programa interdisciplinar de pós-graduação em computação aplicada (pipca)
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Universidade do Vale do Rio dos Sinos. Programa Interdisciplinar de Pós-graduação em Computação Aplicada (PIPCA) Disciplina de Organização e Arquitetura de Computadores Introdução ao Conteúdo. Prof. Jorge Luis Victória Barbosa [email protected] http://www.inf.unisinos.br\~barbosa. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Programa Interdisciplinar de Pós-graduação Programa Interdisciplinar de Pós-graduação em Computação Aplicada (PIPCA)em Computação Aplicada (PIPCA)
Disciplina de Organização e Arquitetura de ComputadoresDisciplina de Organização e Arquitetura de Computadores
Introdução ao ConteúdoIntrodução ao Conteúdo
Prof. Jorge Luis Victória Barbosa
[email protected]://www.inf.unisinos.br\~barbosa
Universidade do Vale do Rio dos Sinos
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Organização x Organização x ArquiteturaArquiteturaArquitetura
• Atributos visíveis para o programador (conjunto de instruções, técnicas de endereçamento, etc) • Exemplo: Instruções de divisão/multiplicação disponíveis?
Organização• Como as características da arquitetura são implementadas (sinais de controle disponíveis, tecnologias de memória, como instruções são executadas, etc)• Exemplo: ULA suporta multiplicação/divisão
Observações gerais• Toda a família Intel X86 possui a mesma arquitetura básica• Organização varia entre máquinas na mesma família• A mesma arquitetura garante a compatibilidade de código
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Linguagens e Máquinas Linguagens e Máquinas Virtuais Virtuais (Tanenbaum)(Tanenbaum)Máquina Virtual Mn
Linguagem de Máquina LN
Máquina Virtual M2Linguagem de Máquina L2
Máquina Virtual M1Linguagem de Máquina L1
Máquina Virtual M0Linguagem de Máquina L0
.
.
.
Nível 0
Nível 1
Nível 2
Nível N
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VMs de Arquitetura VMs de Arquitetura (Virtualização)(Virtualização)
Domain0ControlInterface
Virtualx86CPU
VirtualPhysicalMemory
VirtualNetwork
VirtualBlockDev
Xen
• Aumento do poder de processamento viabiliza várias VMs• Crescente heterogeneidade estimula abstração para SOs e Aplicações• Crescente complexidade dos sistemas computacionais estimula busca pela simplificação da administração de recursos• Exemplo: Monitor de Máquinas Virtuais Xen - Uso da Técnica de Paravirtualização - Política de código aberto, guiado pela licença GNU - Orientado para arquiteturas x86 - Suporte à migração de máquinas virtuais em uso (Life Migration)
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Visão geral de Visão geral de VMs no XenVMs no Xen
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VMs de Linguagens de VMs de Linguagens de ProgramaçãoProgramação
CompiladorByte Code
VM
Hardware + SO
Código Bináriodo Processador
Programa Fonte
Compilador
Hardware + SO
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Exemplo do Exemplo do JavaJava
Programa em Java (.java)
JavaC
Byte Code – Classe (.class)
Java Virtual Machine (JVM)
Hardware + SO
8
MáquinMáquinas as
MultinívMultinívelel
(Tanenba(Tanenbaum)um)
Nível de Máquina Convencional
Nível de Microprogramação
Nível de Lógica DigitalNível 0
Nível 1
Nível 2
Nível de Linguagem Orientada para Problemas
Nível de Linguagem de Montagem
Nível de Sistema OperacionalNível 3
Nível 4
Nível 5
Tradução (Compilador)
Tradução (Montador)
Interpretação Parcial (S.O.)
Interpretação (Microprograma)
Microprograma executado pelo Hardware
9
Nível de Máquina Convencional
Nível de Microprogramação
Nível de Lógica DigitalNível 0
Nível 1
Nível 2
Nível de Linguagem Orientada para Problemas
Nível de Linguagem de Montagem
Nível de Sistema OperacionalNível 3
Nível 4
Nível 5
Tradução (Compilador)
Tradução (Montador)
Interpretação Parcial (S.O.)
Interpretação (Microprograma)
Microprograma executado pelo Hardware
Capítulo 5
Capítulo 4
Capítulo 3
Organização e Arquitetura deComputadores
MáquinMáquinas as
MultinívMultinívelel
(Tanenba(Tanenbaum)um)
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Nível de Máquina Convencional
Nível de Microprogramação
Nível de Lógica DigitalNível 0
Nível 1
Nível 2
Nível de Linguagem Orientada para Problemas
Nível de Linguagem de Montagem
Nível de Sistema OperacionalNível 3
Nível 4
Nível 5
Tradução (Compilador)
Tradução (Montador)
Interpretação Parcial (S.O.)
Interpretação (Microprograma)
Microprograma executado pelo Hardware
Organização e Arquitetura deComputadores
Capítulo 5
Capítulo 4
Capítulo 3
Sistemas Operacionais
MáquinMáquinas as
MultinívMultinívelel
(Tanenba(Tanenbaum)um)
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Arquitetura Von Arquitetura Von NeumannNeumann
Memória
Unidade de Controle
Unidade Lógica Aritmética (ULA)
Acumulador
Entrada
Saída
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Organização de um Organização de um computadorcomputador
Unidade de Controle
Unidade Lógica e Aritmética
(ULA)
Memória Principal
Registradores
.
.
.
.
.
.
Disco Impressora
CPU
Barramento
Dispositivos de Entrada e Saída
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Evolução do Mundo Evolução do Mundo DigitalDigitalSinal
• Analógico ou Digital
Diodo• Chave Lógica
Transistor• Chave com acionamento
Circuitos Integrados (chip)• Integração em silício• Circuito SSI: 1 a 10 portas lógicas• Circuito MSI: 10 a 100 portas lógicas• Circuito LSI: 100 a 100.000 portas lógicas• Circuito VLSI: > 100.000 portas
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Lei de Moore Lei de Moore (Gordon (Gordon Moore, Intel, 1965)Moore, Intel, 1965)“O número de transistores integrados em um chip dobra a cada 18 meses.”
“Um crescimento anual de 60 % no número de transistores integrados.”
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Lei de Moore (Aplicada em Lei de Moore (Aplicada em Processadores)Processadores)
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Nível de Máquina Convencional
Nível de Microprogramação
Nível de Lógica DigitalNível 0
Nível 1
Nível 2
Nível de Linguagem Orientada para Problemas
Nível de Linguagem de Montagem
Nível de Sistemas OperacionalNível 3
Nível 4
Nível 5
Tradução (Compilador)
Tradução (Montador)
Interpretação Parcial (S.O.)
Interpretação (Microprograma)
Microprograma executado pelo Hardware
Organização e Arquitetura deComputadores
Capítulo 5
Capítulo 4
Capítulo 3
MáquinMáquinas as
MultinívMultinívelel
(Tanenba(Tanenbaum)um)