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