Interconexão e IO, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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Arquitetura e organização de computadores

Sistemas de interconexão

e sistemas de entrada e saída

Evantuy de Oliveira

Sistema de interconexão:

1. Componentes do computador

2. Execução e interrupção de instruções

3. Interconexão

4. Barramento PCI

5. Slot PCI-Express

1. Componentes do computador

Atualmente procura-se mudar o projeto para obter

no sistema:

maior capacidade e

Confiabilidade

em vez de simplesmente :

aumentar velocidade e

confiabilidade ,dos componentes individuais

1. Componentes do computador

1. Componentes do computador

Principais componentes do sistema de

computação:

Processador

Memória principal

Módulos de E/S

Os componentes do computador são

interconectados

Para troca de dados e sinais de controle

Para execução dos programas

1. Componentes do computador

Programação no Hardware

Nesse caso seria necessário religar o hardware

a cada novo programa

Dados Sequência de funções

aritméticas e lógicas

Programação no Hardware

1. Componentes do computador

Programação no Software

Em vez de ligar o hardware para cada novo

programa, apenas precisamos fornecer uma

nova sequência de códigos.

Interpretador

de Instruções

Funções

aritméticas e

lógicas de uso geral

Código de

instruções

Dados

Sinais de controle

Resultados

1. Componentes do computador

CPU

PC

IR

Unidade de

execução

MAR

MBR

I/O AR

I/O BR

Buffers

Módulo de E/S

Memória principal

PC = Contador de Programa

IR = Registrador de Instrução

MAR = Registrador de Endereço de Memória

MBR = Registrador de Buffer de Memória

I/O AR = Registrador de Endereço de E/S

I/O AR = Registrador de Buffer de E/S

Barramento

do sistema

Instruções

Instruções

Dados

Dados

N-

N-

Execução e interrupção de instruções

Busca e execução de instruções

• O processador busca as instruções em sequência,

exceto se for solicitado o contrario.

Início

Fim

Ciclo de busca Ciclo de execução

Busca próxima

instrução

Executar

instrução

Execução e interrupção de instruções

A instrução ADD é buscada

O conteúdo do endereço de

memória A é carregado no

processador

O conteúdo de memória B é

carregado no processador

Os dois valores são somados

O resultado obtido é armazenado

no endereço de memória A

Execução e interrupção de instruções

Interrupção de instrução:

• O mecanismo de interrupção visa melhorar a eficiência do processamento. O processador

pode executar outras tarefas enquanto uma operação, por exemplo de E/S, está em

andamento

• Classes de interrupções:

Programa Gerado por condições que ocorre como

resultado da execução de uma instrução.

overflow, divisão por zero,

instrução ilegal, etc.

Timer Gerado por um time dentro do processo.

Permite ao sistema operacional realizar

certas funções regularmente

Salvar automático, verificar

bateria, verificar registro,

etc.

E/S Gerado pelo controlador de E/S,

sinalizando o fim de uma operação ou

ocorrência de erro.

Novo hardware

encontrado, fim de cópia,

espaço insuficiente, etc.

Falha de

hardware

Gerada por falta de energia ou paridade

de memória

DMA

O processador troca dados diretamente com a memória.

Os módulos de E/S podem trocar dados diretamente com

o processador , e vice versa.

Para trocas direta dos módulos E/S com a memória o

processador concede autoridade aos módulos de

E/S de ler ou escrever, liberando o processador.

Esse processo é conhecido como DMA

DMA [Direct Memory Acces] : Acesso Direto à

memória

Barramentos

Um barramento é um caminho entre dois ou

mais dispositivos.

É um meio de comunicação compartilhado.

Consiste em vários caminhos ou linhas de

comunicação, cada qual capaz de transmitir sinais

que representam um único dígito binário, 0 ou 1.

Um sistema de computação contém diversos

barramentos que fornecem caminho de

comunicação entre seus componentes.