Processadores

ORGANIZACÃO DE COMPUTADORES
PROCESSADORES
CHIPS
TRANSISTORES
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O que é um chip?
- conhecido como circuito integrado;
- pequeno e fino pedaço de silício no qual os transistores,
que formam o microprocessador, foram encapsulados;
- processadores simples são formados por milhares de
transistores encapsulados em um chip cuja área não passa de alguns
milímetros quadrados.
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Histórico
- um microprocessador (também conhecido como CPU ou unidade
central de processamento) é uma máquina completa de computação
embutida em um único chip.
- o primeiro microprocessador foi o Intel 4004, lançado em 1971.
- o 4004 não era muito poderoso, já que ele só podia somar e subtrair 4
bits por vez, mesmo assim, era incrível ver tudo isso em um único chip
na época;
- antes do 4004, os engenheiros construíram computadores com vários
chips (transistores ligados um a um);
- o 4004 foi utilizado em uma das primeiras calculadoras eletrônicas
portáteis.
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Histórico
- O primeiro microprocessador utilizado em um computador pessoal foi o
Intel 8080;
- computador de 8 bits completo dentro de um chip e foi lançado em
1974;
- o primeiro microprocessador que se tornou realmente popular foi o Intel
8088 (8 bits), lançado em 1979 e incorporado a um PC IBM - que
apareceu em 1982.
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Histórico
- o 8088 evoluiu para o 80286, depois para o 80386, 80486, Pentium,
Pentium II, Pentium III e Pentium 4, Celeron, Xeon, Itanium, Dual Core,
Core Duo, Quad Core, Octa Core …
- estes microprocessadores foram produzidos pela Intel e são melhorias
do design básico do 8088.
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Histórico
- o principal concorrente da Intel é a AMD;
- os seus processadores evoluiram paralelamente com o 286A, o 386,
486, 568, K5, K6-3, Athlon, Duron, Sempron, Athlon MX, AMD64,
Phenom, Turion ...
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Principais processadores Intel e seus dados
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Onde:
- data: ano em que o processador foi lançado;
- transistores: número de transístores no chip;
- mícrons: largura, em mícrons, do menor fio do chip (fio de cabelo
humano tem a espessura de 100 mícrons);
- velocidade do clock: taxa máxima do clock do chip;
- largura de dados: é a largura da Unidade Lógico-Aritmética (ALU).
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Largura de dados:
- uma ALU de 8 bits pode somar/subtrair/multiplicar/etc dois números de
8 bits. Uma ALU de 32-bit pode manipular números de 32 bits;
- uma ALU de 8 bits teria que executar quatro instruções para somar
dois números de 32 bits, enquanto que uma ALU de 32 bits precisa de
apenas uma instrução;
- na maioria dos casos, o barramento externo de dados é da mesma
largura que a ALU;
- o 8088 tinha uma ALU de 16 bits e um barramento de 8 bits;
- os cips mais recentes buscam dados de 64 bits de uma vez para as
suas ALU de 32 bits.
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Microprocessador:
- um microprocessador executa uma série de instruções de máquina que
dizem a ele o que fazer;
- as três funções básicas de um processador são:
- executar operações matemáticas;
- mover dados de um endereço de memória para outro;
- tomar decisões e desviar para um outro conjunto de instruções
baseado nestas decisões.
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Um microprocessador simples possui:
- barramento de endereços: pode ser de 8, 16 ou 32 bits, que envia um
endereço para a memória;
- barramento de dados: pode ser de 8, 16 ou 32 bits, que envia e recebe
dados da memória;
- linha RD (Read ou Leitura) e WR (Write ou Escrita): diz à memória se
ela deve gravar ou ler o conteúdo da posição de memória endereçada;
- sinal de clock: fornece uma seqüência de pulsos de relógio para o
processador;
- sinal de reset: reinicia o contador do programa para zero (ou outro
valor) e recomeça a execução do programa.
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Decodificador de instrucões:
- manda o registrador A colocar o seu valor atual no barramento
dados;
- manda o registrador B colocar o seu valor atual no barramento
dados;
- manda o registrador C armazenar o valor atual da sáida da ALU;
- manda o registrador de contador de programa colocar o valor atual
barramento de dados;
- manda o registrador de endereços travar o seu valor atual
barramento de dados;
- manda o registrador de instrução colocar o seu valor atual
barramento de dados;
- manda o contador de programa incrementar;
- manda o contador de programa resetar (ir para zero);
- ativa qualquer um dos seis buffers tri-state (seis linhas separadas);
- informa a ULA sobre qual operação ela deve executar;
- manda o registrador de teste armazenar os bits de teste da ULA;
- ativa a linha RD;
- ativa a linha WR.
de
de
no
no
no
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Padrão ASCII:
- no sistema de caracteres ASCII, cada valor binário entre 0 e 127 está
associado a um caractere específico;
- a maioria dos computadores estende o sistema ASCII, para utilizar a
gama completa dos 256 caracteres disponíveis em um byte;
- os últimos 128 caracteres comportam elementos especiais, como
caracteres acentuados de diversas línguas como o português.
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Lógica Booleana:
- originalmente desenvolvida por George Boole em meados de 1800;
- permite que uma série de coisas pouco prováveis sejam mapeadas em
bits e bytes;
- o que há de genial sobre a lógica booleana é que, uma vez entendido
seu processo, ela (ou pelo menos a parte necessária para compreender
as operações de um computador) é absurdamente simples.