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Organização Prof. Moisés Souto de computadores

OC - 07 - projeto moderno.pdf

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OrganizaçãoProf. Moisés Souto

de computadores

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PROJETO MODERNO DE COMPUTADORES

Aula 07

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Princípios de Projeto para Computadores Modernos

• Todas as instruções são diretamente executadas pelo hardware• Maximiza a taxa na qual as instruções são executadas • Instruções devem ser fáceis de decodificar• Somente leituras e armazenamentos devem referenciar a

memória • Fornece vários registradores

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Paralelismo no Nível de Instrução

a) Pipeline de cinco estágios.b) Estado de cada estágio em função do tempo. São ilustrados nove ciclos

de relógio.

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Arquiteturas Superescalares (1)

Pipelines duplos de cinco estágios com uma unidade de busca de instrução em comum.

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Arquiteturas Superescalares (2)

Processador superescalar com cinco unidades funcionais.

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Paralelismo de Processador (1)

Processador matricial do tipo ILLIAC IV.

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Paralelismo de Processador (2)

a) Multiprocessador com barramento único.b) Multicomputador com memórias locais.

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Memória Primária Endereços de Memória (1)

Três maneiras de organizar uma memória de 96 bits.

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Memória PrimáriaEndereços de Memória (2)

Número de bits por célula para alguns computadores comerciais historicamente interessantes.

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Ordenação de bytes (1)

(a) Memória big endian (b) Memória little endian

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Ordenação de Byte (2)

(a) Registro pessoal para uma máquina big endian. (b) O mesmo registro para uma máquina little endian.(c) Resultado da transferência de big endian para little endian.(d) Resultado do deslocamento de bytes (c).

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Memória Cache

O cache localiza-se logicamente entre a CPU e a memória principal. Fisicamente há vários locais onde ela pode ser colocada.

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Empacotamento e tipos de memória

Módulo de memória em linha única (single inline memory module) (SIMM) contendo 256 MB. Dois dos chips controlam o SIMM.

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Hierarquias de memória

Hierarquia de memória de cinco níveis.

Fita

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Discos Magnéticos (1)

Porção de uma trilha de disco. São ilustrados dois setores.

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Discos Magnéticos (2)

Um disco com quatro pratos.

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Discos Magnéticos (3)

Um disco com cinco zonas. Cada zona tem muitas trilhas.

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Discos SCSI

Alguns dos possíveis parâmetros SCSI.

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CD-ROMs (1)

Estrutura de gravação de um Disco Compacto ou CD-ROM.

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CD-ROMs (2)

Layout lógico de dados em um CD-ROM.

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CD-Graváveis

Seção transversal de um disco CD-R e laser (não está em escala). Um CD-ROM tem uma estrutura semelhante, exceto por não ter a camada de corante e por ter uma camada de alumínio com depressões ao invés da camada refletiva.

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DVD

DVD de dupla face e dupla camada.

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Entrada/SaídaBarramentos (1)

Estrutura física de um computador pessoal.

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Estrutura lógica de um computador pessoal simples.

Entrada/SaídaBarramentos (2)

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PC moderno com um barramento PCI e um barramento ISA.

Entrada/SaídaBarramentos (3)

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Monitores CRT

(a) Seção transversal de um CRT.(b) Padrão de varredura de um CRT.

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Monitores de Tela Plana

(a) Construção de uma tela de LCD.(b) Os sulcos nas placas traseira e frontal são

perpendiculares uns aos outros.

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Mouse

Utilização do mouse para apontar itens de menu.

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Impressoras (1)

(a) A letra “A” em uma matriz 5 x 7. (b) A letra “A” impressa com 24 agulhas sobrepostas.

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Impressoras (2)

Funcionamento de uma impressora a laser.

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Impressoras (3)

Pontos de meio-tom para várias faixas de escala de cinza. (a) 0 – 6. (b) 14 – 20. (c) 28 – 34.

(d) 56 – 62. (e) 105 – 111. (f) 161 – 167.

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Telecomunicações

Transmissão, bit a bit, do número binário 01001010000100 por uma linha telefônica. (a) Sinal de dois níveis. (b) Modulação de amplitude. (c) Modulação de freqüência. (d) Modulação de fase.

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Linhas Digitais de Assinante (1)

Operação do ADSL.

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Configuração típica de equipamento ADSL.

Linhas Digitais de Assinante (2)

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Internet por Cabo (1)

Alocação de freqüência em um sistema de TV a cabo usado para acesso à Internet.

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Internet por Cabo (2)

Detalhes típicos dos canais ascendentes e descendentes na América do Norte. QAM-64 (Modulação de amplitude em quadratura) permite 6 bits/Hz, mas funciona somente em altas freqüências. QPSK (Modulação por chaveamento de fase em quadratura) funciona em baixas freqüências, mas permite apenas 2 bits/Hz.

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Câmeras Digitais

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Conjunto de Caracteres ASCII (1)

Conjunto de caracteres ASCII: caracteres 0 – 31.

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Conjunto de caracteres ASCII: caracteres 32 – 127.

Conjunto de Caracteres ASCII (2)

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REFERÊNCIAS

Notas de aula. Arquitetura e organização de computadores. Glaucus Brelaz.

Slides do livro Organização Estruturada de ComputadoresAndrew S. Tanenbaum

Arquitetura e Organização de Computadores. William Stallings

Organização Estruturada de ComputadoresAndrew S. Tanenbaum