Arquitetura de Computadores

1. Processadores Waldemiro Arruda Arquitetura de Computadores

2. Processadores Objetivo da apresentação Introdução; Relação dos assuntos que serão tratados;

3. Processadores Processador

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

5. Processadores Processador

6. 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)

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

8. 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;

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

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

13. 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.

14. Microprocessadores

15. 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

16. Microprocessadores 1- O que é? Como são fabricados? (Vídeo e texto)

17. 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

22. Processadores 3- Funções e componentes Unidade Lógica e Aritmética Unidade de Controle

23. Processadores

24. Processadores 3- Funções e componentes Processar (impressionante) Gerencia quase a totalidade de processos Quase?

25. Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Realizar operações lógicas

26. Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Realizar operações matemáticas

27. Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Realizar operações matemáticas

28. Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Execução de instruções Unidade Lógica e Aritmética Registradores Comunicam-se constantemente através de um barramento interno

30. Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento ULA Pequena parte do chip Circuitos lógicos responsáveis pelas operações lógicas e matemáticas

31. Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Registradores Armazenam os dados a serem processados Armazenam os dados das operações

32. Processadores 3 - Funções 3.1- Processamento A ULA recebe instruções (sinais de controle) da Unidade de Controle

33. Processadores

34. Processadores

35. 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

36. 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.

37. 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

38. 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

39. 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

40. Processadores

41. 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

42. 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

43. Processadores

44. 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.

45. 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)

46. 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.

47. Processadores 3 - Funções 3.2- Controle REM E RDM Auxiliam a troca de dados entre a memória principal e o processador

48. Processadores

49. 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;

50. 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;