Gestão do Processador (CPU)

Objectivos

Funções do Sistema Operativo
–
Gestão do Processador
●
●
–
Gestão da Memória
●
●
●
●
●
Módulo
Função do CPU
Componentes do CPU
Memória principal
Memória cache
Memória secundária
Hierarquia de armazenamento
Memória virtual
1
Gestão do Processador (CPU)

Processador (CPU)
–
Gere todo o sistema computacional,
controlando as operações realizadas por cada
unidade funcional
–
A principal função é executar instruções
presentes na memória principal, através de
operações básicas
–
O Processador é composto por:
●
●
●
Módulo
Unidade de Controlo
Unidade de Aritmética e Lógica
Registos
2
Gestão do Processador (CPU)

Unidade de Controlo
–
Responsável por gerir as actividades de todos
os componentes do computador
●
●
Módulo
Gravação de dados em discos
Procura de instruções na memória
3
Gestão do Processador (CPU)

Unidade Aritmética e Lógica
–
Responsável pela realização de operações:
●
Aritméticas
–
–
●
Lógicas
–
–
Módulo
Somas
Subtracções
Testes
Comparações
4
Gestão do Processador (CPU)

Registos
–
–
Dispositivos que armazenam dados
temporariamente
Funcionam como memória interna do
processador
●
●
–
Módulo
Alta velocidade
Pequena capacidade de armazenamento
O número de registos e a sua capacidade de
armazenamento variam em função da
arquitectura de cada processador
5
Gestão do Processador (CPU)

Um programa é composto por uma série
de instruções, que são executadas
sequencialmente pelo CPU
CPU
CALC.EXE
Calcula (2*3)
Mostra
(resultado)
Unidade
Aritmética e
Lógica
6
Registos
6
Unidade de
Controlo
Módulo
6
Gestão do Processador (CPU)

A velocidade de processamento de um
CPU é determinada pelo número de
instruções que o processador executa por
unidade de tempo
–
Unidade de medida mais comum - MIPS
CPU
Intel
80486
Intel
Pentiu
m
AMD
XP
Intel
Pentium
4
AMD
Athlon
FX
Intel Core 2
X6800
MIP
S
54
541
5935
9726
18938
27079
Ano
1992
1996
2002
2003
2006
2006
Módulo
7
Gestão da Memória

Memória Principal
–
–
Memória onde são armazenados instruções e
dados
É composta por células:
●
●
Têm um determinado número de bits
Referenciadas através de um endereço (único)
1
Endereç
os
2
3
4
5
n
bits
Módulo
8
Gestão da Memória

Registo de Endereço de Memória (MAR)
–

Registo onde está guardado o endereço da
célula de memória a ser acedida
Registo de Dados de Memória (MBR)
–
Registo utilizado para guardar dados após
uma operação efectuada pelo CPU
1
CALC.EXE
2
Calcula (2*3)
3
Mostra
(resultado)
4
5
CPU
Unidade
Aritmética e
Lógica
Registos
MAR Endereço = 2
MBR
Dados = 6
Unidade de
Controlo
Módulo
9
Gestão da Memória

Memória Cache
–
–
–
É uma memória volátil de alta velocidade
Tempo de acesso menor que o da memória
principal
O CPU procura primeiro na Memória Cache e
Memóri
só depois na Memória Principal
CP
U
Módulo
1º - Procura na Cache
a Cache
2º - Procura na
Principal
Memóri
a
Principa
l
10
Gestão da Memória

Memória Secundária
–
–
–
Módulo
É uma memória não volátil utilizada para
armazenar programas e dados
O acesso à memória secundária é mais lento
do que à memória principal
Memória de baixo custo e capacidade de
armazenamento elevada
11
Gestão da Memória

Hierarquia de Armazenamento
–
O objectivo é estabelecer um sistema de
memória com:
●
●
●
Grande capacidade de armazenamento
Alta velocidade de acesso
Custo razoável
 Menor custo
 Maior
capacidade
 Menor
velocidade
Registo
s
Cache
Principal
 Maior custo
 Menor
capacidade
 Maior
velocidade
Secundária
Módulo
12
Gestão da Memória

Memória Virtual
–
–
Funciona como extensão à memória principal
Utiliza memória secundária para aumentar a
capacidade da memória principal
Memóri
a
Total
Memória
Física
(real)
Memória
Virtual
Módulo
13
Resumo…
Módulo
14