PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução...

1PUCC

Agenda - Aula 2

• Introdução (Computador Digital)

• Processadores• Execução / Instrução• Organização Computador• Organização UCP (CPU)

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Computador Digital

UCP Memória E/S

Organização básica proposta por von Neumann

Barramento simples

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Processadores (UCP)

UCP - “cérebro” do computador

UCResponsável pelo controle de todas as operações dos componentes do computador, fornecendo sinais de temporização e controle.

ULAParte do computador onde são feitas as operações aritméticas e lógicas com os dados.

Memória (registradores)Armazena grupos de dígitos binários (palavras) que podem representar instruções a serem executadas ou dados a serem operados pelas instruções durante a execução de um programa

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Processadores (UCP) - UC

Constituído por circuitos lógicos combinacionais e sequenciais, responsáveis pela geração de sinais de controle necessários à execução das instruções de um programa.

Operações da unidade de controle:

– Busca uma instrução localizada na memória, enviando o endereço da instrução e um comando de leitura para a memória.

– A instrução armazenada no endereço é transferida para a unidade de controle.

– Esta instrução é decodificada pelos circuitos da unidade de controle para determinar qual é a instrução.

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Processadores (UCP) - ULA

Os dados a serem operados poderão vir da memória ou dos dispositivos de entrada.

Os resultados obtidos poderão ser enviados para a memória ou para dispositivos de saída de dados.

O tipo de operação a ser executado é determinado por sinais vindos da Unidade de Controle.

As ULAs mais modernas, possuem circuitos capazes de executar também as operações de multiplicação e divisão.

Operações básicas realizadas pela ULA:Operações básicas realizadas pela ULA: adição, subtração, AND, OR, EX-OR, deslocamento, incremento...

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Processadores (UCP) - Registradores

Armazena também, resultados intermediários ou finais obtidos pelas operações realizadas na ULA.

Operações Básicas: leitura e escrita.

As operações da memória são controladas pela Unidade de Controle a qual indica, através de sinais de controle, qual a operação que a memória deve realizar em um determinado instante.

As informações que serão escritas na memória podem vir da unidade lógica e aritmética ou de dispositivos de entrada de dados.

As informações pode ser lidas da memória para a unidade lógica e aritmética ou para algum dispositivo de saída.

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Processadores (UCP) - Registradores

Há um determinado número de registradores, cada um com uma dada função.

O registrador denominado de contador de programa - PC contém o endereço da próxima instrução a ser executada.

O registrador de instrução - IR, contém a instrução que está sendo executada.

O acumulador (AC) armazena um operando (resultado) de entrada, ou de saída na execução de várias instruções.

Outros registradores são responsáveis pelo armazenamento de resultados intermediários.

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InstruçõesInstrução operação que um microprocessador executa.

Grupo de instruções conjunto de instruções. Classificados:- Instruções aritméticas - ADD, SUBTRACT, COMPARE;- Instruções lógicas - AND, OR, NOT;- Instruções de transferência de dados - LOAD, STORE;- Instruções de desvio - BRANCH IF POSITIVE;- Instruções de chamada de subrotina - CALL;- Instruções de retorno - RET;- Instruções diversas - PUSH, WAIT, HALT.

Tipos de categorias de instruções:- registrador-memória;- registrador-registrador;- memória-memória.

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Instruções - Formato

código da operação

cód. da operação endereço

endereço 1 endereço 2cód. da operação

Formatos típicos de instruções:

Exemplo:

ADD 1,2ADD Operação1 e 2 Operandos

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Execução de InstruçõesADD 1,2

1. Busca o primeiro operando, armazena no registrador A 2. Busca o segundo operando, armazena no registrador B 3. Diz a ALU para "adicionar" A e B 4. Coloca o resultado em AC

Fluxo de Dados - Máquina Von Neumann

1+2

1

2

1

2

1+2ULA

Registradores Reg. Entrada

Reg. Saída

11PUCC

Busca próxima instrução na memória para o IR

Atualiza o contador de instrução para a instrução seguinte

Determina o tipo de instrução

Determina os endereço dos dados, se a instrução usa dados

Busca dados na memória, se necessário

Executa a instrução

Armazena os resultados em locais apropriados

Execução de InstruçõesCiclo “Busca-Decodifica-Executa”

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Execução de InstruçõesExemplo

Programa:1. Pressione a letra A do teclado;2. Armazene a letra A na memória;3. Imprima a letra A na tela do monitor de vídeo.

Instruções:1. Entre com os dados na porta 1 de entrada;2. Armazene os dados da porta 1 na posição de memória 200;3. Saia com os dados para a porta 10 de saída.

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Porta 1 - Entrada

Endereço Conteúdo100101102103104105

Entre com dadosda porta 1

Armazene os dadosno end. 200

Saia com dadospara a porta 10

200201

PCRI

ULAUC

ACC

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída

Barramento de Endereço e Controle


14PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

PC 100RI

ULAUC

ACC

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



15PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

PC 102RI - Entre com dados 101

ULAUC

ACC

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



16PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

PC 102RI - Entre com dados 101

ULAUC

ACC

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



17PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

PC 102RI - Entre com dados da porta 1

ULAUC

ACC

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



18PUCC

Porta 1 - Entrada





200201


ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



19PUCC

Porta 1 - Entrada





200201


ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



20PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

PC 104RI - Armazene os dados 103

ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



21PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

PC 104RI - Armazene os dados 103

ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



22PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

PC 104RI - Arm. os dados no end. 200

ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



23PUCC

Porta 1 - Entrada





200201


ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



24PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

A


ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



25PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

A


ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



26PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

A

PC 106RI - Saia com dados 105

ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



27PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

A

PC 106RI - Saia com dados 105

ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



28PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

A

PC 106RI - Saia com dados p/ porta 10

ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



29PUCC

Porta 1 - Entrada





200201

PC 106RI - Saia com dados p/ porta 10

ULAUC

ACC - A

Barramento de Dados

Porta 10 - Saída



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