Arquitectura de Von Neumann vs Arquitectura de harvard

 A Arquitetura de von Neumann - de John von Neumann (pronunciado Nóimann) - 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 programa armazenado-computador digital que utiliza uma unidade de transformação e de um separado armazenamento estrutura para realizar ambas as instruções e dados.

 O modelo do computador sequencial de von Neumann tem os seguintes elementos:

• unidade central de processamento (Central Processing Unit, CPU)
• unidade de memória central
• unidades periféricas, para armazenamento e para a entrada e a saída de dados

 A Arquitetura de Harvard baseia-se em um 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.

Arquitectura de Computadores

Arquitectura do Computador usa-se na descrição ou especificação das competências dos diversos componentes do computador, a forma como se interligam, comunicam e se coordenam os diversos recursos.

 

A arquitectura de computador tem 3 objectivos fundamentais:

          Coordenação

O princípio fundamental de coordenação dentro do sistema são os pedidos de interrupções (interrupt request-IRQ). Quando determinado dispositivo necessitava de participar no processamento emite um pedido ao CPU (IRQ). Este por sua vez, reconhecendo o pedido (cada dispositivo emite um IRQ único no sistema), pára por momentos as suas tarefas e inicia o processamento das tarefas requeridas pelo periférico.
Todos os dispositivos funcionam baseados neste princípio, pelo que se considera o CPU o coordenador geral entre os componentes do sistema. Como o CPU é o único coordenador das transacções no sistema não ocorrem conflitos.

          Comunicação

As comunicações são realizadas através do barramento (em inglês, bus).
Além de coordenar as actividades dos dispositivos, o CPU é responsável pela cópia de dados da memória para o periférico e do periférico para a memória.

         Expansão

O computador deve ter possibilidade de evolução ao longo do tempo. Ou seja, o sistema deve prevêr o acrécimo de novos componentes. Estes devem interligar-se de forma simples e normalizada, para que as alterações no resto do sistema sejam nulas ou mínimas.
O funcionamento genérico duma arquitectura apresenta um conjunto de interfaces físicas, que permite que outros dispositivos sejam acrescentados ao sistema.
Como esses novos componentes se interligam com o resto do sistema através dos mecanismos de interrupção, a sua implementação é muito simples e normalizada, o que provoca o aparecimento de dispositivos externos variados e para os mais diversos propósitos.

Como está organizada uma motherboard.

Placa-mãe, também denominada mainboard ou motherboard, é uma placa de circuito impresso, que serve como base para a instalação dos demais componentes de um computador, como o processador, memória RAM, os circuitos de apoio, as placas controladoras, os slots do barramento e o chipset.

Northbridge

O northbridge, também conhecido como memory controller hub (MCH) em sistemas Intel (AMD, VIA, SiS e outros geralmente usam northbridge), é tradicionalmente um dos dois chips que constituem o chipset numa placa-mãe de PC, sendo o outro o southbridge. Separar o chipset em northbridge e southbridge é comum, embora existam instâncias raras em que ambos são combinados num único die quando a complexidade do design e os processos de fabricação o permitem.

 

Southbridge

O southbridge, também conhecido como I/O Controller Hub em sistemas Intel (AMD, VIA, SiS e outros geralmente usam southbridge), é um chip que implementa as capacidades mais "lentas" da placa-mãe numa arquitetura de chipset northbridge/southbridge. O southbridge pode ser geralmente diferenciado do northbridge por não estar diretamente conectado à UCP. Em vez disso, o northbridge liga o southbridge à UCP.

Resumo:

Chipset: Um chipset é um grupo de chips Northbridge e southbridge.

Northbridge: É um chip que implementa as capacidades mais rápidas da placa mãe ( RAM, PCI express, ...)

Southbridge: É um chip que implementa as capacidades mais lentas da placa mãe (Disco Duro, IDE, ...)

FSB: Em computadores pessoais, o front-side bus (FSB) é o barramento que transporta dados entre a CPU e o northbridge.

DMA: O DMA permite que certos dispositivos de hardware num computador acedam a memória do sistema para leitura e escrita independentemente da CPU

Computadores Quânticos

Um computador quântico é um dispositivo que executa cálculos fazendo uso directo de propriedades da mecânica quântica, tais como sobreposição e interferência. Teoricamente, computadores quânticos podem ser implementados e o mais desenvolvido actualmente trabalha com poucos qubits de informação.

  A Esfera de Block é uma representação de um qubit, o bloco de construção fundamental de computadores quânticos.

O Orion, contruído pela D-Wave, é um computador de 16 qubits ("bits" quânticos). É a primeira máquina desse tipo capaz de realizar tarefas práticas. O fato de ele estar em pleno funcionamento é surpreendente. Alguns especialistas vinham prevendo que demoraria 20 anos para que os computadores quânticos pudessem ser usados na prática.

Durante a demonstração, o Orion resolveu problemas de lógica, encontrou soluções para o jogo Sudoku e pesquisou alternativas para drogas usadas na indústria farmacêutica. Tudo isso poderia ser feito, tranqüilamente, por um computador digital comum. Mas a demonstração tem enorme importância, já que comprova a viabilidade prática da computação quântica.

O Orion é baseado num único chip quântico. Sobre uma base de silício, esse chip abriga os 16 qubits. Cada um deles é formado por uma porção de nióbio circundada por uma bobina. Quando a bobina é estimulada electricamente, ela gera um campo magnético, que provoca alterações de estado nos átomos de nióbio. Essas mudanças de estado são captadas pelos circuitos e transformadas em dados.

Para processar informações, elas primeiro são convertidas em impulsos analógicos, que são enviados às bobinas. Depois, os sinais analógicos colectados são novamente convertidos em bits. Como os sinais analógicos podem sofrer interferências, um complexo filtro de 128 canais é usado para eliminar o ruído. Assim, o processador quântico pode interagir com circuitos digitais convencionais. 

Para que tudo isso funcione, o chip quântico precisa ser congelado a 4 milikelvins, temperatura muito próxima do zero absoluto. Isso é feito por meio de um sistema de refrigeração com hélio líquido. O nióbio torna-se supercondutor nessa temperatura. Um detalhe curioso é que esse modelo traz de volta a computação analógica, que floresceu durante um breve período, nos anos 70, para ser depois substituída pela digital.  

Créditos:


INFO Onine
Wikipedia 

Circuitos integrados TTL e CMOS

TTL

A família TTL é derivada da antiga família DTL, sendo o resultado de uma série de inovações tecnológicas. Uma delas é a utilização nos seus circuitos internos de transistores bipolares de vários emissores, também conhecidos como multiemissores.

Vantagens TTL:

*eliminação de resistores de entrada;
*eliminação de rede de diodos;
*maior velocidade de comutação;
*maior imunidade a ruídos;
*fácil manuseio.

Desvantagens TTL:

*Tamanho;
*Custo;
*Baixa impedância de entrada.

CMOS

A tecnologia MOS tem uma estrutura básica formada por um eléctrodo de metal conectado a uma camada de óxido isolante que é depositada sobre um substrato de silício. Os transístores construídos na técnica MOS são circuitos constituídos a partir de transístores mosFETs construídos a partir da tecnologia MOS.

Vantagens CMOS:

*Fabricação simples e barata;
*Não utiliza resistores;

*Alta impedância de entrada;
*Menor espaço ocupado.

Desvantagens CMOS:

*Tempo de atraso de propagação;
*Susceptibilidade a danos provocados por electricidade estática;
*Menor velocidade de operação em relação a outras famílias lógicas.