Organizao de um Computador Um computador um sistema

Organização de um Computador Um computador é um sistema (máquina) que tem como finalidade processar informação! Como representar essa informação? • Os seres humanos usam caracteres, dígitos, símbolos variados, desenhos, etc. . . • O computador digital usa sinais eléctricos de 2 níveis: 0 e 1 1 0 0 1 1 +V bit (binary digit) – unidade básica de informação byte – conjunto de 8 bits 14/02/2022 Arquitectura de Computadores Semana 1 1

Representação da Informação • Toda a informação é representada em bits • O formato para representação de cada tipo de informação é convencionado: – Caracteres – código ASCII – 32 d – 100 p – 112 a – 97 m – 109 r – 114 c – 99 o – 111 t – 116 u – 117 um computador 117 109 32 99 111 109 112 117 116 97 100 111 114 – Números – inteiros, vírgula fixa, vírgula flutuante – Programas – sequências de instruções – Imagens – GIF, TIFF, Targa, JPEG – Vídeos – MPEG, AVI – etc. 14/02/2022 Arquitectura de Computadores Semana 1 2

Níveis de Abstracção Um computador pode ser visto como uma pilha de máquinas virtuais, cada uma constituindo um nível de abstracção. Cada máquina virtual usa os serviços da máquina imediatamente abaixo, e fornece serviços à máquina imediatamente acima. Os utilizadores usam a máquina virtual mais adequada à tarefa que pretendem resolver. Nível 6 Aplicações Nível 5 Linguagens de alto-nível (HLL) Nível 4 Assembly Nível 3 Sistema Operativo Nível 2 Instruction Set Architecture * Nível 1 Micro. Arquitectura * Nível 0 Lógica Digital * 14/02/2022 Arquitectura de Computadores Semana 1 * 3

Conversores de Nível • Compiladores – convertem um programa escrito numa linguagem, noutro semanticamente equivalente escrito numa linguagem de mais baixo nível; • Interpretadores – executam num determinado nível, instrução a instrução, um programa escrito num nível mais alto; • Assemblers – traduzem um programa escrito em assembly para um programa escrito em linguagem-máquina 14/02/2022 Arquitectura de Computadores Semana 1 4

Funcionamento de um Computador Máquina de Von Neumann Memória Central Processador Unidade de Controlo Unidade Lógica Aritmética Unidades de Entrada E Saída de Dados CPU Memória Entrada Saída Controlo Endereços Dados 14/02/2022 Arquitectura de Computadores Semana 1 5

Funcionamento de um Computador Estrutura de um computador pessoal Processador 400 MHz cache 100 MHz 800 MB/s memória núcleo DMA 400 MHz, 64 bits (3200 MB/s) AGP/ PCI Bridge 533 MB/s PCI BUS 33. 3 MHz, 32 bits (133 MB/s) SCSI PCI slots USB Mouse AGP slot Kbd 33 MB/s ISA Bridge IDE Bus ISA BUS 8 MHz, 16 bits (16 MB/s) ISA slots 14/02/2022 Arquitectura de Computadores Semana 1 6

Funcionamento de um Computador O processador repete sucessivamente um ciclo fundamental para a execução de instruções: 1 – fetch endereço IP IR Reg Memória instrução ALU 2 – decode IP IR Reg Memória ? ? ? ALU Micro-código ou hardwired 3 - execute Memória endereço IP IR Reg dados ALU 14/02/2022 Arquitectura de Computadores Semana 1 7