ARQUITETURA DE VON NEUMANN

JULIO CESARLEONARDO WILLVINICIUS HEBERT

O nome se refere ao matemático John Von Neumann, que é considerado o criador dos computadores da forma como eles são projetados até hoje.

A ideia surgiu com a necessidade de armazenamento de programas em um computador.

Von Neumann e os outros pesquisadores que utilizando dispositivos de memória em forma de retardo de mercúrio.

MODELO DE VON NEUMANN

A proposta inicial de um computador de programa armazenado, denominado IAS, relatada por Von Neumann era:

Primeira parte especifica: Central Arithmetic ou CA;

Segunda parte especifica: Control Central ou CC;

MODELO DE VON NEUMANN

Terceira parte especifica: ◦ Memória ou M;◦ Recording ou R;

Quarta parte especifica: Imput ou I;

Quinta parte especififca: Output ou O;

MODELO DE VON NEUMANN

Também conhecido como Sistema de Von Neumann ou arquitetura de Von Neumann e são denominados de computadores de programa armazenado.

Possui 3 sistemas de hardware:

1- CPU ou UCP; 2- Sistema de Memoria Principal; 3- Sistema de Entrada/Saida;

MODELO DE VON NEUMANN

MODELO DE VON NEUMANN

Ciclo de execução de Von Neumann:◦ Ciclo de busca-decodificação-execussão, isto é, busca

uma informação, decodifica e executa◦ Descreve como a maquina trabalha com as instruções

que devem ser executadas.

A unidade de controle tem como função:◦ Buscar as instruções na memória principal;◦ Determinar o tipo dessas instruções.

MODELO DE VON NEUMANN

A CPU tem como função:◦ Executar programas que estão armazenados na

memória principal;◦ Buscar as instruções desse programa;◦ Examinar essas instruções;◦ Executar essas instruções uma após a outra

(sequência).

MODELO DE VON NEUMANN

Unidade lógica aritmética tem como função:◦ Efetuar operações aritméticas;◦ Efetuar operações booleanas (e, ou, not, etc);◦ Essas operações são necessárias para execução

das instruções;

MODELO DE VON NEUMANN

Registradores da CPU:◦ São memórias de alta velocidade;◦ Armazenam os resultados temporários “dentro”

da CPU;◦ São usados para controlar informações;◦ Cada registrador tem uma função e um tamanho

(bits e/ou bytes);◦ São lidos e escritos em alta velocidade, pois, são

internos à CPU;

MODELO DE VON NEUMANN

Contador de programas ou Program Counter:◦ É o registrador mais importante da CPU;◦ Indica a próxima instrução a ser executada;

Registrador de Instrução (IR):◦ Contem a instrução que esta sendo executada;

Barramento:◦ É um conjunto de fios e paralelos, que transmitem

os sinais da memória e dos registradores, e também onde se transmitem os bits.

MODELO DE VON NEUMANN

Barramento interno da CPU:◦ Quando estão dentro da pastilha da CPU;

Barramento externo da CPU:◦ São aqueles que conectam os dispositivos e a

memória à CPU; Largura do barramento; Frequência do barramento;

MODELO DE VON NEUMANN

Exemplo de execução de uma instrução em maquinas do modelo de Von Neumann:◦ A unidade de controle busca a próxima

instrução do programa na memória principal;

◦ O contador de programas é usado pela unidade de controle para determinar onde esta a instrução; A instrução é decodificada para uma linguagem que

a unidade aritmética possa entender;

MODELO DE VON NEUMANN

◦ Os operando de dados requeridos para executar a instrução, são carregados da memória e colocados em registradores;

◦ A unidade lógica aritmética executa a instrução e coloca os resultados em registradores ou na memória.

MODELO DE VON NEUMANN

MODELO DE VON NEUMANN

Sobre a Unidade Lógica Aritmética, é correto afirma:

◦ A- São memórias de alta velocidade;

◦ B- Efetua operações booleanas(e, ou, not);

◦ C- Examinar as instruções;

◦ D- Determinar o tipo da instrução;

MODELO DE VON NEUMANN

A ideia do modelo de Von Neumann surgiu da necessidade:

◦ A- De processamento mais rápido;

◦ B- Da busca no mercado;

◦ C- Da necessidade de armazenamento de programas no computador;

◦ D- Da necessidade de novas tecnologias;

MODELO DE VON NEUMANN