Módulo 9

Arquitetura de Microprocessadores

O Microprocessador• O Microprocessador – CPU [Unidade Central de Processamento = Cérebro].

Função – Executar todos os cálculos e processamentos necessários excetuando os cálculos matemáticos intensivos que são efectuados pelo coprocessador matemático ;

• CPU É um processador, porque processa (move e calcula) dados.É central, porque é o centro do processamento de um computador.É uma unidade, porque é um só circuito integrado.

Estão presentes no dia a dia – TV, rádios, máquinas industriais, automóveis, computadores, etc...

Funcionamento de um Computador Revisão

Funcionamento de um Computador Revisão – Representação da Informação

Funcionamento de um Computador Revisão – Níveis de Abstração

Funcionamento de um Computador Revisão - Conversores de Nível

· Nível da linguagem máquina: Instruções e variáveis totalmente codificadas em binário, sendo a codificação das instruções sempre associada a um dado processador;

· Nível da linguagem assembly: Equivalente ao nível anterior, mas usa mnemónicas para especificar as operações pretendidas e os valores ou localizações dos operandos. Este nível ainda é dependente do conjunto de instruções dum dado processador e não é portátil entre processadores de famílias diferentes;

· Nível das linguagens HLL (High Level Language): Linguagens mais poderosas e mais próximas dos seres humanos, que permitem a construção de programas para execução eficiente em qualquer processador.

Níveis de abstração

Funcionamento de um Computador - Revisão

A Arquitectura de von Neumann (de John von Neumann), é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar os seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas.

Funcionamento de um Computador Revisão

Ciclo que um processador realiza para execução de instruções:

· Fetch - ir buscar uma instrução à memória e atualizar o apontador para a próxima instrução.

· Decode - descodificar a informação nela contida.· Execute - executar a operação especificada.

Funcionamento de um Computador Revisão

Funcionamento de um Computador Revisão

IP (Instruction Pointer) - Ponteiro de instrução. Contém o endereço de uma instrução a ser extraída.IR (Instruction Register) - Registo de instrução. Contém a instrução extraída mais recentemente.

Estrutura do Processador

MAR (Registo de Endereçamento de Memória): Contém o endereço de uma localização na memória.MBR (Registo Tampão de Memória): Contém uma palavra de dados para ser escrita para memória ou a palavra mais recentemente lida.

Componentes fundamentais do processador + unidade de controlo + memória

Estrutura do Processador

Estrutura do Processador

Estrutura do Processador

Estrutura do Processador

Estrutura do Processador

Estrutura do Processador

Estrutura do Processador

PIPELINE

PIPELINE

PIPELINE

Arquitectura RISC – CISCINTRODUÇÃO

Arquitectura RISC – CISCINTRODUÇÃO

RISC – CISCMOTIVAÇÃO CISC (anos 60 e 70)

RISC – CISCARGUMENTAÇÃO RISC (anos 80)

RISC-CISCComparação: Arquitectura e microarquitectura

RISC-CISCCOMPARAÇÃO: PROGRAMAÇÃO

RISC-CISCCOMPARAÇÃO: PROGRAMAÇÃO

RISC-CISCCOMPARAÇÃO: PROGRAMAÇÃO