Subsistemas De Memoria

Este é um texto sobre organização e programação de computadores. Apenas meio século após a construção dos primeiros computadores, o impacto desta tecnologia sobre nossas vidas é

enorme. Computadores mudaram – e muito – a forma como se faz música, cinema ou artes

plásticas, como se escrevem textos, como se faz comércio. A medicina mudou, e mudaram a

engenharia, as ciências, a economia. Existem computadores que não se assemelham a PCs. Aliás, os computadores existentes em

maior número são simples e pequenos, embutidos em telefones celulares, iPods,

eletrodomésticos e automóveis. Outos são enormes, ocupando vastos salões, como o Blue

Gene. Em 2006 o Blue Gene era o computador mais poderoso do mundo,

sendo capaz de executar 478 trilhões de operações aritméticas por segundo. Em 2008 já não

era: o RoadRunner, que como o Blue Gene foi produzido pela IBM, atingiu 1 petaflops, isto é,

mil trilhões de operações aritméticas por segundo. Como curiosidade, o RoadRunner utiliza

chips (circuitos integrados) usados na PlayStation 3 da Sony. A cada seis meses uma lista com os maiores computadores do mundo é publicada no site da

organização Top500 (8). Na lista de novembro de 2010, pela primeira vez o computador mais

possante não era produzido nos Estados Unidos. Sinal dos tempos, o primeiro lugar da lista foi

ocupado chinês Tianhe-1A, com um desempenho de 2,6 petaflops. Vale a pena visitar este

site, que contém dados e análises interessantes sobre a evolução dos supercomputadores,

denominação que a indústria dá a computadores como o Blue Gene, RoadRunner ou Tianhe-

1A. Como veremos, computadores transformam informação. Um fato muito importante sobre

computadores é que, desde que meios de armazenamento externo de informação (discos e

fitas magnéticas, por exemplo) estejam disponíveis em quantidade suficiente, todos, pequenos

e grandes, são capazes de realizar as mesmas transformações de informação. As computações

– nome técnico para transformações de informação – realizáveis por micro e

supercomputadores são as mesmas que um dispositivo teórico, a máquina de Turing, é capaz

de fazer. Este dispositivo foi construído com a ambição de capturar a noção de

computabilidade, isto é, da possibilidade de se resolver um problema de transformação de

informação de forma efetiva, como uma composição de passos garantidamente realizáveis.

Isso foi proposto pelo matemático inglês Alan Turing em 1937 (12), alguns anos antes do

funcionamento do primeiro computador eletrônico.

O conjunto das transformações de informação possíveis é o mesmo para computadores

velozes e lentos, mas a velocidade com que a informação é transformada pode diferir de

ordens de grandeza, e a velocidade determina em grande parte o seu valor. Qualquer

computador pessoal é capaz de rodar um programa de previsão meteorológica para o dia

seguinte, mas é possível que ele gaste mais do que um dia nesta tarefa, o que anula o valor da

informação produzida. Da mesma forma, se um computador tem a seu encargo produzir

informação para ser exibida como um filme, uma velocidade abaixo da necessária torna

inaceitável o seu emprego.

.2 COMPONENTES DE UM SISTEMA DE COMPUTAÇÃO.

Quando nos referimos a um sistema de computação, a primeira imagem que vem à mente é algo parecido com : Um monitor, um teclado, um mouse e um gabinete (ou caixa) que costumamos chamar de CPU (em português UCP – Unidade Central de Processamento) ou também de processador. Na verdade o processador (CPU ou UCP) está dentro do gabinete, mas como ele é o item mais importante de todo o conjunto ele acaba dando nome a caixa. Podemos aproveitar esta imagem para descrever alguns periféricos (equipamentos ou dispositivos que estão juntos ou na “periferia” da CPU): • Monitor: Periférico de saída; • Mouse: Periférico de entrada;

• Teclado: Periférico de entrada; Olhando para dentro do gabinete veremos podemos citar outros periféricos importantes, mas o que nos interessa é a CPU (ou o processador – ou mais precisamente o microprocessador) que se situa na placa-mãe (motherboard ou ainda mainboard). O microprocessador é responsável pela atividade principal de processamento dentro de um sistema computacional (sistema computador). • Unidade de Lógica e Aritmética (ULA)

Decodifica e executa as instruções em linguagem de máquina a cada etapa da execução dos programas. Supondo que um algoritmo tenha sido implementado em uma certa linguagem, após sua conversão em linguagem de máquina, cabe a ULA “ler” cada um dos passos lógicos ou aritméticos do programa e executálos.

• Unidade de Controle

Gerencia diversos acionamentos, comunicação entre o ambiente externo e interno ao

microprocessador, movimentação de dados bidirecional entre microprocessador e seus

periféricos entre outras funções.

• Registradores (memória interna)

Cada dado que entra no microprocessador deve ficar pelo menos um instante a fim de ser traduzido e operado, os registradores servem para este fim, além disso, existem registradores específicos para diversas operações como endereçamento das linhas de um programa a