Organização e Arquitetura de Computadores
Carlos Augusto de S. Almeida
prof . c augusto almeida @gmail.com
Universidade Federal de Sergipe (UFS)
São Cristovão – Sergipe
Abril de 2012
Processador
Roteiro da Aula
2
Arquitetura de Von Neumann
3
(4) Unidade
Lógica e
Aritmética (ULA)
(5) Unidade de
Controle (UC)
Unidade Central de
Processamento (UCP)
(1) Unidade
de Entrada (3)
Unidade
de
Memória
(2) Unidade
de Saída
•Os dados e as instruções são armazenados em uma memória única;
•O conteúdo da memória é endereçado pela sua posição;
•A execução das instruções ocorrem de modo sequencial;
•As CPUs tb contam com uma pequena quantidade de memória, são os
registradores;
•Os registradores estão no topo da Hierarquia de Memória;
•Os registradores se dividem:
–Reg. Visíveis ao Usuário;
–Reg. de Controle e Estado;
Máquina Ligada Máquina Desligada
Execução de 1 Instrução
Processador (CPU)
•Processador ou Unidade Central de Processamento (UCP)
•É responsável direta ou indiretamente pela realização de qualquer operação
realizada por um computador:
–Direta: pq realiza as operações internas;
–Indireta: a CPU emite ordens para os demais componentes do computador
realizarem alguma tarefa.
•Desde o momento que a máquina é ligada, a CPU executa instruções
continuamente (nunca para);
•Essas instruções estão definidas em um programa;
•Atividades mais básicas da CPU (o Ciclo de Instrução Básico):
(1) buscar a próx. instrução a ser executada; e
(2) executar a instrução;
retornar p/ (1)
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Ciclo da Instrução
•Enquanto estiver ligada a CPU:
1. Busca uma instrução na memória (ciclo de busca)
•Busca a instrução em si;
•Interpreta a operação a ser executada;
•Busca os operandos (se houver).
2. Executa a instrução (ou ciclo de execução)
•Executa efetivamente a instrução;
•Guarda o resultado (se houver)
no local definido na instrução;
•Reinicia o processo (voltar ao passo 1),
até o termino das instruções.
–Ciclo de Instrução = ciclo de busca + ciclo de execução
•O propósito da CPU é realizar operações sobre dados (processar
dados), mas para isso ela precisa realizar algumas operações de
controle para obter esses dados e depois guardar o resultado da operação. 5
Ciclo da Instrução
1. Cálculo do Endr.: determina o endr. da próx. instrução a ser executada;
2. Busca da Instr.: lê a instrução em seu local de memória para a CPU;
3. Decodificação da Op. da Instr.: determina o tipo de operação que será realizada;
4. Calc. do Endr. da Operando: determina o endr. do operando (se houver) na
memória, ou em um dispositivo de E/S;
6
Ciclo de Instrução (mais detalhado)
1
2
3 4 7*
5
6
8
Ciclo da Instrução
5. Busca do Operando: pega o operando da memória ou dispositivo E/S;
6. Operação sobre os Dados: realiza a operação efetivamente;
7. (o mesmo que 4)
8. Armazenamento do Operando: escreve o resultado da op. na memória ou disp. E/S.
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Ciclo de Instrução (mais detalhado)
1
2
3 4 7*
5
6
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Fluxo de Dados
•Ter min ad o o ciclo de leitura, a UC (Unidade de Controle) examina o conteúdo do
Reg. de Instr uções (IR);
•Caso o IR contenha um operando que usa endereçamento indireto, ainda é
necessário realizar um ciclo de busca indireto de leitura. 8
Ciclo de Instrução
Fluxo de dados do Ciclo de Busca, leitura de dados
1 2
3
4
6 5
7
8
9
