Hardware X SoftwareHardware X Software Considere o esquema abaixo:

N5

N4

N3

N2

N1

N0

COMPLEXIDAD

E

hardware

software

1

Mas, complexidade de...? Funcionalidade Cabe ao arquiteto do sistema saber onde cada

função deve ser implementada Adição e multiplicação são sempre feitas em

hardware, pois o desempenho é muito melhor. Mas então, por que não implementar tudo em hardware?

Custo é a resposta. Operações mais sofisticadas, se implementadas todas em hardware, aumentariam demais o custo (circuitos demais)

2

Não são poucos os circuitos necessários para implementar operações de soma e multiplicação em hardware. Agora imagine implementar um programa complexo inteiro usando apenas esses circuitos digitais!

Por outro lado, imagine também o gasto de tempo desnecessário que haveria se,

para cada vez que precisássemos somar ou multiplicar, fosse neces- sário traduzir as instruções em software para hardware!

3

Outra desvantagem de hardware é: se ocorrer algum problema físico com as peças, como reparar?

Softwares são mais baratos e, caso haja algum erro, é muito mais fácil localizar e consertá-lo. Porém, como já foi citado, o desempenho é menor

4

Computadores:Computadores:Visão geralVisão geral

CACHE

Processador / CPU

CACHE

Memória RAM

endereços

dados

leitura / escrita

Hard Disk (HD)

Disquete / Blu-ray

Rede Wi-Fi

GPU

USB

Central Processing Unit

Graphics Processing Unit

.Fonte

Placa mãe

5

6

Vamos começar falando superficialmente sobre o processador

Sua função é executar programas armazenados na memória principal, buscando instruções, identificando e executando as mesmas uma após a outra

Unidade de controle (UC): É responsável pela busca das instruções na memória principal e pelas suas identificações

Unidade Lógica Aritmética (ULA): É responsável pela realização de operações como adição, AND booleano, entre outras, necessárias para a execução das instruções

Registradores: Juntos, formam uma pequena memória de alta velocidade, que armazena resultados temporários e certas informações de controle. Cada registrador possui uma determinada função. Os dois mais importantes são o contador de programa, PC (responsável por apontar a próxima instrução a ser executada), e o registrador de instruções, IR (responsável por armazenar a instrução que será executada)

7

O processador executa as instruções através de uma pequena sequência de passos conhecida como o ciclo busca-decodifica-executa

Este ciclo é o centro da operação de todos os computadores

Veremos mais tarde por que o ciclo é tão determinante na execução das instruções de um programa

8

A memória é a parte do computador onde programas e dados são armazenados

Sem ela, os processadores não poderiam escrever informações, então não existiria nenhuma maneira de um computador armazenar um programa e dificilmente poderia executar algum

Em um computador, geralmente existe memória primária e memória secundária

9

Memórias primárias: memórias que o processador pode endereçar

diretamente elas geralmente fornecem uma ponte para as

memórias secundárias, mas sua função principal é conter a informação necessária para o processador num determinado momento – por exemplo, dados dos programas em execução

Exemplo: a memória principal, sobre a qual falaremos mais detalhadamente ao analisar o Modelo de Von Neumann

10

Memórias secundárias: não podem ser endereçadas diretamente; a

informação precisa ser carregada em memória primária antes de poder ser tratada pelo processador

não são fundamentais para a parte operacional do computador. Computadores feitos exclusivamente para efetuar cálculos matemáticos complexos, por exemplo, não precisam tanto desse tipo de memória

são geralmente não-voláteis, permitindo guardar os dados permanentemente

Exemplos: HD, CDs e DVDs

11

RAM x CACHE Memória RAM: É a memória principal da máquina,

onde todos os processos necessários para a inicialização e execução de programas armazenados em uma memóriasecundária são carregados

Memória Cache: É umamemória com maior veloci-dade de acesso para o pro-cessador que a RAM. É localizada embutida no processador justamente para aumentar a velocidade de acesso. Entretanto, seus dados são temporários

Pode-se dizer que o “mundo” do computador se resume a (esquema do Modelo de Von Neumann):

Memória Processador

.

.

.

.

.

0 ou 1

Sequência de bits

BuscaArmazena Processa

BUSCA próxima instrução L2IDENTIFICA (decodifica e entende)EXECUTA cada instrução L1

12

CuriosidadesCuriosidades

1 byte equivale a 8 bits 1 kilobyte (KB) equivale a 1.000 bytes, 1 megabyte (MB) equivale a 1.000.000 bytes, 1 gigabyte (GB) equivale a 1.000.000.000 bytes, e assim por diante... ...ou não?

13

CuriosidadesCuriosidades

A memória é contada em potência de 2. Quando dizemos “1 GB de memória RAM”, estamos usando a sigla incorreta para gibibytes (GiB) Portanto, 1 GB coloquialmente representa 1 GiB, que equivale a 2³⁰ bytes (1.073.741.824 bytes); quase 7,4% mais do que 1.000.000.000 bytes Mas você provavelmentejá sabia disso

14