Atividade Rafael 05 (1)

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Arquitetura de Computadores 
1. Operações Fundamentais de um Computador 
• Entrada (Input): Recebe dados do usuário ou de dispositivos externos. 
• Componente responsável: Dispositivos de entrada (teclado, mouse). 
• Processamento: Executa operações lógicas e aritméticas. 
Componente responsável: CPU (Unidade Lógica e Aritmética – ULA). 
• Saída (Output): Exibe ou envia resultados. 
Componente responsável: Dispositivos de saída (monitor, impressora). 
• Armazenamento: Guarda dados temporária ou permanentemente. 
Componente responsável: Memória RAM (volátil) ou HD/SSD (não volátil). 
 
2. Funções da UCP (Unidade Central de 
Processamento) 
A CPU tem duas funções principais: 
1. Busca (Fetch): Acessa a memória para obter instruções (gerenciado pela 
Unidade de Controle). 
2. Execução (Execute): Processa as instruções usando a ULA. 
Relação com componentes internos: 
• Unidade de Controle → Coordena o fluxo de dados. 
• ULA → Realiza cálculos e operações lógicas. 
 
3. Barramentos 
Tipo Direcionalidade Função Exemplo 
Dad
os 
Bidirecional 
Transporta dados 
entre CPU e memória 
Transferência de um arquivo 
da RAM para a CPU 
End
ereç
os 
Unidirecional (CPU 
→ memória) 
Indica posições de 
memória 
CPU lê o dado armazenado 
no endereço 0xA1B2 
Cont
role 
Bidirecional 
Gerencia operações 
(leitura/escrita) 
Sinal de clock, reset, 
handshake 
 
4. CISC vs RISC 
Caracter
ística 
CISC (ex.: Intel x86) RISC (ex.: ARM, MIPS) 
Complex
idade 
Instruções complexas (1 comando = 
múltiplas operações) 
Instruções simples (1 
comando = 1 operação) 
Vantage
ns 
Código mais compacto 
Eficiência energética e 
paralelismo 
Desvant
agens 
Consumo elevado de energia 
Mais instruções para tarefas 
complexas 
 
5. Lei de Moore 
• Definição: A quantidade de transistores em um chip dobra a cada ~2 anos, 
aumentando o desempenho. 
• Validade atual: Ainda se aplica, mas enfrenta desafios físicos (limites de 
miniaturização, aquecimento). 
• Desafios: 
o Leakage de energia em transistores nanométricos. 
o Altos custos de fabricação em processos abaixo de 5nm. 
 
6. Hierarquia de Memória 
Ordem (do mais rápido ao mais lento): 
1. Registradores (dentro da CPU, acesso imediato). 
2. Cache L1/L2/L3 (velocidade intermediária, armazena dados frequentes). 
3. Memória RAM (volátil, armazenamento principal). 
4. Armazenamento secundário (SSD/HD, não volátil, grande capacidade). 
Objetivo: Equilibrar velocidade, custo e capacidade. 
 
7. Modelo de Von Neumann 
• Componentes principais: 
o CPU (processamento). 
o Memória (armazena dados e instruções). 
o Dispositivos de E/S (entrada e saída). 
o Barramentos (comunicação entre componentes). 
• Relevância atual: Permite flexibilidade (programas armazenados em memória). 
 
8. Pipeline e Paralelismo 
• Pipeline: Divide a execução de instruções em estágios (ex.: fetch, decode, 
execute) para sobreposição. 
Impacto: Aumenta vazão, mas pode causar hazards (conflitos). 
• Paralelismo (Superescalar): Executa múltiplas instruções simultaneamente 
(usando várias ULAs). 
Impacto: Melhor desempenho, mas maior complexidade. 
 
9. Gerações de Computadores 
• 3ª Geração (1965–1975): 
o Tecnologia: Circuitos integrados (transistores em chips). 
o Exemplo: IBM System/360. 
• 4ª Geração (1975–1990): 
o Tecnologia: Microprocessadores (CPU em um único chip). 
o Exemplo: PCs com Intel 8086. 
 
10. Memória Cache 
• Função: Reduzir o tempo de acesso à memória principal (RAM). 
• Níveis: 
o L1: Mais rápido (1-2 ciclos de CPU), menor (KB), dentro do núcleo. 
o L2: Intermediário (MB), pode ser compartilhado entre núcleos. 
o L3: Mais lento (MB/GB), compartilhado por toda a CPU. 
 
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	Arquitetura de Computadores
	1. Operações Fundamentais de um Computador
	2. Funções da UCP (Unidade Central de Processamento)
	3. Barramentos
	4. CISC vs RISC
	5. Lei de Moore
	6. Hierarquia de Memória
	7. Modelo de Von Neumann
	8. Pipeline e Paralelismo
	9. Gerações de Computadores
	10. Memória Cache