Arquitetura de computadores

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EXERCÍCIOS

1. No início da era dos computadores eletrônicos, quais as principais mudanças de hardware que permitiram sua evolução?
A evolução dos computadores tem sido caracterizada pelo aumento da velocidade dos processadores, pela diminuição do tamanho dos componentes, pelo aumento da capacidade de memória e pelo aumento da capacidade e da velocidade dos dispositivos de entrada e saída(E/S).
Um dos fatores responsáveis pelo grande aumento da velocidade dos processadores é a diminuição do tamanho dos componentes dos microprocessadores; isso acarreta a redução da distância entre os componentes e, consequentemente, o aumento da velocidade. Entretanto, os ganhos reais de velocidade obtidos nos últimos anos são devido, principalmente, a mudanças na organização do processador, incluindoo uso intensivo de pipeline1 e de técnicas de execução paralelas de instruções2.
É comum classificar os computadores em geração, de acordo com a tecnologia básica de hardware empregada. Cada nova geração é caracterizada por computadores com maior velocidade, maior capacidade de memória e menor tamanho que os computadores da geração anterior. 
1ª Geração: Essa geração é caracterizada pelo uso datecnologia a válvula eletrônicas e calculavam com velocidade de milésimos de segundo. Um dos representantes dessa geração é o ENIAC.
2ª Geração: A primeira mudança nos computadores veio com a substituição da válvulas por transistores e os fios de ligação por circuito impressos, tornando os computadores mais rápidos, menores e com custos mais baixos. Ao contrário da válvula, que requer o uso deos, placas de metal, cápsula de vidro e vácuo, o transistor é um dispositivo de estado sólido feito de silício.
3ª Geração: Houve a substituição dos transitores pela tecnologia de circuitos integrados. Essa tecnologia substitui dezenas de transitores por uma única peça de silício, proporcionando maior compactação, diminuição dos custos e velocidade maior de processamento dos dados.
Últimasgerações: Designada pelos japoneses para caracterizar computadores “Inteligentes”, os quais projetavam na década de 1980. Mais tarde, esse termo passou a ter relação com a intligência computadorizada : inteligência artificial, linguagem natural e sistemas especialistas. Tem como foco principal a conectividade, que é a conexão de computadores à computadores de outros usuários.


2. Quais ascontribuições de von Newmann para os computadores digitais atuais?
John von Neumann propôs que as instruções, lidas na época por cartões perfurados, fossem gravadas na memória do computador; o que faria sua execução e leitura mais rápidas, uma vez que se davam eletronicamente. Uma idéia que transformou os calculos eletrônicos em “cérebros eletrônicos”: modelar a arquitetura do computador segundo osistema nervoso central. Para isso, eles teriam que ter três categorias : Codificar as instruções de uma forma possível de ser armazenada na memória do computador. Sugeriu que fossem usados Uns e Zeros. Armazenar as instruções na memória, bem como toda e qualquer informação necessária a execução da tarefa, e quando processar o programa, buscar as intruções diretamente na memória, ao invés de lerem umnovo cartão perfurado a cada passo.

3. Quais os registradores contidos no computador IAS (Institute of Advanced Studies) da Universidade de Princeton, o qual von Newmann fez parte do projeto?

A unidade de controle do IAS possui os seguintes registradores:

• PC: O Program Counter, ou contador do programa, armazena um valor que representa o endereço da memória que possui o próximo par deinstruções a serem executadas. No início, quando o computador é ligado, o conteúdo deste registrador é zerado para que a execução de instruções se inicie a partir do endereço zero da memória.

• MAR: O Memory Address Register, ou registrador de endereço da memória, armazena um valor que representa um endereçoo de uma palavra da memória. Este endere¸co será lido pela memória durante a operação de...
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