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  • III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Princpios Bsicos Elementos Funcionais Bsicos

    Unidade Central de Processamento (UCP)Elementos Funcionais Bsicos

    RegistradoresMemriaUnidade Operacional

    Unidade Lgica e AritmticaUnidade de Controle

  • III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Princpios Bsicos

    Instruo: OPERAO OPERANDOS

    Programa: Conjunto de InstruesSo armazenados na memria juntamentecom os dados correspondentes.Deve ser interpretado para realizao doprocessamento.

    Memria: Armazena dados e instrues.Organizada matricialmente em endereos.

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Princpios Bsicos

    Busca decodificao execuo de instruesContador de instrues ou apontador de instrues:

    elemento que contm a prxima instruo a serexecutada.

    Registrador de instrues: armazena, a partir damemria, a prxima instruo a ser executada

    Operaes Lgicas

    Operaes aritmticas

    Unidade Central de Processamento (UCP ou CPU) ouprocessador

    Formado pelas unidades de: Controle: controla todo o trfego de informao Unidade Lgica e Aritmtica

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Princpios Bsicos

    Decodificao: processo de interpretao dasinstrues a partir de circuitos de decodificaogerando sinais correspondentes operao a serrealizada

    Execuo de instrues: aplicao da funo nosoperandos.

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    Blocos Convencionais:

    MemriaUnidades OperacionaisUnidades de controleDispositivos de E/S

    RegistradoresContadoresMultiplexadoresSeletoresDecodificadoresSomadores Portas lgicas

    CPU

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    Registradores: elementos digitais com capacidadede armazenar dados

    ContadoresMultiplexadoresSeletoresDecodificadoresSomadores Portas lgicas

    Elementos com capacidadede operar sobre dados,alterando-os ou fornecendoum novo dado comoresultado da operao querealizam.

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    Sinais de controle: so sinais que habilitamoperaes nos elementos digitais.

    Barramento: so caminhos que permitem otransporte de dados entre vrios elementos daparte operacional. Memria e sistemas de E/S

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    Controle

    Memria

    Unidade Operacional

    Entrada e Sada

    U C P

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    MemriaFormada por elementos de armazenamento

    Palavra: diviso da memria

    Endereo: Identificao unvoca da palavra: Sodados ou instrues

    Parmetros que caracterizam a memria:tamanho: palavra em bits (RDM Registrador de Dados

    da Memria)posio: em palavra (REM Registrador de Endereo da

    Memria)velocidade , tecnologia

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    Estrutura da Memria

    REM

    RDM(in)

    READ

    WRITE

    RDM(out)

    Sinais de Controle

    Registrador de Dados da Memria (Write)

    Registrador de Dados da Memria (Read)

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    Unidade Operacional

    Bloco Operacional: executa as transformaessobre os dados especificados pelas instruesde um computador.

    composio: unidade lgica e aritmtica,registradores de uso geral e especfico,barramento de interligao.

    porte: quantidade, tamanho, uso dosregistadores, quantidade de operaes, tipode operaes e unidade lgica e aritmtica.

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    Unidade Lgica e AritmticaRealiza operaes Lgica e Aritmtica sobre um ou mais

    operandos. Ex: Soma, Negao, Deslocamento...Fornece resultados e indicaes sobre as operaesrealizadas.

    U L A

    O p e r a n d o s

    Controle Cdigo de Condio

    Resultados

    OverflowSinalNegativoZero

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    Elementos Funcionais Bsicos

    Unidade Lgica e Aritmtica

    Caracterstica: Comprimento em bits dos operandos Nmero e tipo de operaes Cdigos e condies geradas

    Acumulador: Armazena um operando e/ouresultado fornecido pela ULA.

    Caracterstica: comprimento em bits

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    III.1- ORGANIZAO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TPICOS

    Elementos Funcionais Bsicos

    Unidade de Controle

    Gerenciador do fluxo de dados; Gera sinais de controle

    Determinam e garantem o instantepreciso

    Cada sinal comanda: Microprogramao

    o Carga do registradoro Seleo do modo de entrada de um

    dado componenteo Seleo de uma operao na ULAo Habilitao de um circuito lgico

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    Elementos Funcionais Bsicos

    .......Unidade de Controle

    A unidade de controle uma mquina deestados finitos (FSM) que realizaoperaes por lgica:

    Sequencial: sinais de sada dependemdos sinais de entrada e do estadoanterior do circuito;

    Combinacional: sinais de sadadependem exclusivamente dos sinaisde entrada atuais.

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    Elementos Funcionais Bsicos

    .......Unidade de Controle

    Implementao da Lgica Sequencial

    Organizao convencional:

    Unidade de controle composta por: flip-flops, contadores e decodificadores quegeram sequencialmente todos os sinaisde controle de ativao dos elementosfuncionais.

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    Elementos Funcionais Bsicos

    .......Unidade de Controle

    Organizao microprogramada: sinais decontrole so armazenados em memriaespecial (memria de controle)

    Vrios sinais so buscados a cada acesso memria de controle, que estoagrupados em microinstrues.

    Seu conjunto formam omicroprograma

    Longas palavras

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    Elementos Funcionais Bsicos

    .......Unidade de Controle

    RI

    RST

    Unidade de Controle

    Registrador de instrues: Elemento do bloco de controle

    Registrador de estado: armazena cdigos gerados pela ULA, sinais de interrupo gerados pelas unidades de E/S.

    Sinais de controle para

    a unidade operacional

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    Elementos Funcionais Bsicos

    Registradores Especiais

    Dependem da arquitetura e da organizaoda mquina:

    Apontador de instrues ou Contador do programa(PC- Program Counter) : mantm atualizado oendereo da prxima instruo a ser executada.

    caracterstica: comprimento em bits

    Registrador de instrues: armazena, a partir damemria, a prxima instruo a ser executada

    caracterstica: comprimento em bits

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    Elementos Funcionais Bsicos

    ...........Registradores Especiais

    Registrador de estado (RST): armazena cdigosde condio gerados pela unidade lgica earitmtica, e, eventualmente por outroselementos, como sinais de interrupogerados por dispositivos de entrada e sada.

    caracterstica: comprimento em bits

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