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8/18/2019 Modelo de Von Neumann.pdf
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Organização Básica do Computador
Modelo de Von Neumann
MEMÓRIA
ENTRADA SAÍDAARITMÉTICA
LÓGICA
CONTROLE
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Modelo de Von Neumann
Introduziu o conceito do computadorcontrolado por programa armazenado.
Todo computador é formado por 5 partesbásicas: a memória, a unidade lógica earitmética, a unidade de controle e osdispositivos de entrada e saída.As operações a serem realizadas pelocomputador são definidas pelos dados einstruções do programa carregado namemória.
Modelo de Von Neumann
A unidade aritmética e lógica é a parte docomputador onde são feitas as operaçõesaritméticas e lógicas com os dados.O tipo de operação a ser executado édeterminado por sinais vindos da unidade decontrole.A memória é onde ficam armazenados osdados e instruções que vão ser utilizados pelaUAL e pela unidade de controle.Os dados a serem operados são lidos dosdispositivos de entrada para a memória.Os resultados obtidos são enviados para amemória e daí para os dispositivos de saída dedados.
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Modelo de Barramento de Sistema
PROCESSADOR MEMÓRIA
Controle
Barramento de Endereço
Barramento de Dados
ENTRADAE
SAÍDA
Modelo de Barramento de Sistema
É um refinamento do modelo de Von Neumanne possui o processador (que integra ULA,registradores e unidade de controle),memória e unidade de entrada/saída.Os registradores são elementos de memóriacolocados junto da ULA para armazenamentode valores temporários.A comunicação entre as diversas unidades éfeita através do barramento de sistema, que écomposto pelos barramentos de endereço,dados e controle.Em algumas arquiteturas pode haver tambémbarramentos adicionais conectados à unidadede Entrada/Saída, chamados de barramentos
de Entrada/Saída.
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Exemplo de Placa de Computador
Diagrama da Placa de Computador
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Processador
É o conjunto da unidade lógica e aritmética,registradores e da unidade de controle.
Sua função é executar os programasarmazenados na memória principal, buscandosuas instruções, examinando-as, e entãoexecutando uma após a outra.O processador é responsável pela realizaçãode uma série de funções: Busca de instruções e dados na memória. Programa a transferência de dados entre a memória e os
dispositivos de entrada/saída. Decodifica as instruções.
Realiza as operações lógica e aritméticas. Responde a sinais enviados por dispositivos deentrada/saída como RESET ou interrupções.
Processador
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Memória
A unidade de memória é formada pela memória volátil epela memória não volátil.As informações armazenadas na memória volátil podem
ser alteradas durante a execução de um programa. Sãotambém usadas para armazenar os resultadosintermediários e finais das operações realizadas peloprocessador.A memória não volátil é usada para armazenarinformações que não necessitam ser alteradas nodecorrer do processamento. É utilizada para iniciar ofuncionamento do computador, realizando os testesiniciais e cópia do sistema operacional para a memória.A memória volátil recebe o nome de memória principale a memória não volátil é conhecida como BIOS nos
computadores baseados no IBM/PC.
Entrada/Saída
A unidade de entrada e saída contém oscircuitos de interface necessários para provera comunicação entre os dispositivos deENTRADA e SAÍDA com as demais partes do
computador.Toda a informação é convertida de/para oformato binário pela unidade deentrada/saída.Exemplos de dispositivos de entrada/saídasão o disco rígido, teclado, terminal de vídeo,mouse, impressora, entre outros.
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Unidade Aritmética e Lógica
A unidade aritmética e lógica pode realizardiversas operações, entre elas:
Adição Subtração Operações lógicas (E, OU, XOR, INVERSÃO) Deslocamento (à esquerda e à direita) Comparação
As unidades aritméticas e lógicas maismodernas realizam também operações comomultiplicação e divisão.Em nossa arquitetura as operações artiméticassão realizadas pela leitura de dois operandos e
com a escrita do resultado no registrador dedestino.
Registradores
O processador contém elementos de memória, depequena capacidade mas de alta velocidade, usadospara armazenar resultados temporários, chamados deregistradores.O conjunto desses registradores é denominado bancode registradores.
Os registradores são referenciados explicitamente pelasinstruções lógicas, aritméticas e de transferência dedados.Existe um registrador especial denominado contador deprograma (PC), que contém o endereço da próximainstrução a ser executada.Existe um registrador invisível ao programador,chamado de registrador de instrução (IR), que contéma instrução que está sendo executada.
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Arquitetura Interna
Ciclo de Busca de InstruçõesO processador executa uma instrução em umasérie de etapas:
1. Busca a próxima instrução que está localizada namemória para o registrador de instrução;
2. Atualiza o apontador de instruções (PC) para que
ele aponte para a próxima instrução a ser executada.3. Determina o tipo de instrução e o número de
operandos;4. Busca os operandos, se houver, para os
registradores do processador;5. Executa a instrução;6. Armazena os resultados;
7. Volta ao passo 1 para executar a próxima instrução.