Evolução e Desempenho
de Computadores
Evolução de Computadores
• O que caracteriza a evolução dos computadores?
Aumento de velocidade dos processadores,
pela diminuição do tamanho dos componentes
Aumento da capacidade de memória
Aumento da capacidade e da velocidade de E/S
Primeira Geração: válvulas – 01
• Computador ENIAC
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Electronic Numerical Integrator And Computer
Eckert e Mauchly
Universidade da Pensilvânia
Desenvolvido para o cálculo de tabelas de trajetórias
de projéteis
▫ Início 1943
▫ Fim 1946
▫ Utilizado até 1955
Primeira Geração: válvulas – 01
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Máquina decimal
20 acumuladores de 10 dígitos
Programado manualmente
18.000 válvulas
30 toneladas
140 m2
5.000 adições por segundo
Primeira Geração: válvulas – 02
• Máquina de Von Neumann:
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Conceito de programa armazenado
Memória principal armazenando instruções e dados
ULA capaz de realizar operações com dados binários
Unidade de controle que interpreta e executa instruções
armazenadas na memória
▫ Dispositivos de entrada e saída operados pela unidade de
controle
▫ Institute for Advanced Studies
 IAS
Primeira Geração: válvulas – 03
• Computadores Comerciais
▫ Em 1947, Eckert-Mauchly desenvolveu o UNIVACI
(Universal Automatic Computer)
 Financiado pelo centro de Recenseamento para o censo
de 1950
 No final dos anos 50, foi lançado o UNIVAC II
 Mais memória
 Mais rápido
Primeira Geração: válvulas – 04
▫ A IBM, fabricante de dispositivos de
processamento de cartões perfurados, em 1953
lançou seu primeiro computador eletrônico
programável, o 701 para aplicações científicas
 Em 1955, lançou o 702 para aplicações comerciais
 Série 700/7000
Segunda Geração: Transistores – 01
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Substituiu as válvulas
Menor
Mais barato
Dissipa menos calor
Feito de silício
Inventado em 1947 pela Bell Labs
Segunda Geração: Transistores – 02
• ULA e unidade controle mais complexos
• Linguagem de programação de alto nível
• Surgimento da DEC (Digital Equipament
Corporation) em 1957
▫ PDP-1
• IBM lançou os computadores 1401 e 7094
IBM 1401
Geração de Computadores
• Válvulas - 1946-1957
• Transistor - 1958-1964
• Integração em baixa e média escalas - 1965
▫ 100 transistores em um chip
• Integração em grande escala - 1971
▫ 3.000 – 100.000 transistores em um chip
• Integração em escala muito grande - 1978
▫ 100.000 a 100.000.000 transistores em um chip
• Integração em escala ultra grande
▫ Mais de 100.000.000 transistores em um chip
Lei de Moore – 01
• Lei proposta por Gordon Moore – um dos
fundadores da Intel
• O número de transistores em um chip dobrava a
cada ano
• Nos anos 70, a taxa de crescimento diminuiu
com a duplicação acorrendo a cada 18 meses,
estabilizando-se
• O custo de um chip permaneceu praticamente
inalterado ao longo desse período
Lei de Moore – 02
• Maior densidade, menor caminho elétrico,
maior velocidade
• Computador pequeno, maior utilidade
• Redução do consumo de energia e da
necessidade de resfriamento
Aumento de Desempenho – 01
• A velocidade do processador aumentou
• A capacidade de memória aumentou
Problema
Solução
diferença de desempenho
entre processador e memória
ajuste da organização e da
arquitetura para compensar
as diferenças de desempenho
dos vários componentes
Aumento de Desempenho – 02
• Como ajustar a organização e arquitetura da
máquina?
Ampliar o número de bits obtidos em cada
acesso à memória, aumentado a largura
das memórias DRAM
Barramentos de dados mais largos
Aumento de Desempenho – 03
Reduzir a freqüência de acesso à memória,
incorporando estruturas de memória cache
Aumentar a largura de banda da conexão
entre processadores e memórias usando
barramentos de alta velocidade