Arquitetura e organização de Computadores

Arquitetura e Organização de
Computadores

Algumas Definições
A Arquitetura de Computadores trata do comportamento funcional de um sistema computacional, do ponto de vista do programador (ex. tamanho de um tipo de dados – 32 bits para um inteiro).
A Organização de Computadores trata da estrutura interna que não é visível para o programador (ex. freqüência do relógio ou tamanho da memória física).
Existe um conceito de níveis na arquitetura de computadores. A idéia básica é que existem muitos níveis nos quais o computador pode ser considerado, do nível mais alto, onde o usuário executa programas, ao nível mais baixo, que consiste de transistores e fios.

Máquina de Cálculo de Pascal
Executa operações aritméticas básicas (1a metade do século XVII). Não contém o que se consideram as partes básicas de um computador.
Apenas no século XIX Babbage reuniu os conceitos de controle mecânico e cálculo mecânico numa máquina que possui as partes básicas de um computador digital.

(Source: IBM Archives photograph.)

O Modelo de von Neumann
O modelo de von Neumann possui cinco componentes principais: (1) unidade de entrada; (2) unidade de saída; (3) unidade lógica aritmética; (4) unidade de memória; (5) unidade de controle. O Modelo Barramento de Sistema
Refinamento do modelo de von Neumann, o modelo de barramento de sistema possui uma CPU (ALU e controle), memória e uma unidade de entrada/saída (I/O).
A comunicação entre os componentes é realizada através de um caminho compartilhado chamado barramento de sistema (bus), constituído do barramento de dados, do barramento de endereços e do barramento de controle. Existe também um barramento de energia e algumas arquiteturas podem ter um barramento de I/O separado.

Níveis de Máquinas
Existe um certo número de níveis em um computador (o número exato é discutível), do nível do usuário descendo ao nível do transistor. Descendo a partir do nível mais alto, os níveis se tornam menos