Processamento de dados na UCP e memória UCP A Unidade Central de Processamento - CPU, desempenha um...

Processamento de dados na UCP e memóriaUCP

A Unidade Central de Processamento - CPU, desempenha um papel vital no funcionamento de um sistema de computação.

INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS


O processador é o componente vital do sistema deComputação ele é responsável pela realização das operações de processamento (os cálculos matemáticos etc.). Responsável também pelo controle, durante a execução de um programa. Um programa, para ser efetivamente executado peloprocessador, deve ser constituído de uma série de instruções de máquina. Para que a execução tenha início, as instruções devem serarmazenadas em células sucessivas, na memória principal.



Composição da UCP Formada basicamente por um conjunto de registradores Armazenam dados e instrução correntes. Os registradores são utilizados como locais dearmazenamento temporário de dados provenientes damemória destinados à ULA, ou vice-versa. Existem ainda registradores cuja função é armazenarinformações relevantes ao controle do processamento. Os principais registradores utilizados na arquitetura deVon Neumann e suas respectivas funções são osSeguintes:



Composição da UCP• Contador de Programa (PC, do inglês “Program

Counter”) : Contém o endereço da memória cujo conteúdo deve serinterpretado como a próxima instrução.• Registrador de Instrução (IR, do inglês “Instruction

Register”): Contém a próxima instrução a ser executada.• Registrador de Endereço da Memória (MAR, do inglês“Memory Address Register”): Contém o endereço da posição da memória a ser lida ou escrita.



Composição da UCP• Registrador de Dados da Memória (MDR, do inglês “Memory Data Register”): Contém o dado a ser lido ou escrito na memória.• Registradores de Propósito Geral (R): São utilizados para armazenar resultados intermediários



Funções da UCP

• Buscar uma instrução na memória• Decodificar a operação• Buscar os dados• Executar a operação com o(s) dado(s)• Guardar o resultado• Reiniciar o processo


Processamento de dados na UCP e memóriaInstrução

Definição: é uma operação elementar, capaz de ser executada pela máquina (interpretada pelo CPU).

As classes de instruções necessárias são poucas:■Aritméticas e lógicas■Transferências de dados■Controle da sequência de execução


Processamento de dados na UCP e memóriaRegistradores

Um registrador é um local interno à CPU, onde os dados que foram buscados na memória são armazenados.• O registrador é um circuito lógico que tem a finalidade de reter a curto prazo um conjunto de bits.



Contador de Dados (CD)• Para podermos acessar uma palavra de dados da memória (tanto para ler seu conteúdo, como paraarmazenar dados dentro dela), precisamos identificarseu endereço.• Este endereço fica armazenado em um registradordenominado Contador de Dados [CD].• O tamanho do CD dependerá do tamanho máximo dememória endereçável pelo microprocessador.• CD 8bits — 2^8=256 palavras de memória (endereços)• CD 16bits — 2^16=65536 palavras de memória(endereços)



Registro de Instrução (I)• Para manusear os códigos de instrução, a CPU necessitará de um registrador para armazenar os códigos de instrução.• O código de instrução é armazenado no registro denominado Registro de Instrução (I).• A CPU sempre irá interpretar o conteúdo do registrode instrução como sendo um código de instrução.• Após o armazenamento dos códigos de instrução noRegistro de Instrução, inicia-se o processo dedecodificação.



Contador de Programa (PC)• Para poder manusear os códigos de instrução, a CPUnecessitará armazenar os endereços da palavra dememória da qual o código de instrução será lido.• O endereço da palavra de memória da qual o códigode instrução será lido é fornecido por um registrodenominado Contador de Programa (PC).• O PC é análogo ao CD, porém o PC é assumido paraendereçar sempre palavras de memória de programa.• Funcionamento: PC=PC + 1



Para entendermos a utilização dos registradores da CPUvoltaremos ao programa da adição binária.• Cada passo do programa será tratado como umainstrução.• Inicialmente o PC contém 0400H, o endereço da primeirapalavra de instrução do programa na memória. Oconteúdo dos outros registradores são desconhecidos.• Os dados contidos nas palavras de memória de endereço0A30H e 0A31H são inicialmente 7AH e 2FH.



A CPU carrega o conteúdo da palavra de memóriaendereçada pelo PC no registro de Instrução (I),assegurando assim que o conteúdo desta palavra dememória seja interpretado como um código de instrução.• A CPU então incrementa o conteúdo do PC.



• O código 9C, aparecendo no registro de Instrução, faz alógica da CPU implementar 2 passos.• Primeiro, o conteúdo do byte de memória endereçadopelo PC é lido da memória, mas é armazenado no bytemais alto do contador de dados (CD).• A CPU então incrementa o conteúdo do PC.• Em seguida, o conteúdo do byte de memória endereçadopelo novo PC é lido da memória e armazenado no bytemais baixo do CD.• A CPU incrementa novamente o conteúdo do PC.



• A execução da Instrução 1 foi completada. O conteúdodos bytes de memória 0401H e 0402H foram carregadosno registrador CD.• O código de instrução necessita de dados que o seguisseimediatamente. Este tipo de dado, que apareceimediatamente após um código de instrução de umprograma na memória, é chamado dado imediato, oudado literal.• Na Instrução 1, os bytes de memória 0401H e 0402Hcontêm o dado imediato 0A30H.• O código de instrução 9CH, lido da posição 0400H,identifica a maneira pela qual o dado imediato 0A30Hdeve ser interpretado pela CPU.


Processamento de dados na UCP e memóriaExercícios:

1. Quais são as funções da UCP?2. O que são instruções de computador?3. O que são registradores?4. Quais são os principais registradores?

TRABALHOFatores que afetam a velocidade no processamento e CPUs

usadas atualmente.Entrega dia 29/09

Via e-mail: [email protected] doc, pdf ou docx


mailto:[email protected]

Processamento de dados na UCP e memória UCP A Unidade Central de Processamento - CPU, desempenha um...

Documents

Transcript of Processamento de dados na UCP e memória UCP A Unidade Central de Processamento - CPU, desempenha um...