A Arquitetura de von Neumann - é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas. Esta arquitetura é um projeto modelo de um computador digital de programa armazenado que utiliza uma unidade de processamento (CPU) e uma de armazenamento ("memória") para comportar, respectivamente, instruções e dados.

A máquina proposta por Von Neumann reúne os seguintes componentes:

1. Uma memória
2. Uma unidade aritmética e lógica (ALU)
3. Uma unidade central de processamento (CPU), composta por diversos registradores,
4. Uma Unidade de Controle (CU), cuja função é a mesma da tabela de controle da Máquina de Turing universal: buscar um programa na memória, instrução por instrução, e executá-lo sobre os dados de entrada.

A Arquitetura de Harvard - baseia-se num conceito mais recente que a de Von-Neumann, tendo vindo da necessidade de por o microcontrolador para trabalhar mais rápido. É uma arquitetura de computador que se distingue das outras por possuir duas memórias diferentes e independentes em termos de barramento e ligação ao processador. É utilizada nos microcontroladores PIC, tem como principal característica acessar a memória de dados separadamente da memória de programa.

Arquitetura de Harvard VS Arquitetura de von Neumann

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

Evolução de arquitecturas de microprocessadores intel

A Evolução dos processadores des dos anos 90 até aos dias de hoje da intel

As Cpus 386 e 486 lançadas pela Intel no fim dos anos 80 tinham uma frequência que ia dos 33 MHz aos 100MHz.

O CPU 386 permitiu que vários programas utilizassem o processador em simulteneo atráves da divisao de tarefas.

O CPU 486 foi o primeiro a usar o mecanismo de pipeline permitindo assim que mais do que uma instrução fossem feitas ao mesmo tempo.

·        O CPU 486DX tinha um coprocessador matemático e por esse motivo era o melhor daquela época.

·        No ano de 1995 o Intel lançou o Pentium Pro sexta geração de chips x86.

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    No ano de 1997 a intel lança o pentium 2.

·        No ano de 1998 foi lançado pela intel o pentium 2 xeon

·        No ano de 1999 a intel lançou o pentium 3

·        No ano 2000 foi lançado pela intel o pentium 4

·        No ano de 2003 a intel lançou o pentium 4 extreme edition que trouxe uma inovação pelo facto de ter uma cache L3 integrado.

·        No ano de 2006 a intel lançou o core 2 duo. As principais características do core 2 duo são o desempenho até três vezes mais rápido devido ao sistema de processamento multi-core.

·        No de 2008 a intel lançou o core i5 tem suporte para memorias DDR3 1333.

·        No ano de 2009 a intel lançou o core i7 foi o primeiro a ter controlador de memória integrado alem disso conta também com  um sistema hyper threading que permite executar varias funcionalidades ao mesmo tempo.

Tecnologias do 

microprocessador

Abreviatura para MultiMedia extensão, MMX foi um processador Intel lançado em 1997, com mais 57 novas instruções e capacidades de velocidade avançada para gráficos e software multimédia. O MMX está agora incluído em todos os processadores Intel que foram lançados após a introdução desta tecnologia , bem como os novos processadores da AMD.

Overclocking é o nome que se dá ao processo de forçar um componente de um computador a rodar numa frequência, definida em hertz mais alta do que a especificada pelo fabricante. Apesar de haver diferentes razões pelas quais o overclock é realizado, a mais comum é para aumentar o desempenho do hardware. O overclocking pode resultar em super aquecimento do processador, instabilidade no sistema e às vezes pode danificar o hardware, se realizado de maneira imprópria.

Hyper-Threading é uma tecnologia usada em processadores que o faz simular dois processadores tornando o sistema mais rápido quando se usa vários programas ao mesmo tempo. É uma tecnologia desenvolvida pela Intel e foi primeiramente empregada no processador Pentium 4 de núcleo Northwood, de 32 bit. Apesar do foco da tecnologia Hyper-Threading ser os processadores para servidores de rede, os processadores da série Intel® Core2™ (Extreme Edition) e Intel® Core™ (i3,i5 e i7) usufruem dessa tecnologia proporcionando até 12 núcleos totais (i7 4960x).

CISC (sigla para Complex Instruction Set Computer, ou, em uma tradução literal, "Computador com um Conjunto Complexo de Instruções"): é uma linha de arquitectura de processadores capaz de executar centenas de instruções complexas diferentes sendo, assim, extremamente versátil. Exemplos de processadores CISC são os 386 e os 486 da Intel.

Características:

Controle microprogramado;

Instruções de dois operandos – ADD CX,mem;

Modos registador-registador, registador-memória, e memória-registador;

Múltiplos modos de endereçamento à memória, incluindo indexação (vectores);

Instruções de largura (tamanho) variável, conforme modo de endereçamento utilizado;

Instruções requerem múltiplos ciclos de máquina para execução, variando também com o modo de endereçamento;

Poucos registadores;

Registadores especializados

Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções (RISC), é uma linha de arquitectura de processadores que favorece um conjunto simples e pequeno de instruções que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas. Muitos dos microprocessadores modernos são RISCs, por exemplo DEC Alpha, SPARC, MIPS, e PowerPC.

Características:

- uso de microcódigo;

- construção de conjuntos com instruções completas e eficientes (completa no conjunto);

- criação de instruções de máquina de “alto nível”, ou seja, com complexidade semelhante à dos comandos de alto nível

Colocados juntos, esses elementos do projeto nortearam a filosofia de construção de processadores CISC por longo tempo, como a família Intel x86, os processadores AMD K e, anteriormente, os sistemas IBM e VAX. Assim é que existem naqueles conjuntos instruções poderosas, do tipo:

·        CAS - compare and swap operands (comparar valores e trocas operandos)

·        RTR - return and restore codes (retornar e restaurar código)

·        SWAP - swap register words (trocar palavras dos registadores)

UNIDADE DE CONTROLO

Unidade de Controlo: Módulo (Circuito Sequencial) responsável pelo
controlo da sequência de operações a executar na Datapath para
implementação de uma tarefa.

UNIDADE LÓGICA E ARITMÉTICA

A unidade lógica e aritmética (ULA) ou em inglês Arithmetic Logic Unit (ALU) é um circuito digital que realiza operações lógicas e aritméticas. A ULA é uma peça fundamental da unidade central de processamento (CPU)

REGISTADOR

O registador  de uma CPU (unidade central de processamento) é uma unidade de memória capaz de armazenar n bits. Os registadores estão no topo da hierarquia de memória, sendo assim, são o meio mais rápido e caro de se armazenar um dado.

UNIDADE DE VÍRGULA FLUTUANTE

 Unidade de Vírgula Flutuante (FPU) é o hardware dedicado a executar operações matemáticas de dados representados em ponto flutuante em um computador. Esta unidade pode estar integrada na unidade central de processamento, como acontece na generalidade dos processadores modernos, ou pode ser implementada através de um co-processador matemático externo.

UNIDADE DE LIGAÇÃO COM O BUS

Conjunto de ligações fisicas ( cabos, pistas de circuitos impressos, etc.) que podem ser usadas conjuntamente pelos vários elementos materiais a fim de comunicar.

UNIDADE DE MEMÓRIA CACHE INTERNA

A memória cache é uma memória intermédia entre a memória principal e os registos do processador.

UNIDADE DE PRÉ-ESCOLHA