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Arquiteturas

Trabalho realizado por: Ana Prates nº4 e Daniela nº5 da turma 2.14.Na disciplina de Arquitetura de computadores.

Figura 1-John von Neumann. Criou a Arquitetura de von Neumann . (Link da imagem ao clicar nela).

Figura 2-Howard Hathaway Aiken.Criou a arquitetura de Harvard. (Link da imagem ao clicar nela).

Figura 4-John Hennessy and David Patterson. Criaram arquitetura de RISC. (Link da imagem ao clicar nela).

Figura 3-Maurice Vincent Wilkes. Criou a arquitetura de CISC. (Link da imagem ao clicar nela).

tÓPICOS

Arquitetura de Harvard

Arquitetura John von Newman

Arquitetura de CISC

Arquitetura de RISC

John von Neumann

o QUE É?

A Arquitetura de von Neumann é uma arquitetura de computador que se destaca pela capacidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, permitindo manipular tais programas.

Figura 5- Fotografia de Jhon von Nerumann (Link da imagem ao clicar nela).

John von Neumann

Vantagens

A principal vantagem da arquitetura de Von Neumann é sua simplicidade e flexibilidade. Ele tem a capacidade de executar qualquer programa que se encaixe na unidade de memória, além de ser compatível com diversas linguagens e paradigmas.

Figura 6- Ilustração da arquitetura de Von Neumann (Link da imagem ao clicar nela).

John von Neumann

Desvantagens

A principal desvantagem da arquitetura de Von Neumann é o bloqueio causado pelo barramento único. A CPU precisa aguardar que a unidade de memória ou a unidade de E/S transfira dados, o que limita a velocidade e a capacidade de expansão do sistema.

Figura 6- Fotografia de uma motherboard (Link da imagem ao clicar nela).

Arquitetura de Harvard

o QUE É?

Trata-se de um conceito mais recente que o de Von-Neumann, originado da necessidade de pôr um microcontrolador para trabalhar mais rápido. Esta é uma arquitetura de computador que se destaca das demais devido à separação dos barramentos de dados de memória onde residem as instruções de programa e as memórias de dados.

Figura 7- Fotografia da escola de Harvard (Link da imagem ao clicar nela).

Arquitetura de Harvard

Vantagens

A arquitetura Harvard destaca-se pelo seu desempenho elevado e eficiência. Ele tem a capacidade de realizar tarefas complexas e intensivas, como o processamento de sinais e a criptografia, sem desacelerar o sistema.

Figura 8- Fotografia de um socket (Link da imagem ao clicar nela)

Arquitetura de Harvard

Desvantagens

A arquitetura de Harvard apresenta como principal desvantagem sua complexidade e rigidez. Ele necessita de mais hardware e fiação, podendo ser complicado alterar ou depurar os programas.

Figura 9- Imagens ilustrativa de uma motherboard (Link da imagem ao clicar nela).

Diferenças

A diferença entre a arquitetura de Von Neumann e a Harvard é que a Harvard separa o armazenamento e o comportamento das instruções do CPU e dos dados, enquanto a Von Neumann utiliza o mesmo espaço de memória para ambos.

Figura 10- Von Neumann vs Harvard (Link da imagem ao clicar nela).

Arquitetura de CISC

o QUE É?

A arquitetura CISC é uma arquitetura de processador que utiliza instruções complexas em um ciclo de clock. Projetadas para operações matemáticas distintas. O seu tamanho varia de acordo com a quantidade de operações a serem realizadas, permitindo diversas dimensões de armazenamento.

Figura 11- Maurice Vincent Wilkes em 1974(criou a arquitetura de CISC). (Link da imagem ao clicar nela).

Arquitetura de CISC

vantagens

A arquitetura CISC oferece vantagens como:

• A capacidade de executar instruções complexas em uma única instrução; simplificando a escrita de software;
• Reduz o uso de memória;
• Facilita a geração de código por compiladores e é compatível com software antigo, tornando-a adequada para novos processadores.

Figura 12- Imagem ilustrativa de um processador que usa RISC. (Link da imagem ao clicar nela).

Arquitetura de CISC

Desvantagens

A arquitetura do CISC tem várias desvantagens, incluindo:

• Instruções complexas que exigem vários ciclos de processamento,;
• Dificuldade em usar técnicas de pipeline;
• Processadores mais complexos e caros devido ao grande número de circuitos necessários e maior consumo de energia;
• Complexidade do hardware e das instruções.

Figura 13- Intel x86 processador que usa arquitetura de RISC (Link da imagem ao clicar nela).

Arquitetura de Risc

O que é?

A arquitetura RISC é um modelo simplificado, reduzido e otimizado para instruções, que exige mais memória e depende principalmente do software, resultando num pipeline mais eficiente.

Figura 14- John Hennessy and David Patterson. Criaram arquitetura de RISC. (Link da imagem ao clicar nela).

Arquitetura de RISC

Vantagens

Este sistema oferece:

• Maior eficiência;
• Tempos de resposta mais curtos;
• Menor consumo de energia;
• Redução no tempo de desenvolvimento do sistema e maior escalabilidade;
• Torna-o ideal para fornecedores de serviços de alto desempenho ( por exemplo: Intel e AMD).

Figura 15- Processador da RISC-V (Link da imagem ao clicar nela).

Arquitetura de RISC

Desvantagens

A arquitetura RISC apresenta várias desvantagens incluindo:

• Maior complexidade na gestão de software;
• Dependência significativa do software;
• Menor eficiência em aplicações complexas;
• Limitações no suporte a software desenvolvido para arquiteturas CISC mais antigas.

Figura 15- Processador de telemovel que usa RISC (Link da imagem ao clicar nela).

Diferenças

A principal diferença entre RISC (Reduced Instruction Set Computer) e CISC (Complex Instruction Set Computer) está nas instruções. A RISC utiliza um conjunto simplificado e reduzido de instruções, permitindo uma execução mais rápida, enquanto o CISC adota um conjunto mais complexo de instruções, capaz de realizar múltiplas operações com um menor número de instruções.

Figura 15- Arm e intel(arm RISC e intel CISC) (Link da imagem ao clicar nela).

OBRIGADA!