Montagem e Manutenção

Processadores

Montagem e Manutenção - Processadores

Processador – Cérebro Computacional

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Evolução dos Computadores – 1ª Geração

=> Válvulas (1945-1955)

ENIAC:

• Tinha 19.000 válvulas

• Pesava 30 toneladas

• Área de150 m2

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Evolução dos Computadores – 2ª Geração

=> Transistor (1955-1965)

Ganho:

• Diminuição de Tamanho

• Baixo consumo de energia

• Confiabilidade

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Evolução dos Computadores – 3ª Geração

=> Circuito Integrado (1965-1980)

Ganho:

• Miniaturização

• Baixo consumo de energia

• Confiabilidade

• Custo

• Dispositivos de entrada

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Evolução dos Computadores – 2ª Geração

ENIAC (1946)

IBM 360 (1964)

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Lei de Moore

Em 1965, Gordon Moore profetizou falando que a

capacidade de processamento iria dobrar a cada ano.

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Evolução dos Computadores – 4ª Geração

=> Microprocessadores (1970 - atual)

Ganho:

• Miniaturização

• Vários componentes no mesmo chip

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Vídeo

• A História do Computador de Minutos

– https://www.youtube.com/watch?v=F3qWg1JBPZg

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Von Neumann

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Modelo de Von Neumann

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Modelo de Von Neumann - Resumo

• Memória Física

Capaz de armazenar programas

e dados.

• UC (Unidade de Controle)

Busca os programas na memória

e organiza o processamento.

• ULA (Unidade Lógica Aritmética)

Executa operações indicadas pelas instruções.

Utiliza acumuladores como apoio às operações.

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CPU

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CPU

CPU – Central Processing Unit

ou UCP – Unidade Central de Processamento

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CPU

• Composta, basicamente, por:

UC – Unidade de Controle

UAL ou ULA – Unidade Lógica Aritmética

Registradores

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CPU

Segundo Monteiro (2007), o processamento de

dados é a ação de manipular um ou mais valores

(dados) em uma sequência de ações, de modo a

produzir um resultado. Algumas das tarefas mais

comuns do processamento são:

• Operações Aritméticas (somar, subtrair,

multiplicar, dividir);

• Operações Lógicas (AND, OR, XOR...)

• Movimentação de dados entre a UCP e a

memória e vice-versa.

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CPU – Ciclo de Instrução

Melhoria

Técnica de Pipeline

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Quem é quem...

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Visão Geral

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Visão Geral

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ULA

UAL ou ULA – Unidade Lógica Aritmética

Conglomerado de circuitos lógicos eletrônicos

que realizam operações aritméticas e lógicas.

Existem processadores com mais de uma ULA, sendo,

cada uma, para um número específico de operações ou

conjuntos numéricos

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Registradores

Registradores

São locais de armazenamento temporário de alta

velocidade, utilizados para armazenar os dados

que estão sendo processados (memória auxiliar).

A quantidade de registradores pode variar em diferentes

processadores. Possuem a quantidade limitada devido ao

alto custo tecnológico envolvido.

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Unidade de Controle

Unidade de Controle ou Unidade Central de

Processamento

Busca as instruções a serem executadas e armazena nos

registradores. Interpreta as instruções, identificando as

operações. Emissão de sinais de controle para

componentes internos e externos.

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Conceitos e

Elementos

Complementares

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Arquiteturas RISC x CISC

RISC - em inglês: Reduced Instruction Set

Computing, Computador com um Conjunto

Reduzido de Instruções.

CISC em inglês: Complex Instruction Set

Computing, Computador com um Conjunto

Complexo de Instruções.

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Clock

Sinal de sincronismo e execução de tarefas. A

cada pulso, os dispositivos realizam suas

operações, busca e envio de dados etc.

Medida padrão do clock é feita em hertz(Hz),

Kilohertz (KHz), Megahertz (MHz), Gigahertz

(GHz). Possui relação com a velocidade do

processador.

1Hz = 1 operação por segundo.

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Clock - Dúvida

Processador de 2GHz Intel possui a mesma

velocidade que um Processador de 2GHz da

AMD?

Se dois processadores diferentes, tiverem clock interno de

mesmo valor, não significa que ambos trabalham com a

mesma velocidade. Cada processador tem um projeto

distinto e conta com características que determinam o quão

rápido podem ser. Assim, um determinado processador

pode levar, por exemplo, 2 ciclos de clock para executar

uma instrução. Em outro processador, esta mesma

instrução pode requerer 3 ciclos.

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Barramentos

Elemento responsável pela comunicação dos

diversos componentes do computador

(condutores elétricos). Caminho onde trafegam

as informações.

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Barramentos - Curiosidade

Atualmente, muitas alternativas da indústria de

fabricação de componentes de Hardware buscam

alternativas para ganho de performance dos

computadores, desenvolvendo otimizações de

barramentos de alta performance e barramentos

de ligação direta entre componentes.

• Front Side Bus

• QuickPath Interconnect (QPI) - Intel

• HyperTransport - AMD

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Memória Cache

Também chamadas de SRAM, é uma memória

interna ao processador extremamente rápida,

que armazena informações muito utilizadas.

Há processadores com dois ou mais níveis de

memória cache: L1, L2, L3...

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Bits dos Processadores

Representam a quantidade de dados que os

circuitos desses dispositivos conseguem

trabalhar por vez.

Um processador com 16 bits, por exemplo, pode manipular

um número de valor até 65.535. Se este processador tiver

que realizar uma operação com um número de valor

100.000, terá que fazer a operação em duas partes. No

entanto, se um chip trabalha a 32 bits, ele pode manipular

números de valor até 4.294.967.295 em uma única

operação. Como este valor é superior a 100.000, a

operação pode ser realizada em uma única vez.

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Matéria Prima dos Processadores

O material utilizado na fabricação dos

processadores é o mesmo dos chips, o silício.

Motivos:

• É extremamente abundante na Terra (considerado o 2º

mais comum);

• Possível extração de areia, granito, argila...

• Utilizado na fabricação de materiais resistentes como

vidro e cerâmica;

• É semicondutor, capaz de conduzir eletricidade.

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Reflexão

Montagem e Manutenção - Processadores

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Referências

ALECRIM, Emerson. Processadores: clock, bits, memória cache e

múltiplos núcleos. InfoWester, 2012. Disponível em:

<http://www.infowester.com/processadores.php>. Acesso em: 01

mai. 2016.

FÁVERO, Eliane de Bortoli. Organização e Arquitetura de

Computadores. Pato Branco: Universidade Tecnológica Federal

do Paraná, 2011.

MONTEIRO, M. Introdução à organização de computadores. Rio

de Janeiro: LTC, 2007.

MURDOCCA, M. J. , HEURING, V. P. Introdução à arquitetura de

computadores. Rio de Janeiro: Campus, 2000.

TANENBAUM, A. S. Organização estruturada de computadores.

4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001.

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