Arquitetura de Computadores

Arquitetura de Computadores

ProcessadoresWaldemiro Arruda

Gestão da Tecnologia da InformaçãoArquitetura de Computadores

Processadores

• Objetivo da apresentação• Introdução;• Relação dos assuntos que serão tratados;


Processadores

• Processador


Processadores

• Processador• Recebe os alimentos inteiros• Processa (Esmigalha e Mistura)• Entrega o alimento picado e misturado


Processadores

• Processador


Processadores

• Processador• Recebe os alimentos inteiros

• Entrada de dados• Processa (Esmigalha e Mistura)

• Processamento de dados• Entrega o alimento picado e misturado

• Saída de dados (informação solicitada)


Processadores

• Processador• Mas, e na informática?• Qual a diferença entre processador e CPU?• UCP, ULA, UC?


Processadores

• CPU – Unidade central de processamento (UCP)

• O gabinete contém a CPU e Não é a CPU• CPU = Processador + Memória Principal• Atualmente todas as funções estão dentro do microprocessador, o que faz com que:

• CPU = Microprocessador;• CPU = Processador;



http://www.meubit.com/hardware/processadores/microprocessador-quantico-com-arquitetura-de-von-neumann-10951.html



Microprocessadores

• O que veremos?• 1 – O que é?• 2 – Fabricantes• 3 – Funções e Componentes• 4 – Instruções• 5 – Arquiteturas representativas, famílias de processadores


Microprocessadores

• 1 – O que é?• Circuito integrado contendo milhares de transistores organizados em portas lógicas e acomodados dentro de um invólucro de silício• O processador é o que está dentro do que vemos.


Microprocessadores


Microprocessadores

• 1- O que é?• Fino e pequeno chip de cristal de silício• O que vemos é a proteção

• Poeira (ar)• Usuários (dedos)• Facilidade de manuseio


Microprocessadores

• 1- O que é?• Como são fabricados? (Vídeo e texto)


Processadores

• Processador• 2- Fabricantes

• Desktop e Notebook• Intel e AMD

• Tablets e Smartphones• Qualcomm, NVDIA, Texas Instruments, Samsung, Intel

• Placas de Vídeo• Nvidia, ATI (AMD), Intel, SIS, VIA






Processadores

• 3- Funções e componentes• Unidade Lógica e Aritmética• Unidade de Controle


Processadores


Processadores

• 3- Funções e componentes• Processar (impressionante)• Gerencia quase a totalidade de processos

• Quase?


Processadores

• 3 – Funções e componentes• 3.1- Processamento

• Realizar operações lógicas


Processadores


• Realizar operações matemáticas


Processadores


• Realizar operações matemáticas


Processadores


• Execução de instruções• Unidade Lógica e Aritmética• Registradores• Comunicam-se constantemente através de um barramento interno



Processadores


• ULA• Pequena parte do chip• Circuitos lógicos responsáveis pelas operações lógicas e matemáticas


Processadores


• Registradores• Armazenam os dados a serem processados• Armazenam os dados das operações


Processadores

• 3 - Funções• 3.1- Processamento

• A ULA recebe instruções (sinais de controle) da Unidade de Controle


Processadores


Processadores


Processadores

• 3- Funções• 3.2 - Controlar

• O processador (CPU) não controla somente os processos internos a dispositivos que tenham um controlador ou processador

• Placa de vídeo offboard• Cálculos -> visualização gráfica• Feitos pelo processador da placa


Processadores

• 3 – Funções e componentes• 3.2- Controle

• Leituras• Escritas• Gerenciamento de E/S

• Passa os dados/instruções para os controladores de disco, memória, vídeo, etc.


Processadores


• Unidade de Controle• Registrador de Instrução (RI)• Contador de Instrução (CI)• Decodificador de Instrução (DI)• Registradores de endereço de memória• Registradores de dados de memória•Clock


Processadores


• Unidade de Controle• Envia instruções (sinais de controle) para a ULA em intervalos de tempo regulares (clock)• Controla a troca de dados entre a ULA e os registradores internos


Processadores


• Registrador de Instrução (RI)• Armazena a instrução que será executada• A cada ciclo, a Unidade de Controle busca a próxima instrução e guarda na RI


Processadores


Processadores

• 3 - Funções e componentes• 3.2- Controle

• Contador de Instrução (CI)• Armazena o endereço de memória da próxima instrução• Quando uma instrução é lida, o endereço de memória da próxima instrução é atualizado no CI


Processadores


• Decodificador de Instrução (DI)• Faz a conversão das instruções em sinais de controle• Recebe N bits e converte em 2n sinais de controle


Processadores


Processadores


• Registrador de Endereço de Memória (REM)

• Contém o tamanho dos endereços de memória• Contém o tamanho (vias, largura) do barramento de endereços• Com essas duas informações é possível calcular o máximo de endereçamento da memória principal.


Processadores


• Registrador de Dados de Memória (RDM)• Possui o mesmo tamanho do barramento de dados (largura do barramento);• Antes era do mesmo tamanho da palavra;• Atualmente é múltiplo da palavra (para dar maior velocidade de transmissão/recepção de dados da memória principal)


Processadores


• Palavra• Número de bits internos• Número de registradores internos (ULA)• Quanto maior, mais rápido o processamento

• RDM E REM• Número de bits externos• Número de registradores externos (UC)• Quanto maior, mais rápida a troca de dados entre processador e memória principal.


Processadores

• 3 - Funções• 3.2- Controle

• REM E RDM• Auxiliam a troca de dados entre a memória principal e o processador


Processadores


Processadores


• Barramento de Dados• “Caminhos”, vias de tráfego dos dados entre o processador e a memória principal;

• Barramento de Endereços• “Caminhos”, vias de tráfego dos endereços de memória entre o processador e a memória principal;


Processadores


• Barramento de Controle• “Caminhos”, vias de tráfego das instruções entre a UC e a ULA;• “Caminhos”, vias de tráfego das instruções entre o processador e o restante do microcomputador;


Processadores

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