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Introdu o Programa o COM 100 Notas de Aula 02 UFOP ICEB DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red O Modelo da M quina de von NeuMann John von Neumann ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: 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.

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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.

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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.

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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.

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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).

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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).

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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.

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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.

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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.

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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).

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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.

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CaracterísticasMáquina de von NeuMann
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CaracterísticasMáquina de von NeuMann
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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).

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

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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.

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

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

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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.

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

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

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

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

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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.

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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.

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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.

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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.)

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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.

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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 ?

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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.

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