III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Princípios Básicos• Elementos Funcionais Básicos
Unidade Central de Processamento (UCP)Elementos Funcionais Básicos
RegistradoresMemóriaUnidade Operacional
Unidade Lógica e AritméticaUnidade de Controle
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Princípios Básicos
Instrução: OPERAÇÃO OPERANDOS
Programa: Conjunto de InstruçõesSão armazenados na memória juntamentecom os dados correspondentes.Deve ser interpretado para realização doprocessamento.
Memória: Armazena dados e instruções.Organizada matricialmente em endereços.
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Princípios Básicos
• Busca – decodificação – execução de instruçõesContador de instruções ou apontador de instruções:
elemento que contém a próxima instrução a serexecutada.
Registrador de instruções: armazena, a partir damemória, a próxima instrução a ser executada
Operações Lógicas
Operações aritméticas
Unidade Central de Processamento (UCP ou CPU) ouprocessador
Formado pelas unidades de:• Controle: controla todo o tráfego de informação• Unidade Lógica e Aritmética
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Princípios Básicos
Decodificação: processo de interpretação dasinstruções a partir de circuitos de decodificaçãogerando sinais correspondentes à operação a serrealizada
Execução de instruções: aplicação da função nosoperandos.
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Blocos Convencionais:
MemóriaUnidades OperacionaisUnidades de controleDispositivos de E/S
RegistradoresContadoresMultiplexadoresSeletoresDecodificadoresSomadores Portas lógicas
CPU
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Registradores: elementos digitais com capacidadede armazenar dados
ContadoresMultiplexadoresSeletoresDecodificadoresSomadores Portas lógicas
Elementos com capacidadede operar sobre dados,alterando-os ou fornecendoum novo dado comoresultado da operação querealizam.
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Sinais de controle: são sinais que habilitamoperações nos elementos digitais.
Barramento: são caminhos que permitem otransporte de dados entre vários elementos daparte operacional. Memória e sistemas de E/S
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Controle
Memória
Unidade Operacional
Entrada e Saída
U C P
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
MemóriaFormada por elementos de armazenamento
Palavra: divisão da memória
Endereço: Identificação unívoca da palavra: Sãodados ou instruções
Parâmetros que caracterizam a memória:tamanho: palavra em bits (RDM – Registrador de Dados
da Memória)posição: em palavra (REM – Registrador de Endereço da
Memória)velocidade , tecnologia
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Estrutura da Memória
REM
RDM(in)
READ
WRITE
RDM(out)
Sinais de Controle
Registrador de Dados da Memória (Write)
Registrador de Dados da Memória (Read)
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Unidade Operacional
Bloco Operacional: executa as transformaçõessobre os dados especificados pelas instruçõesde um computador.
composição: unidade lógica e aritmética,registradores de uso geral e específico,barramento de interligação.
porte: quantidade, tamanho, uso dosregistadores, quantidade de operações, tipode operações e unidade lógica e aritmética.
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Unidade Lógica e AritméticaRealiza operações Lógica e Aritmética sobre um ou mais
operandos. Ex: Soma, Negação, Deslocamento...Fornece resultados e indicações sobre as operaçõesrealizadas.
U L A
O p e r a n d o s
Controle Código de Condição
Resultados
•Overflow•Sinal•Negativo•Zero
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Unidade Lógica e Aritmética
Característica:• Comprimento em bits dos operandos• Número e tipo de operações• Códigos e condições geradas
Acumulador: Armazena um operando e/ouresultado fornecido pela ULA.
Característica: comprimento em bits
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Unidade de Controle
• Gerenciador do fluxo de dados;• Gera sinais de controle
Determinam e garantem o instantepreciso
Cada sinal comanda: Microprogramação
o Carga do registradoro Seleção do modo de entrada de um
dado componenteo Seleção de uma operação na ULAo Habilitação de um circuito lógico
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
.......Unidade de Controle
A unidade de controle é uma máquina deestados finitos (FSM) que realizaoperações por lógica:
• Sequencial: sinais de saída dependemdos sinais de entrada e do estadoanterior do circuito;
• Combinacional: sinais de saídadependem exclusivamente dos sinaisde entrada atuais.
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
.......Unidade de Controle
Implementação da Lógica Sequencial
• Organização convencional:
Unidade de controle composta por: flip-flops, contadores e decodificadores quegeram sequencialmente todos os sinaisde controle de ativação dos elementosfuncionais.
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
.......Unidade de Controle
• Organização microprogramada: sinais decontrole são armazenados em memóriaespecial (memória de controle)
Vários sinais são buscados a cada acessoà memória de controle, que estãoagrupados em microinstruções.
Seu conjunto formam omicroprograma
Longas palavras
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
.......Unidade de Controle
RI
RST
Unidade de Controle
Registrador de instruções: Elemento do bloco de controle
Registrador de estado: armazena códigos gerados pela ULA, sinais de interrupção gerados pelas unidades de E/S.
Sinais de controle para
a unidade operacional
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
• Elementos Funcionais Básicos
Registradores Especiais
Dependem da arquitetura e da organizaçãoda máquina:
Apontador de instruções ou Contador do programa(PC- Program Counter) : mantém atualizado oendereço da próxima instrução a ser executada.
característica: comprimento em bits
Registrador de instruções: armazena, a partir damemória, a próxima instrução a ser executada
característica: comprimento em bits
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
III.1- ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÍPICOS
Elementos Funcionais Básicos
...........Registradores Especiais
Registrador de estado (RST): armazena códigosde condição gerados pela unidade lógica earitmética, e, eventualmente por outroselementos, como sinais de interrupçãogerados por dispositivos de entrada e saída.
característica: comprimento em bits
Top Related