Arquitetura Computadores (continuação)

Arquitetura de computadores

Antes de tudo resolvi começar pela raiz da questão, o cara que idealizou a base de toda computação atual, criou o modelo de arquitetura que até hoje é usada. Um dos caras do passado que estava anos luz a frente do conhecimento humano.

John Von Neumann

John Von Neumann (Neumann János) (28 de Dezembro de 1903 – 8 de Fevereiro de 1957) foi um matemático húngaro de origem judaica, naturalizado americano nos anos 30 do século XX, que desenvolveu importantes contribuições em Mecânica Quântica, Teoria dos conjuntos, Ciência da Computação, Economia, Teoria dos Jogos e praticamente todas as áreas da Matemática. Faleceu no dia 8 de Fevereiro de 1957, vítima de um tumor no cérebro. Um dos amigos dele chegou a dizer que Von Neumann morreu frustrado por saber que já não podia pensar mais. Foi também professor na Universidade de Princeton e um dos construtores do ENIAC.

Juventude

O mais velho de três crianças, von Neumann nasceu com o nome de Neumann János Lajos Margittai em Budapeste, filho de Neumann Miksa (Max Neumann), um advogado que trabalhava num banco, e Kann Margit (Margaret Kann). Com apenas três anos de idade já conseguia decorar a maior parte dos números de telefones de quase todos membros da sua família e com seis anos contava piadas em grego ao pai.

Projeto de computador

John von Neumann 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. Armazená-las na memória, para então executá-las, tornaria o computador mais rápido, já que, no momento da execução, as instruções seriam obtidas com rapidez eletrônica. A maioria dos computadores de hoje em dia segue ainda o modelo proposto por von Neumann.

Esse modelo define um computador seqüencial digital em que o processamento das informações é feito passo a passo, caracterizando um comportamento determinístico (ou seja, os mesmos dados de entrada produzem sempre a mesma resposta).

Abaixo o modelo criado por ele.

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O que é Arquitetura de Computadores???

A arquitetura de computadores é a teoria por detrás do desenho de um computador. Da mesma maneira que um arquiteto de edifícios define os princípios e os objetivos de um projeto de edificação como base dos projetos do projetista, assim também um arquiteto de computadores o faz, definindo a base das especificações do desenho do sistema. A Arquitetura de computadores pode também ser definida como a estrutura e a organização dos hardwares e se refere ao funcionamento interno do computador, como está organizada e arranjada a parte não vista pelo usuário de computador. Organizar e dispor componentes para um fim específico.

Ex: PC para Gamer

PC para Artes Gráficas

PC para Edição de vídeos.

Previsão do tempo.

O assunto é muito extenso então resolvi falar o que realmente importa. Let’s Go!

Componentes básicos para funcionamento de uma máquina computacional (computador).

• Dispositivos de I/O
• Barramentos
• Processador
• Memória

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1 – Dispositivos de I/O

Dispositivos de I/O são os dispositivos de entrada e saída de dados de uma máquina computacional. I/O (INPUT-OUTPUT).

Dispositivos de Entrada: Microfone, teclado, mouse, Tela Sensível ao toque, Scanner, Leitor de código de barras, Celular, Pendrive, Máquina fotográfica digital, Webcam, joysticks e outros acessorios de jogos.

Dispositivos de Saída: Monitor, caixas de som, impressora.

As interfaces de entrada e saída são responsáveis pela conexão entre as várias partes de um sistema computacional baseado na arquitetura de Von-Neumann. Esta interface é responsável por conectar fisicamente o processador e a memória do sistema ao barramento, tornando-se o terceiro elemento do sistema computacional proposto.

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2- Barramento

Em ciência da computação barramento é um conjunto de linhas de comunicação que permitem a interligação entre dispositivos, como o CPU, a memória e outros periféricos. Também conhecido com FBS (Front Side Bus). São aqueles amontoados de linhas douradas, que existe na placa mãe, quem já abriu uma CPU, já deve ter visto. Esses fios estão divididos em três conjuntos:

• Via de dados: onde trafegam os dados;
• Via de endereços: onde trafegam os endereços;
• Via de controle: sinais de controle que sincronizam as duas anteriores.

O desempenho do barramento é medido pela sua largura de banda (quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo), geralmente potências de 2:

• 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, etc.

Também pela velocidade da transmissão medida em bps (bits por segundo), por exemplo:

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2.2 Tipos de Barramento

Barramento do processador

O Barramento do Processador é utilizado pelo processador internamente e para envio de sinais para outros componentes da estrutura computacional. Atualmente, os barramentos, principalmente dos processadores(os de tranferência de dados) têm sido bastante aprimorados com o objetivo de melhor desenvoltura, ou seja, maior velocidade de processamentos de dados.

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Barramento de cache

Barramento de Cache em organizações de computadores mais recentes, é um barramento dedicado para acesso à memória cache do computador.

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Barramento de memória

Barramento de Memória responsável pela conexão da memória principal ao processador. É um barramento de alta velocidade que varia de micro desktop atual 2gb/633Mhz.

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Barramento de entrada e saída

O Barramento de Entrada e Saída (I/O ou E/S) é um conjunto de circuitos e linhas de comunicação que se ligam ao resto do PC com a finalidade de possibilitar a expansão de periféricos e a instalação de novas placas no PC.

Permitem a conexão de dispositivos como:

• Placa gráfica
• Rede
• Placa de Som
• Mouse
• Teclado
• Modem
• etc

São exemplos de Barramentos de Entrada e Saída:

• AGP
• AMR
• EISA
• FireWire
• IrDA
• ISA
• MCA
• PCI
• PCI Express
• Pipeline
• VESA Local Bus
• USB
• PS/2

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Barramento de dados

O Barramento de Dados é responsável por transferir dados extremamente importantes como, por exemplo: CPE por Kernel com S.O e as informações contidas nos periféricos de entrada de um computador para serem manipuladas no processador.

Repare nos barramentos dourados, em algumas placas é pratedo.

Enjoy!

Próximo post(Processador e memória).

Adriano
Sabe a diferença entre referência bibliográfica e Bibliografia?

Referência é em que você se baseou para escrever algo parecido.
Bibliografica é exatamente de onde você copiou.

Referências.
Wikipedia.org
Livro Arquitetura Computadores 2ª Edição, E.Morimotto.