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O que o microcomputador faz:
- Somar números;
- Verificar se é 0;
- Mover dados de uma parte da memória para outra;
- Executa testes de comparação.
É uma máquina capaz de solucionar problemas através
de algorimos ou programas. Os programas contém uma sequência
de instruções de descreve como executar uma tarefa.
1 - História
1.1. Geração
zero - Computadores mecânicos (1942-1945)
Criação
do colossus com a finalidade de decifrar o código dos alemães
na sua máquina ENIGMA. Foi o primeiro computador eletrônico
digital do mundo.
Surgiu o ENIAC.
Von Neumann
elaborou a seguinte arquitetura:
__________________
| Memória
|
-------------------------
^ ||
^ ||
|| ||
|| ||
|| v
|| v
________
____________
| Unidade | ======> | Unidade
|
| de |
| Lógico
|
| Controle | <====== | Aritmética
|
========
| (Acumulador) <------- Entrada
| (Acumulador) --------> Saída
============
1.3. Segunda geração - Transistores (1955-1965)
O transistor foi inventado no Bell Labs por John Bardeen, Walter Bratain e William Shockley em 1948, o que lhes garantiu o prêmio Nobel de física em 1956.
PDP
- 1, PDP - 8 da DEC.
7090 e 7094 da IBM.
1.4. Terceira geraçào - Circuitos integrados (1965-1980)
Vários transistores numa única pastilha. Iniciou-se a multiprogramação. Lançamento da série PDP-11 da DEC.
1.5. Quarta geração - Computadores pessoais e VLSI (1980-XXXX)
Lançamento
do mainframe IBM; Família Intel 8080 e 8086. Supercomputadores implementados
para maximizar o número de FLOPS.
2. Introdução
Através do computador temos a solução dos nossos problemas através da execução de instruções que lhes são fornecidas. Um programa é uma sequência de instruções que descreve como executar uma determinada tarefa. Os circuitos eletrônicos reconhecem e executam diretamente um conjunto limitado de instruções simples para as quais todos os programas devem ser convertidos antes que eles possam ser executados. O computador não executa instruções além de: soma, verificação lógica, movimentação de dados de uma parte para outra. "As operações de software podem ser implementadas em hardware, mas as operações em hardware podem ser simuladas em software". (Tanembaum)
O nível 0 compreende lógica digitial e dispositivos denominados portas lógicas. As portas recebem uma ou mais entradas digitais representadas pelos valores 0 ou 1 e fornece saídas destas entradas.
| N0 - Nível de lógica digital (hardware), portas lógicas. |
| N1 - Microprogramação. |
| N2 - Nível de máquina convencional. |
| N3 - Nível de sistema operacional. |
| N4 - Linguagem de montagem. |
| N5 - Linguaens de alto nível. |
A tabela acima, lida de cima para baixo, mostra os níveis do computador.O Nível 0 compreende ao nível de micro programação;
O nível 1 compreende a microprogamação ou linguagem de máquina propriamente dita. Nessse nível pode-se dizer que não existem dois computadores com níveis de microprogramação idênticos, existem semelhanças suficientes de que podemos extrair os aspectos essenciais. Poucas máquinas possuem mais de 20 instruções neste nível que compreende movimentação dos dados, testes, adição.
O nível 2 compreende o nível de máquina convencional
O nível 3 compreende o nível de sistema operacional, este controla as diversas rotinas do sistema.
O computador só executa instruções
em N0, como escrever um programa neste nível requer muitas linhas
a escrita é de forma binária, tornando-se tedioso e cansativo
utilizar esta linguagem como linguagem de programação. Em
virtude disto temos
outros níveis acima do nível de máquina como o
N1 em que uma instrução desta equivale ao conjunto de instruções
em N0,
a esta técnica denominamos tradução. Os progamas
escritos (código fonte) em N1 não podem ser, deste modo,
executados diretamente pela UCP. O módulo gerado pelo tradutor é
o "módulo-objeto" que está em código de máquina
(binária), ainda não podendo ser executado em função
do tradutor (compilador) não ter como associar o programa às
chamadas de sub-rotinas externas. Uma outra técnica é denominada
interpretação, sendo que neste caso a partir de um código
fonte, o interpretador traduz cada instrução e executa em
seguida, não há geração de módulo-objeto.
Sendo assim, dividimos a arquitetura dos computadores em níveis,
sendo que a partir dos três principais níveis os outros níveis
seguintes estão como interface de comunicaçao entre o usuário
e o computador, isto é, a cada módulo posterior, este módulo
é dependente do anterior e é usado apenas como interpretador
do módulo (nível) anterior. Por exemplo o DOS utiliza o seu
prompt para comunicação entre o usuário e o computador,
sendo que o prompt de comando é interpretado pelo COMMAND.COM
e em seguida comunica ao usuário qual o resultado do seu comando.
Apenas os programas escritos em N0 podem ser executados
diretamente pelos circuitos eletrônicos sem a intervenção
de
um interpretador ou tradutor.
Apêndice
FLOPS - Float-point operations per second, operações de ponto flutuante por segundo.
VLSI - Very Large Scale Integration, integração em escala muito grande.