variable Computer.
• principal característica armazenamento de um
  programa codificado.
• a programação manual poderia ser evitada, com a
  codificação e o armazenamento das instruções.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
4
O Modelo da Máquina de von NeuMann

• um computador poderia ser compreendido nos
  termos de sua arquitetura, ao invés dos termos de
  engenharia de seus dispositivos.
• nesta abordagem, a tecnologia por trás das
  máquinas poderia se modificar, não
  necessariamente o projeto lógico.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
5
O Modelo da Máquina de von NeuMann

• exemplo 386, 486, Pentium I, ...
• é uma arquitetura projetada para implementar o
  conceito de programa armazenado.
• emprega um esquema de codificação interna,
  utilizando o sistema binário.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
6
O Modelo da Máquina de von NeuMann

• o código em binário é utilizado para
  representar
• 1) o dado que a máquina processa
• e
• 2) o programa que determina o processamento
  (tradução de um algoritmo).

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
7
Elementos PrincipaisMáquina de von NeuMann

• Unidade de Memória Principal armazena os dados
  e as instruções do programa.
• Unidade de Controle gerencia a busca,
  decodificação e a execução da instrução
  codificada (do programa armazenado).

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
8
Elementos PrincipaisMáquina de von NeuMann

• ULA Unidade Aritmética e Lógica dedicada ao
  desempenho das funções aritméticas e lógicas
  pré-definidas, ou embutidas, na máquina.
• conjunto de instruções da máquina operações
  pré-definidas variam de acordo com a máquina.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
9
Elementos PrincipaisMáquina de von NeuMann

• UCP Unidade Central de Processamento formada
  pela ALU e Unidade de Controle.
• juntas a UCP e a Unidade de Memória são
  conhecidas como processador.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
10
Elementos PrincipaisMáquina de von NeuMann

• Dispositivos de Entrada e Saída (E/S)
  viabilizam a troca de informações entre um
  usuário humano e o processador.
• Memória Secundária arquivar dados e as
  instruções quando as mesmas não estiverem em uso.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
11
CaracterísticasMáquina de von NeuMann

• processador único e serial uma única máquina
  que executa uma série de instruções e tarefas,
  uma por vez.
• Ciclo Instrução-Execução tarefa de buscar,
  decodificar e executar as instruções codificadas
  ( do programa armazenado).

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
12
CaracterísticasMáquina de von NeuMann

• o Ciclo Instrução-Execução é executado pela
  Unidade de Controle e é repetido enquanto houver
  instruções, codificadas, do programa a serem
  executadas.
• a Unidade de Controle sabe identificar o momento
  de parada HALT.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
13
CaracterísticasMáquina de von NeuMann
UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
14
CaracterísticasMáquina de von NeuMann
UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
15
CaracterísticasMáquina de von NeuMann

• o conceito da operação seqüencial simplificou o
  projeto de engenharia e aumentou a rapidez que a
  máquina poderia executar um programa, fazendo-se
  uma comparação como ENIAC (tarefas simultâneas ou
  em paralelo).

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
16
ConseqüênciasMáquina de von NeuMann

• tornou-se sinônimo de máquinas eletrônicas de
  computação.
• automação baseada na execução de programas
  armazenados.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
17
ConseqüênciasMáquina de von NeuMann

• projeto lógico composto pelas unidades funcionais
  básicas um processador central, uma unidade de
  memória, dispositivos de E/S, e dispositivos de
  memória secundária.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
18
ConseqüênciasMáquina de von NeuMann

• codificação binária interna, para os dados e as
  instruções.
• operação serial, utilizando um único processador.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
19
Máquina de von NeuMann

• entre 1946 e 1951, von Neumann e seus colegas
  construíram o IAS.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
20
Quem foi o Primeiro ?

• primeiro sistema operacional de computação
  eletrônica de propósito geral (com programa
  armazenado) é atribuído a Maurice Wilkes
  Cambridge University.
• EDSAC Electronic Delay Storage Automatic
  Calculator.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
21
EDSAC

• baseado nas propostas da máquina de von Neumann
  e do EDVAC.
• habilidade de interpretar programas em uma
  linguagem de programação simbólica.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
22
EDSAC

• as instruções simbólicas poderiam ser traduzidas
  para as instruções em código binário, para
  posteriormente serem executados pela máquina.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
23
EDSAC

• as instruções simbólicas eram perfuradas em
  fitas de papel e eram lidas pelo EDSAC, que as
  convertia automaticamente para códigos binários.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
24
EDSAC

• a forma simbólica para os programas é mais
  adequada para o programador humano.
• posteriormente , a forma simbólica tornou-se
  conhecida como Linguagem Assembly.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
25
Organização de Computadores

• refere-se a organização dos componentes básicos
  de um sistema de computador e como esta
  organização proporciona a implementação de
  programas de computadores.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
26
Organização de Computadores

• processador implementa o ciclo
  Instrução-Execução.
• E/S uma coleção de dispositivos, tais como, um
  mouse, um teclado, um scanner, um monitor, uma
  impressora, um plotter, etc, sendo todos
  denominados periféricos.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
27
Organização de Computadores

• Os Dispositivos de Entrada
• convertem a informação compreendida pelo ser
  humano, em dados que podem ser lidos por uma
  máquina, isto é, uma representação binária e
  elétrica.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
28
Organização de Computadores

• Os Dispositivos de Saída
• convertem os dados que podem ser lidos por uma
  máquina, em uma representação compreensível ao
  ser humano (textos, gráficos, sons, etc.)

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
29
Organização de Computadores

• Funções dos Dispositivos (E/S)
• serve como um tradutor nas comunicações, entre o
  usuário e o processador (facilita operações de
  entrada e saída).
• provê acesso aos dispositivos de memória
  secundária, onde pode-se armazenar dados e
  programas.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
30
Organização de Computadores

• sistema de processador UCP uma memória
  principal.
• UCP gerencia o ciclo Instrução-Execução.
• memória principal rápida para efetuar os
  cálculos, e armazena os dados e os programas.
• como se conectam ?

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red
31
Organização de Computadores

• se conectam pelo BUS (barramento, caminho de
  dados).
• bus width (largura do barramento) é o número de
  bits que podem ser movidos simultaneamente
  através do barramento.

UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva
Red