ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

SIMONE MARKENSON

Rio de Janeiro, maio de 2011

PROCEDIMENTOS DE INICIALIZAÇÃO

CICLO DE INSTRUÇÕES

INTERRUPÇÕES

PIPELINE

EXEMPLOS

CONTEÚDO DA AULA

Procedimento de bootstrap

1. Energia2. Registradores inicializados3. Executa instrução em CS:IP BIOS

POST4. BIOS SETUP

Carga do S.O.

COMO TUDO COMEÇA?

Buscar os operandos

Decodificar operação

Buscar uma instrução na memória

1

2

3 Reiniciar o ciclo

Guardar o resultado (se for o caso)

Executar a operação4

5

6

ParadaInícioBusca da próxima instrução

Executainstrução

Ciclo de busca Ciclo de execução

PROCESSADOR E AS INSTRUÇÕES

CONTROLE

Busca, interpretação e controle de execução das instruções

• Unidade de controle • Registrador de instruções (IR)• Decodificador de instruções • Contador de instruções (PC)• Reg. End. Memória (REM)• Reg. Dados Memória (RDM)

FUNÇÕES DO PROCESSADOR

CONTROLE

Busca, interpretação e controle de execução das instruções

• Unidade de controle • Registrador de instruções (IR)• Decodificador de instruções • Contador de instruções (PC)• Reg. End. Memória (REM)• Reg. Dados Memória (RDM)

PROCESSAMENTO

Operações aritméticas, operações lógicas, movimento de dados, desvios e operações de entrada ou saída

• UAL (ALU) • Acumulador (ACC)• Registradores de dados• Registrador de estado (PSW)

FUNÇÕES DO PROCESSADOR

INTERRUPÇÕES

PIPELINE

Imagine uma linha de montagem de veículos:1. Montar chassis CARRO1 1h2. Colocar motor e pneus CARRO1 1h3. Prender carroceria CARRO1 1h4. Realizar acabamento CARRO1 1h

A cada 4h sai um carro pronto

Mas se...Montar chassis CARRO 4 1hColocar motor e pneus CARRO3 1hPrender carroceria CARRO2 1hRealizar acabamento CARRO1 1h

A cada 1h sai um carro pronto

PIPELINE

Imagine uma linha de montagem de veículos:1. Montar chassis CARRO1 1h2. Colocar motor e pneus CARRO1 1h3. Prender carroceria CARRO1 1h4. Realizar acabamento CARRO1 1h

A cada 4h sai um carro pronto

Mas...1. Montar chassis CARRO 4 1h2. Colocar motor e pneus CARRO3 1h3. Prender carroceria CARRO2 1h4. Realizar acabamento CARRO1 1h

A cada 1h sai um carro pronto (depois do primeiro)

PIPELINE

primeira instrução

EXEMPLO

Considerando um processador com pipeline de 5 níveis calcule quantos ciclos serão necessários para a execução de 9 instruções, considerando que cada estágio do pipe utiliza um ciclo de processamento. Compare com a mesma execução sem pipeline.

EXEMPLO

Considerando um processador com pipeline de 5 níveis calcule quantos ciclos serão necessários para a execução de 9 instruções, considerando que cada estágio do pipe utiliza um ciclo de processamento. Compare com a mesma execução sem pipeline.

Sem pipeline:Tempo de cada instrução: 5 ciclosTotal = 9 x 5 ciclos = 45 ciclos

Com pipeline: primeira instrução : 5 ciclosdemais: 8 x 1 ciclo = 8 ciclosTotal: 5 + 8 = 13 ciclos

1) Intel® Core™ i7-990X processor Extreme Edition3.46 GHz core speed Up to 3.73 GHz with Intel® Turbo Boost Technology 12 MB Intel® Smart Cache 32nm manufacturing process technology6 cores and 12 processing threads with Intel® Hyper-Threading Technology3 Channels DDR3 1066 MHz memory (http://ark.intel.com/Product.aspx?id=52585)

NOVIDADES E EXEMPLOS

2) A Apple utiliza o A4, que recentemente foi substituído pelo A5, no iPad 2. Apresenta a integração dos processamentos de instruções e de vídeo em um único processador. Ele é dual-core e promete uma performance até DUAS vezes mais rápida do que o seu antecessor em uso comum e NOVE vezes mais rápido em processamento gráfico(http://www.techzine.com.br/arquivo/ipad-2-anunciado/)

3) A briga pelos processadores da plataforma dos smartphones será acirrada. A ARM entra com tudo e lança o Cortex de dois núcleos, que irá atender aos aparelhos Optimus 3D, da LG, e o Galaxy S II, da Samsung. (http://www.arm.com/markets/mobile/smartphones.php)

NOVIDADES E EXEMPLOS

4) Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) acreditam que os processadores feitos com grafeno podem atingir a frequência de 1 THz.Para se ter uma ideia, os chips atuais chegam a, no máximo, 5 GHz.(http://info.abril.com.br/noticias/tecnologia-pessoal/chip-de-grafeno-pode-chegar-a-1-thz-diz-mit-29032009-4.shl)

REGISTRO DE FREQUÊNCIA

1. São funções da unidade de controle e da unidade lógico aritmética, respectivamente:

a) operações lógicas e operações matemáticas b) operações matemáticas e decodificação de instruções c) busca e decodificação de instruções d) busca de instruções e operações matemáticas 2. Interrupções são:a) tratadas em parte pelo processador e em parte pelo sistema operacional b) provocadas pelo sistema operacional c) tratada somente pelo processador d) tratadas pelo sistema operacional