1 c onceitos de h ardware e s oftware pablo viana
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CONCEITOS DE HARDWARE E SOFTWARE
Pablo Viana
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SUMÁRIO Hardware
Processador, memória principal, cache e memória secundária
Dispositivos de E/S e barramento Pipelining e arquiteturas RISC e CISC Análise de desempenho
Software Tradutor, interpretador e linker Loader e depurador Interpretador de comandos e linguagem de
controle Ativação/desativação do sistema
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HARDWARE Sistema computacional
M em óriaPr in cip a l
D ispo sitivo sd e E/ S
Processa d or / U C P
U n id ad e Lóg icae A ri tm ética
Reg istra do res
U n id ade deC on tro le
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PROCESSADOR Unidade Central de Processamento (UCP) Unicade de Controle (UC) Unidade Lógica e Aritmética (ULA) Clock
Memórias de alta velocidade
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MEMÓRIA PRINCIPAL Memória principal com 64 Kbytes
célu la = 8 b its
ende
reço
s
0
2 - 116
21
i n s t r u ç ã o o u d a d o
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MEMÓRIA CACHE Volátil Alta velocidade Pequena capacidade Alto custo Cache hit e cache miss
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MEMÓRIA SECUNDÁRIA Rel. dispositivos de armazenamento
m a io rca pa cid ad e d e
a rm a zena m en to
m a io r custo evelo cida ded e acesso
M em ór ia Secu nd á r ia
M em ór ia C ache
M em ór ia Pr in cip a l
Reg istrad o res
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DISPOSITIVOS DE E/S Memória secundária
Discos Fitas magnéticas
Interface usuário-máquina Teclados Monitores Impressoras Plotters
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BARRAMENTO Barramentos UCP-memória-E/S
Barram ento processa dor -m em óriaBa
rram
ento
de
E/S
Barra
men
to d
e E/
S
A da ptado r A da ptado r
M em ór iaPr in cip a lU C P
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BARRAMENTO Barramento de backplane
Barram ento processa dor -m em ória
Barra
men
to d
e E/
S
Barra
men
to d
e E/
SA da pta do r A da pta do r
M em ó riaPr in cip a lU C P
A da ptado r
Barra
men
tode
bac
kpla
ne
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PIPELINING Pipeline em quatro estágios
U nida de de b usca d ainstru çã o
P1 P4P3P2
A na lisad o rd a
instru çã o
U nida de de b usca d os
d ado s
U nida de de execu çã o da
instru çã o
Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 Instr.5 Instr.6 Instr.7
Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 Instr.5 Instr.6
Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 Instr.5
Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4
P1
P2
P3
P4
tem po
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ARQUITETURAS RISC E CISC Máquina de níveis
U tiltá rio s
C ircu ito s Eletrô n ico s
M icro p ro gra m a çã o
Lin gu ag em d e M á q uin a
Arqu
itetu
raRI
SC
Sistem a O p eracio n a l
A p lica tivos
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TRADUTOR Tradutor: montador e compilador
programa fonte programa objetoTradutor
Compilador
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INTERPRETADOR Tradutor que não gera módulo-objeto Traduz cada comando e executa Desvantagem: tempo na tradução Vantagem: dados dinâmicos Exemplos: Basic e Perl
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LINKER Linker
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LOADER Carregar na memória principal um programa
para ser executado Loader absoluto Loader realocável
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DEPURADOR Permite acompanhar a execução de um
programa e detectar erros Visualização e alteração de variáveis Breakpoints Watchpoints
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INTERPRETADOR DE COMANDOS Interpretador de comandos ou shell permite
ao usuário interagir com o sistema Linguagem de controle são os comandos
disponíveis pelo interpretador
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ATIVAÇÃO/DESATIVAÇÃO DO SO Ativação do sistema
D isco M em ór iaPr in cip a l
bo o tSistema
O pera cio na l
Á rea d oSistemaO pera cio na l