Ciências da computação dia 49

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MARK I --- computerhistory.org

Iniciando uma nova matéria

No quadragésimo nono dia de ciências da computação começamos a ver um pouco sobre o que seria a matéria de sistemas digitais e já começamos a ver os subsistemas que estão presentes nos computadores.

Antes de tudo, vamos pensar em como os sistemas que antes aqui apresentei eram formados.

Em sua totalidade, os sistemas que aqui mostrei eram todos combinacionais, ou seja a saída de cada circuito dependia exclusivamente de suas entradas.

um circuito somador. Duas entradas (A e B) ligadas a uma porta XOR e uma porta AND sendo a saída da porta XOR o resultado da soma, e a saída da porta AND o carry bit (o número que sobe quando a soma estoura a base, ou seja passa do número 1)
circuito somador

Nesse exemplo de um circuito somador, o resultado do SUM e do CARRY dependem de quais valores foram colocados em A e B, sendo assim para cada valor que colocarmos no começo teremos saídas diferentes.

Contudo, em circuitos sequenciais isso é um pouco diferente, claramente as entradas importam para o resultado, mas aqui um outro circuito é incorporado ao principal, sendo este novo um circuito de memória, agora o resultado anterior é armazenado e pode ser usado para entregar o resultado.

o mesmo circuito somador mas, com dois flip-flops do tipo D nas saídas para armazenar os resultados
circuito somador com memória

Aqui temos o mesmo circuito de antes, desta vez com dois flip-flops do tipo D nas saídas de cada porta lógica, esses componentes adicionados são usados para armazenar os resultados, para caso seja necessário usá-los mais tarde basta pegar a saída Q (ou dependendo da aplicação ~Q) e pronto, temos um valor armazenado e um circuito sequencial.

Outro tema que foi abordado no começo da aula mas de uma maneira superficial foram os autômatos. Para quem é entusiasta na área de computação, provavelmente já ouviu essa palavra em algum lugar, e para explicar isso de uma maneira bem resumida, um autômato "é um grafo dirigido que representa todos os estados e as possíveis transições entre eles".

representação gráfica de um autômato, basicamente dois círculos representando os estados e algumas flechas interligando os círculos de várias maneiras, representando a transição de estados
autômato — Wikipedia

Esse exemplo de autômato possui dois estados (S1 e S2), e as flechas mostram as transições de estados.

Principais subsistemas de um computador

Os computadores são compostos por diversos sistemas e subsistemas, aqui listarei alguns que foram passados em aula.

Memória principal (memória RAM)

UES (unidade de entrada e saída I/O)

UCP (unidade central de processamento CPU)

Barramentos (BUS)

Barramento de Dados

Barramento de endereços

Barramento de Controle

Subsistemas da UCP

Além de todos os sistemas que um computador possui, dentro de cada um deles podemos listar diversos subsistemas que os compõem, e como a UCP é a parte principal, listarei aqui alguns de seus subsistemas.

Registradores gerais

ULA (unidade lógica aritmética)

Registrador Acumulador

Comparador de magnitude

Contador UP-DOWN

Multiplex

Registrador de instrução

Contador de programa

Registrador de Status