Kontroversielle og sensitive temaer opptrer samtidig

Um computador digital é um conjunto muito complexo de circuitos que são capazes de executar apenas operações muito simples, numa velocidade muito alta. Por exemplo, a sua unidade aritmética tem a capacidade de executar somente adições binárias.

Para somar dois números binários, deve ser seguido o seguinte processo:

1. toma-se um dos dois números, da memória ou do bus de entrada de dados do computador e armazena este número em um registro, 2. toma-se o segundo número a ser

somado de outra fonte e armazena- o em outro registro,

3. alimenta a informação deste registro em um somador binário, 4. toma a saída do somador binário e

a armazena em algum lugar, 5. verifica o indicador de excesso

(overflow) para verificar se a saída do somador binário tem significado prático (a soma não pode exceder a capacidade do computador).

Esta é a seqüência de operações no computador mais freqüentemente realizada e para executá-la, devem-se realizar

muitos passos individuais. Para programar o computador para fazer esta operação simples, deve-se especificar claramente e em seqüência, cada operação a ser feita.

O programa do computador é o mecanismo real, através do qual a sua operação é controlada. Assim, a decodificação e execução dos passos individuais do programa do computador sao a função da lógica de controle do computador. Programar um computador digital é controlar cada operação que ocorre dentro dele.

Programação em Linguagem de Máquina

Os fabricantes de computador

reduziram a quantidade de programação necessária, combinando várias relações usadas freqüentemente em uma única etapa, de modo que um único comando possa iniciar uma seqüência de operações mais simples e mais básica. Por exemplo, uma instrução especifica do programa pode causar uma palavra de dados de 16- bit ser retirada da memória do computador e armazenada no registro A. Assim, uma instrução do computador fez com que vários comandos internos sejam executados seqüencialmente:

1. a memória foi ciclada e a palavra de dado desejada foi retirada,

2. a alimentação foi estabelecida, de modo que a palavra de dado seja transmitida para o registro A. 3. comando apropriado (pulso gatilho)

foi gerado e a palavra dada foi armazenada no registro.

A programação do computador neste nível é chamada de programação de linguagem de máquina ou programação simbólica. É o nível mais baixo de detalhe que qualquer programador deve ou pode trabalhar. O programador codifica cada comando individual para a lógica do computador, que executa o controle elementar do fluxo de informação de um ponto a outro dentro do computador ou entre um componente especifico do equipamento interno do computador e um periférico externo). Cada uma destas instruções do programa realmente gera uma seqüência de operações mais básicas e elementares a ser executada pelos elementos lógicos do computador. Porém, o programador do computador não tem controle sobre estas operações mais básicas; elas são programadas por fiação

Interface de Entrada Registro de Dados Interface de Saída Registro de Dados Prioridade de Interrupção Lógica de Controle e Timing Memória Unidade Aritmética Bus de ent rada Bus de saí da Computador digital

acionadas pelas suas instruções e controladas seqüencialmente por um mecanismo interno de sincronismo.

Provavelmente, a operação do computador mais básica e de rotina é o ciclo da unidade de memória. As instruções do programa são sempre armazenadas em algum lugar dentro da memória e quando cada instrução do programa é executada, o computador deve simultaneamente causar o próximo passo do programa ser retirado da memória, independe do que as outras operações internas sejam requeridas por esta instrução particular.

Ciclo do Computador

Isto leva à necessidade para uma seqüência de eventos de rotina ser feita durante a execução de quase toda instrução do computador. Esta seqüência de eventos é controlada automaticamente pela unidade lógica e de sincronismo do computador, a cada momento que qualquer instrução seja executada e isto não precisa ser especificamente

estabelecido pelo programador (humano). Esta seqüência de rotina requer um período de tempo que, junto com o

intervalo de tempo requerido para executar a maioria das instruções elementares do programa, é chamada de ciclo do

computador ou ciclo da máquina. Este é o tempo básico de execução da instrução requerido pelo computador e é a

especificação que o fabricante deve

estabelecer claramente. Assim, um ciclo do computador de 1,76 µs é o tempo total requerido para que este computador faça toda sua rotina (obter a próxima instrução, levar os dados para os vários

equipamentos funcionais, verificar a interrupção de prioridade) mais o tempo necessário para executar uma instrução básica do computador de um ciclo. Alguma instrução mais complexa do computador pode requerer mais de um ciclo para sua execução. A transferência de dados entre o computador e seus periféricos

tipicamente requer vários ciclos de máquina para sua execução.

Fig. 7.19. Computador como controlador de processo

Mesmo que se leve um ciclo do

computador para executar a instrução mais básica, na realidade há muitas operações seqüências ocorrendo internamente no computador durante este intervalo de tempo.

7. Conclusões

A discussão anterior apresentou uma visão muito breve e geral das exigências funcionais de um computador digital para controle de processo. Foram apresentadas as exigências funcionais do computador e seus circuitos de interface de entrada e saída, assumindo que o sistema comprado satisfaz estas especificações. Vários sistemas podem ser adequados às especificações. Escolher o que melhor atende determinada aplicação deve se basear em outros critérios, que incluem mas não se limitam a

1. custo de aquisição e de propriedade, 2. facilidade de programação, 3. suporte de backup, 4. estabilidade econômica do fabricante, 5. opções extras e 6. periféricos disponíveis, 7. limitações de memória e 8. limitações de endereçamento entrada/saída. 

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