Modelo de von Neumann
O modelo de von Neumann é a base da maioria dos computadores modernos e é dividido em dois
componentes principais:
1. Memória Principal (RAM)
- Armazena instruções e dados que serão processados.
- Funciona como um grande vetor (array), onde cada posição tem um endereço e pode armazenar
um certo número de bits.
- Exemplo:
- Tamanho = 125 palavras
- Largura = 64 bits
- Espaço total = Tamanho x Largura = 8GB
- Sem memória RAM, um dispositivo não é considerado um computador funcional.
2. CPU (Unidade Central de Processamento)
A CPU é responsável por executar instruções e é composta por:
2.1. Unidade Lógica e Aritmética (ULA)
- Realiza operações matemáticas e lógicas (soma, subtração, multiplicação, AND, OR, NOT).
- É composta por circuitos digitais especializados para realizar esses cálculos.
- Gera "flags" para indicar o resultado das operações, como:
- Negativo: resultado menor que zero.
- Positivo: resultado maior que zero.
- Zero: resultado igual a zero.
Exemplo de comportamento da ULA em Python:
A=1
B=1
if A == B:
print("A - B = 0, ambos os valores são iguais")
C=5
if C > A:
print("C - A = +4, flag positiva, então C é maior que A")
2.2. Unidade de Controle (UC)
- Coordena as operações realizadas pela ULA.
- É considerada a "parte inteligente" da CPU, pois interpreta e organiza a execução das instruções.
- Contém registradores importantes:
- PC (Program Counter): Aponta para a próxima instrução a ser executada.
- IR (Instruction Register): Armazena a instrução que está sendo processada.
- Banco de Registradores: Armazena variáveis temporárias e valores frequentemente usados.
2.3. Ciclo de Busca-Decodificação-Execução (Ciclo BDE)
A CPU segue continuamente esse ciclo até o desligamento do computador:
1. Busca: A CPU busca a próxima instrução na memória RAM.
2. Decodifica: A UC interpreta a instrução e decide o que fazer.
3. Executa: A ULA ou outro componente realiza a operação necessária.
3. Dispositivos de Entrada e Saída
- Entrada: Mouse, teclado, sensores, etc.
- Saída: Monitor, caixas de som, impressora, etc.
4. Memória Secundária (Armazenamento Permanente)
- Inclui HDs, SSDs, CDs, pendrives, etc.
- Diferente da RAM, essa memória armazena dados de forma permanente.
- A CPU não pode acessar diretamente a memória secundária; os dados precisam ser carregados
na RAM primeiro.
Esse é um resumo do modelo de von Neumann, essencial para entender como funcionam os
computadores modernos!