Arquitetura de Computadores
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Arquitetura de Computadores Processadores Waldemiro Arruda Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • Objetivo da apresentação • Introdução; • Relação dos assuntos que serão tratados; Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • Processador Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • Processador • Recebe os alimentos inteiros • Processa (Esmigalha e Mistura) • Entrega o alimento picado e misturado Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • Processador Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores 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) Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • Processador • Mas, e na informática? • Qual a diferença entre processador e CPU? • UCP, ULA, UC? Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores 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; Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores http://www.meubit.com/hardware/processadores/microprocessador-quantico-comarquitetura-de-von-neumann-10951.html Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Microprocessadores • O que veremos? • 1 – O que é? • 2 – Fabricantes • 3 – Funções e Componentes • 4 – Instruções • 5 – Arquiteturas representativas, famílias de processadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores 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. Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Microprocessadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores 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 Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Microprocessadores • 1- O que é? • Como são fabricados? (Vídeo e texto) Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores 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 Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3- Funções e componentes • Unidade Lógica e Aritmética • Unidade de Controle Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3- Funções e componentes • Processar (impressionante) • Gerencia quase a totalidade de processos • Quase? Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.1- Processamento • Realizar operações lógicas Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.1- Processamento • Realizar operações matemáticas Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.1- Processamento • Realizar operações matemáticas Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.1- Processamento • Execução de instruções • Unidade Lógica e Aritmética • Registradores • Comunicam-se constantemente através de um barramento interno Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.1- Processamento • ULA • Pequena parte do chip • Circuitos lógicos responsáveis pelas operações lógicas e matemáticas Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.1- Processamento • Registradores • Armazenam os dados a serem processados • Armazenam os dados das operações Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 - Funções • 3.1- Processamento • A ULA recebe instruções (sinais de controle) da Unidade de Controle Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores 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 Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores 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. Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.2- Controle • 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 Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.2- Controle • 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 Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 – Funções e componentes • 3.2- Controle • 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 Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores 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 Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 - Funções e componentes • 3.2- Controle • Decodificador de Instrução (DI) • Faz a conversão das instruções em sinais de controle • Recebe N bits e converte em 2n sinais de controle Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 - Funções e componentes • 3.2- Controle • 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. Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 - Funções e componentes • 3.2- Controle • 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) Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 - Funções e componentes • 3.2- Controle • 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. Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 - Funções • 3.2- Controle • REM E RDM • Auxiliam a troca de dados entre a memória principal e o processador Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 - Funções e componentes • 3.2- Controle • 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; Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores • 3 - Funções e componentes • 3.2- Controle • 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; Gestão da Tecnologia da Informação Arquitetura de Computadores Processadores
