Introdução a Informática. Prof.: Roberto Franciscatto

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1 Introdução a Informática Prof.: Roberto Franciscatto

2 3.1 EXECUÇÃO DAS INSTRUÇÕES A UCP tem duas seções: Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Um programa se caracteriza por: uma série de instruções que o computador deve executar as instruções, bem como os dados necessários são encaminhados a memória principal

3 3.1 EXECUÇÃO DAS INSTRUÇÕES Para a seção de controle são trazidas uma a uma essas instruções. Em seguida a análise de cada instrução, se for o caso de utilização de dados, estes são buscados também na memória. E a instrução é processada na seção lógica e aritmética O resultado da instrução se é dado, volta à memória ou é encaminhado a um dispositivo de saída

4 3.1 EXECUÇÃO DAS INSTRUÇÕES Instrução Comece a aceitar entrada a partir da unidade de fitas nº 2 Se X é maior que Y, vá para o passo 46 do programa Multiplique A por B e armazene o resultado em C Local de Execução Seção de controle Seção aritmética e lógica (instrução lógica) Seção aritmética e lógica (instrução lógica)

5 3.1 Conceitos Básicos Instrução Comando que define integralmente uma operação a ser executada Programa Instruções ordenadas logicamente Rotina ou Módulo Grupo de instruções que pode ser inserido em diversos programas, projetado para produzir efeito seguidamente buscado em muitas aplicações

6 3.1 Funções da memória principal e da UCP Entrada U C P Seção Aritmética e Lógica Recebe os dados da memória para processálos quando uma instrução aritmética ou lógica é executada Seção de Controle Determina a execução e interpretação das instruções e controla o fluxo de dados Saída Memória Principal Usada para armazenar as instruções e os dados que estão sendo processados. Memória Auxiliar

7 3.1 Conceitos Básicos Memória e UCP são instalações, elas não executam nada, nelas são executadas tarefas. Elas pertencem ao hardware, logo, prestam-se como locais de trabalho A vida, o movimento, a alma do computador são por conta do software. O SO tem papel primordial de gerenciar os recursos de hardware

8 3.2 Velocidade de Processamento Expressa através de duas unidades: MIPS e MFLOPS MIPS (Milhões de Instruções por Segundo) Entende-se por instrução qualquer processamento básico feito pela CPU

9 3.2 Velocidade de Processamento Expressa através de duas unidades: MIPS e MFLOPS MFLOPS ou MEGAFLOPS (Milhões de Operações de Ponto Flutuante por Segundo) Utilizada em aplicações onde há maior interesse em aplicações numéricas Números reais são também chamados de números de pontos flutuante Desempenhos podem variar em MFLOPS, GFLOPS, TFLOPS

10 3.3 Registradores Registradores são dispositivos que servem como endereços para os operadores presentes em cada operação, além de outros propósitos especiais. Exemplo: R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 - Transferir o conteúdo do registrador nº 3 para o registrador nº Adicionar o conteúdo do registrador nº 4 ao conteúdo do registrador nº 1, armazenando o resultado no registrador nº Subtrair o conteúdo do registrador nº 1 do conteúdo do registrador nº 6, armazenando o resultado no registrador nº 6.

11 3.3 Registradores Antes R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 Depois R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 - Transferir o conteúdo do registrador nº 3 para o registrador nº Adicionar o conteúdo do registrador nº 4 ao conteúdo do registrador nº 1, armazenando o resultado no registrador nº Subtrair o conteúdo do registrador nº 1 do conteúdo do registrador nº 6, armazenando o resultado no registrador nº 6.

12 3.4 Processadores CISC e RISC Uma CPU em relação ao número de instruções de processamento que pode reconhecer, classifica-se em: CISC e RISC

13 3.4 Processadores CISC e RISC CISC Um processador CISC reconhece mais de uma centena de instruções Graças a isso pode executar, de modo direto, a maioria das operações programadas pelos modernos softwares Os microprocessadores são em sua maioria, chips CISC Quanto maior a quantidade de instruções que um microprocessador é capaz de identificar, mais lenta é a execução de cada uma delas.

14 3.4 Processadores CISC e RISC RISC Um processador RISC reconhece um número limitado de instruções, que em contrapartida, são otimizadas para que sejam executadas com mais rapidez. Portanto, a arquitetura RISC reduz o conjunto de instruções ao mínimo indispensável: as instruções não contempladas são executadas como combinações das existentes Com isso, consegue-se desempenho até 50% a 75% superior à de um processador CISC

15 3.4 Processadores CISC e RISC

16 3.4 Memórias Internas RAM e ROM DRAM (RAM Dinâmica) Memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso às memórias estáticas. Esse tipo também costuma ter preço bem menor quando comparado ao tipo estático;

17 3.4 Memórias Internas RAM e ROM SRAM (RAM Estática) Esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM, porém armazena menos dados e possui preço elevado se considerarmos o custo por megabyte. Memórias SRAM costumam ser utilizadas como cache.

18 3.4 Memórias Internas não voláteis Memória ROM ROM Seu conteúdo é gravado durante a fabricação. Uma vez fabricada, não pode ser alterada. PROM Possui circuitos internos que permitem sua gravação nos centros onde será utilizada. Uma vez gravada não pode ser alterada.

19 3.4 Memórias Internas não voláteis Memória ROM EPROM Pode ter o conteúdo apagado e regravado através de processo especiais. O conteúdo da EPROM é removido pela aplicação de luz ultravioleta através de uma janela de vidro existente na sua parte superior.

20 3.4 Memórias Internas não voláteis Memória ROM EAROM É similar a EPROM, porém o conteúdo a ser alterado é removido por processos elétricos, através da aplicação de uma tensão em um de seus pinos.

21 3.4 Memórias Internas não voláteis Memórias ROM PROM Resumo das Características - Programável durante a fabricação - Baixo custo para grandes volumes - Tempo de vida longo - Programável após a fabricação - Uma vez programada não pode ser modificada EPROM EAROM - Ultravioleta - Custo alto - Apagável eletricamente - Custo alto

22 3.4 CLOCK CLOCK Clock é um circuito oscilador que tem a função de: sincronizar e ditar a medida de velocidade de transferência de dados entre duas partes essenciais de um processamento Clock = medida de frequencia com que as operações são realizadas (ciclos por segundo)

23 3.4 CLOCK CLOCK Existe portanto duas questões importantes: Existe a frequencia própria de um microprocessador (operações internas a ele) Frequencia do computador a ele associado (basicamente ciclos CPU memória RAM)

24 3.4 CLOCK CLOCK O Clock é expresso em termos de frequencia, isto é, ciclos na unidade de tempo. A unidade básica de frequência é o Hertz sendo que 1Hz equivale a um ciclo (pulso) por segundo. Os fabricantes costumam apresentar seus equipamentos, destacando a velocidade do seu clock, na verdade o clock do seu processador.

25 3.4 CLOCK CLOCK Vale considerar que a velocidade exposta na venda de produtos (ex. Processador com 2.6 GHz) equivale a frequencias atingidas no interior do chip. Dizem, portanto, respeito ao processamento interno do processador e não a frequência (clock) na relação CPU memória do computador

26 3.4 BARRAMENTO Em outras palavras... barramentos são padrões de comunicação utilizados em computadores para a interconexão dos mais variados dispositivos.

27 3.4 BARRAMENTO O barramento é uma via de tráfego interna, através da qual os sistemas transitam entre os diversos componentes do computador. Também é chamado bus. Os microcomputadores tem três tipos de barramentos: o barramento de dados e o barramento de endereços ligam a CPU com memória o barramento de expansão liga CPU e memória com o mundo exterior

28 3.4 BARRAMENTO Chama-se slot um soquete projetado para receber placas de expansão e conectá-las ao barramento de expansão do sistema. Principais barramentos dos PC s: ISA AGP PCI PCI Express AMR

29 3.4 BARRAMENTO ISA É um padrão não mais utilizado, sendo encontrado apenas em computadores antigos. Slots e placas grandes (conforme figura abaixo)

30 3.4 BARRAMENTO PCI Surgiu no início de 1990 pelas mãos da Intel Principais características: Transferência de dados a 32 bits Clock de 33Mhz Transmissão de dados de até 132 MB por segundo Recurso BUS Mastering Ler e Gravar dados direto na memória RAM Recurso Plug and Play

31 3.4 BARRAMENTO PCI

32 3.4 BARRAMENTO AGP Padrão AGP criado em 1996, serve exclusivamente a placas de vídeo. A primeira versão do AGP (chamada de AGP 1.0) trabalha a 32 bits e tem clock de 66 MHz, o que equivale a uma taxa de transferência de dados de até 266 MB por segundo, mas na verdade, pode chegar ao valor de 532 MB por segundo.

33 3.4 BARRAMENTO AGP

34 3.4 BARRAMENTO Barramentos AMR, CNR e ACR Os padrões AMR (Audio Modem Riser), CNR (Communications and Network Riser) ACR (Advanced Communications Riser) são diferentes entre si, mas compartilham da idéia de permitir a conexão à placa-mãe de dispositivos cujo controle é feito pelo processador do computador.

35 3.4 BARRAMENTO Barramentos AMR, CNR e ACR

36 3.4 Informação Extra Processadores Core i3, i5 e i7 Core i3 Traz dois núcleos de processamento Hyper-Threading (realização de mais tarefas) Memória cache 4MB L3 Suporte a RAM DDR3 de até 1333 MHz Substitui o Core2Duo Dois modelos (i3-530 e i3-540) Valor inicial R$ 315.

37 3.4 Informação Extra Processadores Core i3, i5 e i7 Core i5 Está no nível intermediário Possuem 8MB de memória cache L3 Turbo Boost Aumentar a velocidade do processador automaticamente trabalha 100% do tempo verificando frequência, voltagem e temperatura do processador Melhor desempenho

38 3.4 Informação Extra

39 3.4 Informação Extra Processadores Core i3, i5 e i7 Core i7 Para níveis elevados de aplicações Todos os modelos desta categoria possuem 4 núcleos de processamento Memória cache L3 de 8MB Turbo boost Hyper-Threading Preço (inicial R$ 740,00 à R$ 1650,00)

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