Gestão orientada para desenvolvimento da tecnologias de informação e comunicação

1 Como Funciona um Computador
Carlos H. Morimoto e Thiago T. Santos
O objetivo dessa aula ´e apresentar uma breve descric¸a
˜o do funcionamento de um computador, para que vocˆe possa se familiarizar com alguns termos que ser˜ ao muito utilizados ao longo do curso. Para descric¸o
˜es mais completas, vocˆe pode encontrar na Internet v´arios s´ıtios que descrevem o funcionamento dessa m´ aquina, como por exemplo http://www.ime.usp.br/~macmulti/historico/.
Ao final dessa aula vocˆe deve ser capaz de:
• Descrever as principais partes de um computador: Unidade Central de Processamento (microprocessadores), Mem´ oria e Dispositivos de Entrada e Sa´ıda.
• Descrever o que ´e software e hardware.
• Descrever o que s˜ao linguagens de alto n´ıvel e de baixo n´ıvel.
• Definir o que ´e um compilador.
• Descrever o que ´e um algoritmo e dar exemplos pr´aticos.

1.1 As partes de um computador
A maioria dos computadores segue a arquitetura de von Neumann, que descreve um computador como um conjunto de trˆ es partes principais: a unidade central de processamento ou UCP (que por sua vez ´e composta pela unidade l´ ogico-aritm´ etica (ULA) e pela unidade de controle (UC)), a mem´ oria e os dispositivos de entrada e sa´ıda (E/S). Todas as partes s˜ao conectadas por um conjunto de cabos, o barramento. Esses componentes podem ser vistos na figura 1.1a.

(a)

(b)

Figura 1: a) Componentes b´ asicos de um computador e (b) elementos b´ asicos da UCP.

1.1.1

Unidade Central de Processamento - UCP

A figura 1.1b mostra uma UCP em uma configurac¸˜ao muito simples. De forma geral, a UCP pode ser dividida em duas partes, a unidade l´ ogica e aritm´ etica (ULA) e a unidade de controle (UC). A ULA ´e capaz de desempenhar dois tipos de operac¸o
˜es: operac¸o
˜es aritm´eticas, como somas e subtrac¸o
˜es, e comparac¸o
˜es, como igual a ou maior que. A UC orquestra todo o resto. Seu trabalho ´e ler instruc¸o
˜es e dados da mem´ oria ou dos dispositivos de entrada, decodificar as instruc¸o
˜es,