SIMULADOR DIDÁTICO COM ARITMÉTICA, PROCESSADOR, MEMÓRIA E E/S PARA A DISCIPLINA DE ARQUITETURA DE COMPUTADORES: INTEGRANDO A MÁQUINA DE VON NEUMANN

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2675995098326

Palavras-chave:

Arquitetura de Computadores, Máquina de von Neumann, Simulador Educacional

Resumo

O ensino da disciplina de Arquitetura e Organização de Computadores frequentemente esbarra em dificuldades devido à abstração de seus conceitos e à falta de ferramentas integradas. Para suprir a carência de simuladores que unifiquem os componentes fundamentais de hardware, este estudo apresenta o Ambiente Educacional de Arquitetura de Computadores (AEAC). Trata-se de uma plataforma web desenvolvida para integrar as demonstrações interativas da máquina de von Neumann, englobando módulos de processador, memória e entrada/saída em uma única interface, e disponibilizada gratuitamente na web. A pesquisa possui natureza exploratória e aplicada, estruturada a partir do levantamento bibliográfico dos planos de ensino de universidades públicas de todas as 27 unidades federativas brasileiras, o que guiou a seleção e implementação do conteúdo. Após o desenvolvimento da aplicação web, conduziu-se um teste de usabilidade preliminar de caráter quantitativo e qualitativo em um cenário letivo autêntico, envolvendo uma amostra de 36 estudantes e 5 docentes. Os testes indicaram uma expressiva aceitabilidade do sistema, com a interface superando a marca de 80% de aprovação nos quesitos de clareza ergonômica e apelo visual. Conclui-se que o AEAC pode se mostrar promissor e viável para dinamizar as aulas, motivar alunos e conectar a teoria abstrata de baixo nível à prática visual.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Miguel Souza Portes, Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais

Cursando Sistemas de Informação pelo Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais Campus Manhuaçu.

Loham Santos da Silva, Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais

Loham Santos da Silva é mestre em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Ouro Preto-MG (2024); especialista em Desenvolvimento Orientado a Objetos com Java pela Universidade Estácio de Sá (2019) e Redes de Computadores na Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR (2026) e graduado em Sistemas de Informação (2018) pelo Instituto Federal Fluminense. Possui formação técnica de nível médio em Informática (2013) pelo Instituto Federal Fluminense e em Administração pelo Instituto Federal do Espírito Santo (2016). Atualmente é professor EBTT (ensino básico, técnico e tecnológico) do quadro permanente do Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais campus Manhuaçu e coordenador do curso Técnico de Informática. Temas de interesse: Informática na Educação, Internet das Coisas, Infraestrutura de tecnologia da informação, Redes de Computadores e Sistemas de Informação e Computação.

Referências

ALVES, Fredy A. M. et al. Ensinando Arquiteturas Vetoriais Utilizando um Simulador de Instruções MIPS. International Journal of Computer Architecture Education, v. 4, n. 1, p. 9–12, dez. 2015.

BERTAZI, Gabriel Krisman; AULER, Rafael; BORIN, Edson. Uma plataforma para o ensino de organização de computadores e linguagem de montagem. International Journal of Computer Architecture Education, v. 3, n. 1, p. 13–16, dez. 2014.

BORGES, Erick Vagner Cabral de Lima et al. SEAC: Um Simulador Online para Ensino de Arquitetura de Computadores. In: WORKSHOP SOBRE EDUCAÇÃO EM ARQUITETURA DE COMPUTADORES (WEAC), 2012, Petrópolis. Anais... Porto Alegre: SBC, 2012.

ESMERALDO, Guilherme A.; LISBOA, Edson Barbosa. Uma Ferramenta para Exploração do Ensino de Organização e Arquitetura de Computadores. International Journal of Computer Architecture Education, v. 6, p. 68–75, 2017.

FELIX, Ariane F.; POUSA, Christiane V.; CARVALHO, Milene B. DIMIPSS: Um simulador didático e interativo do MIPS. In: WORKSHOP SOBRE EDUCAÇÃO EM ARQUITETURA DE COMPUTADORES (WEAC), 2006, Ouro Preto. Anais... Porto Alegre: SBC, 2006.

GARCÍA, M. I. et al. p88110: A graphical simulator for computer architecture and organization courses. IEEE Transactions on Education, v. 52, n. 2, p. 248-256, 2009.

GARNIER, Julian. Anime.js: JavaScript animation engine. Versão 3.2.1. [S. l.]: Julian Garnier, 2026. Disponível em: https://animejs.com. Acesso em: 27 set. 2026.

MENDES, C. S. R. et al. Uma Abordagem Integrada de Hardware e Software para o Ensino de Organização e Arquitetura de Computadores. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE INFORMÁTICA NA EDUCAÇÃO (SBIE), 29., 2018. Anais... 2018. p. 1711.

MONTEIRO, M. A. Introdução à Organização de Computadores. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.

NIELSEN, Jakob. Usability engineering. San Diego: Morgan Kaufmann, 1993.

OPENJS FOUNDATION. Node.js: JavaScript runtime built on Chrome's V8 JavaScript engine. San Francisco: OpenJS Foundation, 2026. Disponível em: https://nodejs.org. Acesso em: 27 set. 2026.

PATTERSON, D. A.; HENNESSY, J. L. Organização e Projeto de Computadores: A Interface Hardware/Software. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier / LTC, 2017.

PEREIRA, Fábio D.; SOUZA, Allan M. de; MORENO, Edward David. OpenCL: uma Alternativa para o Ensino de Arquitetura de Computadores. International Journal of Computer Architecture Education, v. 2, n. 1, p. 1–4, dez. 2013.

RODRIGUES, Christofer; GONÇALVES, Rogério Aparecido; FILHO, João Fabrício. Processador MIPS Implementado em Simulador Visual para uso na Educação. International Journal of Computer Architecture Education, v. 13, n. 1, p. 33–42, dez. 2024.

SILVA, Gabriel P.; BORGES, José Antônio dos S. NeanderWin - Um Simulador Didático para uma Arquitetura do Tipo Acumulador. In: WORKSHOP SOBRE EDUCAÇÃO EM ARQUITETURA DE COMPUTADORES (WEAC), 2006, Ouro Preto. Anais... Porto Alegre: SBC, 2006.

SILVA, Gabriel P.; BORGES, José Antônio dos S. SimuS: Um Simulador Para o Ensino de Arquitetura de Computadores. International Journal of Computer Architecture Education, v. 5, n. 1, p. 7–12, dez. 2016.

STALLINGS, W. Arquitetura e Organização de Computadores. 10. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2017.

STRONGLOOP. Express: fast, unopinionated, minimalist web framework for Node.js. [S. l.]: StrongLoop / OpenJS Foundation, 2026. Disponível em: https://expressjs.com. Acesso em: 27 set. 2026.

TANENBAUM, A. S.; AUSTIN, T. Organização Estruturada de Computadores. 6. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2013.

VERONA, André Barbosa; MARTINI, João Angelo; GONÇALVES, Tiago Lopes. SIMAEAC: um simulador acadêmico para ensino de arquitetura de computadores. Varia Scientia, v. 9, n. 16, p. 139–148, dez. 2009.

VIEIRA, Danielle D. et al. Aprendendo Hierarquia de Memória e a Exploração das Localidades Espacial e Temporal com o Simulador Amnesia. International Journal of Computer Architecture Education, v. 12, n. 2, p. 1–10, dez. 2023.

WEBER, Raul Fernando. Fundamentos de Arquitetura de Computadores. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012.

Downloads

Publicado

2026-10-15

Edição

ReTER – v. 7, n. 1, 2026 – Publicação Contínua

Seção

Artigos

Licença

Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:

  • Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
  • Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
  • Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado, com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.