Arquitetura computadores

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Introdução à Arquitetura de Computadores
Um programa pode ser definido como uma seqüência de instruções que descrevem como executar uma determinada tarefa.
Uma instrução pode ser definida como um comando para o processador.
Linguagem de máquina corresponde ao conjunto de instruções primitivas do computador. Devem ser simples, reduzindo a complexidade e custo dos circuitos.
Tradução é ométodo pelo qual um programa escrito numa linguagem L2 é substituído por um outro programa escrito em L1, então executado pela máquina M1, cuja linguagem de máquina é L1.
Interpretação é o método pelo qual um programa escrito em L1 executa cada instrução do programa escrito em L2, através de uma seqüência de instruções L1 equivalentes.
Máquina virtual compreende um computador hipotético parauma determinada linguagem, tendo esta como linguagem de máquina.
Para uma melhor compreensão da arquitetura de um computador, podemos dividí-lo em níveis de hierarquia. Nível compreende uma máquina M com sua linguagem de máquina L, dentro de um computador.
Uma máquina define uma linguagem, assim como uma linguagem define uma máquina.
Um computador com n níveis pode ser visto como ndiferentes máquinas virtuais, cada uma com a sua linguagem de máquina.
Um programador de nível n não precisa conhecer os níveis inferiores.
Nível 0 ou nível de lógica digital é o hardware verdadeiro da máquina, cujos circuitos executam os programas em linguagem de máquina de nível 1. Não existe aqui o conceito de programa como uma seqüência de instruções a serem executadas. Neste nível, osobjetos são denominados portas.
Nível 1 ou nível de microprogramação é o verdadeiro nível de máquina, havendo um programa denominado microprograma, cuja função é interpretar as instruções de nível 2. A instrução neste nível é denominada microinstrução.
Nível 2 ou nível convencional de máquina é o primeiro nível de máquina virtual. A linguagem de máquina deste nível é comumente denominadalinguagem de máquina. As instruções são executadas interpretativamente pelo microprograma. Em máquinas que não tenham o nível de microprogramação, as instruções de nível convencional de máquina são executadas diretamente pelos circuitos.
Nível 3 ou nível de sistema operacional apresenta a maior parte das instruções em linguagem de nível 2, um conjunto de novas instruções, organização diferente damemória, capacidade de execução de dois ou mais programas em paralelo. As novas facilidades são realizadas por um interpretador denominado sistema operacional, em execução no nível 2. As instruções de nível 3 idênticas às de nível 2 são executadas diretamente pelo microprograma.
Nível 4 ou nível de linguagem de montagem consiste de uma forma simbólica para uma linguagem de nível inferior.Os programas em linguagem de montagem são traduzidos para uma linguagem de nível 2 ou 3, e, então, interpretados pela máquina apropriada. O programa que executa a tradução é denominado montador.
Nível 5 ou nível de linguagem orientada para problemas consiste de linguagem de alto-nível. Os programas escritos nessas linguagens são, normalmente, traduzidos para o nível 3 ou 4 por tradutoresconhecidos como compiladores.
Os níveis 2 e 3 são sempre interpretados, enquanto os níveis 4 e 5 são, geralmente, traduzidos.
As linguagens de máquina dos níveis 1, 2 e 3 são numéricas, ao passo que as dos níveis 4 e 5 são simbólicas, contento palavras e abreviaturas.
O hardware é constituído pelos circuitos eletrônicos e o software é constituído pelos programas. O firmware consiste nosoftware embutido em dispositivos eletrônicos durante a fabricação. Em muitos computadores, o microprograma está em firmware.
Hardware e software são logicamente equivalentes, isto é, qualquer operação efetuada pelo software pode também ser implementada pelo hardware e qualquer instrução executada pelo hardware pode também ser simulada pelo software.
A decisão de colocar certas funções em...
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