Arquitetura de von newmann

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 10 (2396 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 13 de novembro de 2012
Ler documento completo
Amostra do texto
Arquitetura de Von Neumann


Introdução

O modelo (ou arquitetura) de Von Neumann foi concebido a partir de 1946, quando John Von Neumann e sua equipe desenvolveram um novo projeto de “computador de programa armazenado”. Projetado pela IAS (Princeton Institute for Advanced Studies), este computador foi largamente difundido, influenciando muitos projetos subsequentes de outrasmáquinas.
Ainda hoje, a maior parte dos computadores é concebida tendo, como idéia fundamental, os princípios desta arquitetura. Suas principais características são:

• Possuir uma unidade de processamento central, para a execução de operações lógicas e aritméticas;

• Possuir uma unidade de controle, responsável por determinar o seqüenciamento das instruções a serem executadas por meio desinais de controle;

• Instruções dos programas armazenadas de maneira seqüencial, facilitando a busca;

• Existência de registradores dedicados ao armazenamento dos operandos e dos resultados das operações;

• Unidade de armazenamento central, na qual são guardados programas e dados, de forma compartilhada;

• Existência de um único barramento do sistema, o qual deve ser usado de formacompartilhada para a transferência de dados e instruções entre os diversos blocos.




Dentre todas as características supracitadas, as duas últimas resultam em restrições severas para a tentativa de aumento de desempenho de computadores baseados no modelo de von Neumann. Levando-se em conta que os tempos de execução das instruções que envolvem apenas operações internas na CPU são muitomenores do que o tempo necessário para transferências entre a memória e CPU, o fato de instruções e dados utilizarem o mesmo caminho para serem transferidos da memória principal para a CPU limita a possibilidade de exploração do paralelismo entre operações. Este problema é comumente referido como gargalo do modelo de Von Neumann.

1. Instruções

As instruções de um computador sãooperações que devem ser executadas em uma seqüência pré-determinada. Estas instruções compõem um programa. Desta maneira, um programa é uma lista de instruções que especificam operações, operandos e a seqüência em que o processamento deve ocorrer. O processamento de dados executados em um computador pode ser alterado pela especificação de um novo programa com instruções diferentes ou pela especificação dasmesmas instruções com diferentes dados. O bloco de controle é responsável por ler uma instrução da memória, decodificá-la e gerar uma ou mais micro-operações (que são os bits que controlam o bloco operativo). As instruções podem variar de um computador para outro. Processadores que seguem um determinado padrão e que utilizam o mesmo conjunto (ou subconjunto) de instruções sendo, de certa forma,compatíveis entre si, constituem uma família de processadores. O Conjunto de instruções suportadas por um determinado processador (ou família) é chamado de Instruction Set Architecture (conjunto de instruções da arquitetura), cuja sigla ISA é comumente utilizada. Uma instrução é representada por um conjunto de bits que instruem o processador a executar uma operação especifica. Este conjunto de bitsé chamado de operation code (código da operação), geralmente chamada de opcode. O número de bits necessários para o opcode de uma instrução é a função do número total de operações no conjunto de instruções e da quantidade de operandos disponíveis. A operação de uma instrução deve ser executada utilizando os dados armazenados nos registradores do computador ou na memória. Uma instrução, além domais, deve especificar não somente uma operação, mas também os registradores e palavras de memória em que os operandos são encontrados e onde o resultado deve ser armazenado.
A linguagem binária em que as instruções são definidas e armazenadas na memória são referidas como linguagem de máquina (machine language). Uma linguagem simbólica que substitui os opcodes e endereços binários por...
tracking img