Desenvolvimento Arquitetura De Computadores

BREVE INTRODUÇÃO SOBRE O DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DA

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

A evolução da informática foi caracterizada pelo desenvolvimento de

computadores com características as mais diversas, traduzidas pelos diferentes

parâmetros, cada vez mais conhecidos da maioria de usuários de computador:

a CPU adotada, a capacidade de memória, a capacidade do disco rígido, a

existência de memória cache e outros menos conhecidos. A definição destes

parâmetros e a forma como os diversos componentes de um computador são

organizados, define aquilo que é conhecido por arquitetura de computador e vai

determinar aspectos relacionados à qualidade, ao desempenho e à aplicação

para a qual o computador vai ser orientado.

Existem vários modos de uso do termo, que podem ser usados referindo-se a:

O desenho da arquitetura da CPU do computador, o seu conjunto de instruções,

"addressing modes" e técnicas, tais como paralelismo SIMD e MIMD.

Arquiteturas de hardware mais generalizadas, tais como computação

em cluster e arquiteturas NUMA (acesso não-uniforme à memória).

A utilização menos formal do termo refere-se a uma descrição dos requisitos

(especialmente requisitos de velocidades e interligação) ou implementação do

design para as várias partes de um computador, tais como memória, placamãe,

periféricos eletrônicos ou, mais frequentemente, CPU.

A arquitetura é frequentemente definida como o conjunto de atributos da

máquina que um programador deve compreender para que consiga programar

o computador específico com sucesso, ou seja, para que consiga compreender

o que o programa irá fazer aquando da sua execução. Por exemplo, parte da

arquitetura são as instruções e o raio de operadores manipulados por elas. De

uma maneira semelhante, a frequência em que o sistema opera não é incluída

na arquitetura. Esta definição revela as duas principais considerações dos

arquitetos de computadores: (1) desenhar hardware que se comporta como o

programador pensa que se irá comportar, (2) utilizar implementações existentes

de tecnologias (por exemplo, semicondutores) para construir o melhor

computador possível. A 2ª consideração é frequentemente referida como

a microarquitetura.

ARQUITETURA RISC E CISC

Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido

de Instruções (RISC), é uma linha de arquitetura de processadores que favorece

um conjunto simples e pequeno de instruções que levam aproximadamente a

mesma quantidade de tempo para serem executadas. A maioria dos

microprocessadores modernos são RISCs, por exemplo DEC

Alpha,SPARC, MIPS, e PowerPC. O tipo de microprocessador mais comum em

desktops, o x86, é mais semelhante ao CISC do que ao RISC, embora chips

mais novos traduzam instruções x86 baseadas em arquitetura CISC em formas

baseadas em arquitetura RISC mais simples, utilizando prioridade de execução.

Os processadores baseados na computação de conjunto de instruções reduzido

não têm micro programação, as instruções são executadas diretamente pelo

hardware. Como característica, esta arquitetura, além de não ter microcódigo,

tem o conjunto de instruções reduzido, bem como baixo nível de complexidade.

A ideia foi inspirada pela descoberta de que muitas das características incluídas

na arquitetura tradicional de processadores para ganho de desempenho foram

ignoradas pelos programas que foram executados neles. Mas o desempenho do

processador em relação à memória que ele acessava era crescente. Isto resultou

num número de técnicas para otimização do processo dentro do processador,

enquanto ao mesmo tempo tentando reduzir o número total de acessos à

memória.

RISC é também a arquitetura adotada para os processadores dos videogames

modernos, que proporcionam um hardware extremamente dedicado somente à

execução do jogo, tornando-o muito mais rápido em relação a micro

computadores com mais recursos, embora com processador x86.

HISTÓRIA

Desde os primeiros momentos da indústria de computadores os cientistas dos

principais fabricantes têm estudado métodos e técnicas que possam aperfeiçoar

o desempenho e a capacidade dos sistemas de computação.

Alguns aspectos atribuídos ao primeiro-RISC: projetos marcados por volta de

1975 incluem as observações que os compiladores de memória restritos da

época eram frequentemente incapazes de tirar proveito dos recursos destinados

a facilitar a montagem manual de codificação, e que os modos de

endereçamento complexos levavam muitos