Sistemas Operacionais

AMBIENTES OPERACIONAIS

1.1 Uma revisão de arquitetura dos computadores

Arquitetura: conjunto de recursos existentes a nível de hardware, utilizados para suportar a implementação dos níveis de software.

As camadas de software (sistema operacional, aplicativos, programas de usuário) facilitam a utilização do computador, mas, ao fim e ao cabo, as ações do computador são realizadas pelos componentes de hardware, os quais são diretamente acionados por instruções de máquina executadas pela unidade central de processamento (UCP).

Componentes de uma arquitetura:

Conjunto de instruções
Tipos de dados e organização da memória
Modos de endereçamento à memória
Registradores acessíveis ao programador
Entrada / saída e sistema de interrupção

Modelo de Von Newmann

Na década de 40, John Von Newmann propôs um modelo de máquina onde os programas e os dados usados por ele eram armazenados na memória (máquina de programa armazenado). Ainda hoje, os computadores digitais são baseados neste modelo, o qual é composto de cinco unidades essenciais: Unidade Lógica e Aritmética (ULA), Unidade de Controle (UC), Memória (MEM), Unidade de Entrada (UE) e Unidade de Saída (US):

Figura 1 – Modelo de Von Newmann

Na figura 2, os componentes da arquitetura são considerados em detalhe. As linhas finas (1, 6, 10 e 11) são usadas para o envio de sinais de controle (barramento de controle) e as demais são usadas para tranferir dados e endereços. Na verdade, a única linha para envio de endereços é a 7, conforme será explicado a seguir.

Figura 2 – Modelo de Von Newmann mais detalhado

Unidade de Lógica e Aritmética (ULA):
A ULA é a parte do computador onde são realizadas as operações aritméticas (soma, subtração, multiplicação, etc.), bem como as operações lógicas (and, or, etc.) sobre os dados. A operação a ser executada é determinada pelo sinal que a UC envia para a ULA (seta 1 na figura 2). Os dados a serem operados podem vir tanto da memória (seta 2)