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INF1005
Programação I
Pontifícia Universidade Católica
Departamento de Informática
2
INF1005
Programação
Pontifícia Universidade Católica
Departamento de Informática
3
Ábaco Binário
4
Processador
Aritmética
Lógica Desvio
5
Computador de programa armazenado
Arquitetura de von Neumann
Turing
1936 Von Neumann
1945
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Esquema de um computador
7
8
Raspberry Pi 2 Model B
9
Raspberry Pi 2 model B
February 2015
900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU
1GB RAM
Micro SD card slot
10
Raspberry Pi 2 model B
4 USB ports
40 GPIO pins
Full HDMI port
Ethernet port
Combined 3.5mm audio jack and composite video
Camera interface (CSI)
Display interface (DSI)
VideoCore IV 3D graphics core
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Raspberry Pi 2 model B
Because it has an ARMv7 processor,
it can run the full range of ARM GNU/Linux,
including Snappy Ubuntu Core,
as well as Microsoft Windows 10
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Unidade Central de Processamento
Principal componente
Localiza e executa as
instruções de um programa
o Aritmética
o Lógica
o Desvio
Executa operações simples
com grande rapidez
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Memória Principal (RAM)
Memória volátil
o usada para armazenar dados e programas
Conteúdo modificável pelas
instruções dos programas
o leitura
o escrita
Permite acesso aleatório
o direto
o não sequencial
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Disco Rígido (HD)
memória para
armazenamento
não-volátil (1 TB)
armazenamento em
superfícies
magnetizáveis
acesso aleatório aos
dados armazenados
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Cartões de Memória (SD)
Capacidades
o 8 GB, 16 GB, 32 GB, 64 GB
Velocidade de Leitura
o até 95MB/s
Velocidade de Gravação
o até 90MB/s
Velocidade de Vídeo
o C10
o U3
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Instruções de Máquina
Um processador executa instruções de máquina
Um conjunto típico de instruções inclui operações Aritméticas
Lógicas
e de desvio
Muito simples mas executadas em altíssima
velocidade
bilhões de instruções de ponto flutuante por Segundo
Representadas por sequências de dígitos binários
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Exemplo em X64 Assembly
A common instruction is the LOOP instruction, which
decrements ECX, and then jumps if the result is not 0.
XOR EAX, EAX ; zerar o valor de EAX
;
MOV ECX, 10 ; loop 10 vezes
Aqui: ; este é um marcador para repetição
ADD EAX, 2 ; incrementa EAX de 2
LOOP Aqui ; decrementa ECX, loop se não for 0
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X64 Assembly – operações usuais
Opcode Meaning Opcode Meaning MOV Move to/from/between
memory and registers AND/OR/XOR/NOT Bitwise operations
CMOV* Various conditional moves SHR/SAR Shift right logical/arithmetic
XCHG Exchange SHL/SAL Shift left logical/arithmetic
BSWAP Byte swap ROR/ROL Rotate right/left
PUSH/POP Stack usage RCR/RCL Rotate right/left through carry bit
ADD/ADC Add/with carry BT/BTS/BTR Bit test/and set/and reset
SUB/SBC Subtract/with carry JMP Unconditional jump
MUL/IMUL Multiply/unsigned JE/JNE/JC/JNC/J* Jump if equal/not
equal/carry/not carry/ many others
DIV/IDIV Divide/unsigned LOOP/LOOPE/LOOPNE
Loop with ECX
INC/DEC Increment/Decrement CALL/RET Call subroutine/return
NEG Negate NOP No operation
CMP Compare CPUID CPU information
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Linguagens de Alto-Nível
Programar em assembler excesso de detalhes devidos a natureza da máquina
propensa a erros
baixa produtividade
Meados dos anos 50 surgimento de várias linguagens de alto nível
Nível de abstração cada vez mais elevado mais próximas das linguagens utilizadas pelos seres
humanos
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Linguagens de Alto-Nível
FORTRAN (1957)
COBOL (1960)
ALGOL (1968)
PASCAL (1970)
C (1972)
C++ (1983)
JAVA (1995)
21
Dennis M. Ritchie
228 páginas
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Compilação
Programas C não são executaveis diretamente pelo
processador
Antes de executá-los é preciso traduzir os comandos
de C para instruções de máquina
processo chamado compilação
realizado por um compilador
