3/9/2010. Ligação da UCP com o barramento do. sistema. As funções básicas dos registradores nos permitem classificá-los em duas categorias:

Tamanho: px
Começar a partir da página:

Download "3/9/2010. Ligação da UCP com o barramento do. sistema. As funções básicas dos registradores nos permitem classificá-los em duas categorias:"

Transcrição

1 Arquitetura de Computadores Estrutura e Funcionamento da CPU Prof. Marcos Quinet Universidade Federal Fluminense P.U.R.O. Revisão dos conceitos básicos O processador é o componente vital do sistema de computação, responsável pela realização das operações de processamento e de controle, durante a execução de um programa Um programa, para ser efetivamente executado pelo processador, deve ser constituído de uma série de instruções de máquina. Para que a execução tenha início, as instruções devem ser armazenadas na memória principal Ao nos referirmos ao processador, é comum adotarmos os termos UCP e CPU, porém, a UCP é um dos componentes básicos de um processador 2 Revisão Revisão visão geral Funções básicas da UCP: Buscar na memória a instrução a ser executada Interpretar que operação a instrução está explicitando Buscar os dados onde estiverem armazenados Executar efetivamente a operação (lógica ou aritmética) com os dados Escrever os resultados produzidos na memória ou em um módulo de E/S Reiniciar o processo, buscando a próxima instrução UNIDADE DE CONTROLE IR S1 S2 Sn S1 S2 D A B ESTADO Rn... R1 R0 MAR MBR PC ULA R 3 4 1

2 Revisão barramento do sistema Ligação da UCP com o barramento do sistema Endereço Dados Controle ULA Unidade de controle Registradores Barramento do sistema Revisão - registradores A CPU precisa de um espaço de armazenamento temporário, para poder realizar suas operações Estas pequenas posições de memória são implementadas através de registradores Memória volátil, SRAM A quantidade de funcionalidade variam dependendo das decisões de projeto da CPU Representam o nível mais alto da hierarquia de memórias (maior custo, menor tempo de acesso, menor capacidade de armazenamento) 5 6 Organização de registradores As funções básicas dos registradores nos permitem classificá-los em duas categorias: Registradores visíveis ao usuário: podem ser usados pelos programadores de linguagem de máquina ou montagem para referenciar a memória, armazenar operandos, etc Registradores de controle e de estado: uso somente pela UC para controlar a operação da UCP e por programas privilegiados do S.O. para controlar a execução de programas Registradores visíveis ao usuário Podem ser referenciados pela linguagem de máquina que a CPU executa, podendo ser classificados como: Registradores de propósito geral; Registradores de dados; Registradores de endereço; Registradores de códigos de condição A quantidade e o tamanho dos registradores é de fundamental importância ao projeto do conjunto de instruções 7 8 2

3 Registradores visíveis ao usuário Número de registradores: Geralmente entre 8 e 32 Menos do que isto resulta em muitos acessos à memória Mais do que isto geralmente não apresenta muitos ganhos (não reduz substancialmente a quantidade de referências à memória) Arquiteturas RISC podem usar centenas (a ser discutido com mais detalhes) Registradores visíveis ao usuário Tamanho dos registradores: Devem ser suficientemente grandes para armazenar o maior endereço usado no sistema Devem ser capazes de conter valores da maioria dos tipos de dados Algumas linguagens permitem a combinação de dois registradores de dados, por exemplo, a linguagem C: Double int a; Long int a; 9 10 Registradores de controle e de estado Registradores essenciais para a execução de instruções: Contador de programa (PC) Registrador de instrução (IR) Registrador de endereçamento à memória (MAR) conectado diretamente ao barramento de endereço Registrador de armazenamento temporário de dados (MBR) conectado diretamente ao barramento de dados Este conjunto de registradores são usados para a transferência de dados entre a CPU e a memória Registradores de controle e de estado A CPU também utiliza um ou mais registradores conhecidos como palavra de estado do programa (PSW), contendo códigos de condição e outras informações de estado (normalmente representadas por 1 bit). Alguns dos campos são: Sinal; Zero; Vai-um; Igual; Overflow; Habilita/desabilita interrupção; Supervisor

4 Exemplos de organizações de registradores A seguir, estão ilustrados três organizações de registradores distintas, dose seguintes microprocessadores: (a) Motorola MC68000: divide seus registradores de 32 bits em 8 de dados (também utilizados como registradores índice) e 9 de endereço; Permite operar dados de 8, 16 ou 32 bits, de acordo com o código de operação; Inclui ainda um PC de 32 bits e um registrador de estado de 16 bits; Projeto para um conjunto de instruções regular, sem registradores de uso especial, mantendo a generalidade do código Exemplos de organizações de registradores (b) Intel 8086: abordagem diferente, todos os registradores são de uso geral: 4 registradores de dados de 16 bits; 4 registradores de 16 bits usados como apontadores e registradores índice; 4 registradores de segmento de 16 bits; PC e um conjunto de bits de estado e de controle; O uso de registradores de modo dedicado e implícito proporciona uma codificação mais compacta, mas com flexibilidade mais reduzida Exemplos de organizações de registradores (c) Intel I80386: Organização dos registradores visíveis ao usuário; Desenvolvido como uma extensão do 8086; Utiliza registradores de 32 bits, mas retém a organização de registradores do 8086 para fornecer compatibilidade com os programas desenvolvidos para sistemas anteriores; Esta restrição acaba restringindo os projetistas de 32 bits, devido a flexibilidade limitada. Exemplos de organizações de registradores

5 Ciclo de instrução da CPU Ciclo de instrução O ciclo de instrução inclui os seguintes subciclos: Busca Execução Interrupção: salva o estado de um processo atual e processa uma interrupção Indireto: acessos à memória adicionais, se for utilizado o endereçamento indireto Alternância entre instruções de busca e execução de instruções Transição de estados Ciclo de busca Composto pelas atividades: PC contém o endereço para a próxima instrução O endereço é colocado no MAR O endereço é colocado no barramento de endereço A unidade de controle requisita uma leitura na memória O resultado é colocado no barramento de dados, copiado no MBR e movido para o IR PC é incrementado de

6 Ciclo de busca Ciclo indireto Quando termina a busca, o R.I. é verificado para determinar se a instrução referencia algum operando com endereçamento indireto; caso seja este o caso, ocorre um ciclo indireto, composto por: Os n bits mais a direita do MBR (ref. à memória) são transferidos para o MAR; A unidade de controle requisita uma leitura de memória; O endereço do operando desejado é movido para a MBR Ciclo indireto Ciclo de execução Pode ter muitas formas, dependendo das instruções contidas no R.I. Pode incluir: Leitura e escrita na memória; Entrada e saída; Transferência de dados entre registradores; Operações da ULA

7 Ciclo de interrupção Ciclo de interrupção O conteúdo do PC deve ser salvo para que possa retomar sua atividade após a interrupção: O conteúdo do PC é copiado para a MBR; Posição especial da memória reservada (por exemplo, o topo de pilha) é carregada para a MAR; O conteúdo do MBR é escrito na memória; O PC é carregado com o endereço da rotina de interrupção; O próximo ciclo de instrução começará buscando a instrução apropriada Busca antecipada Durante a etapa de execução, normalmente não são feitos acessos a memória principal Durante este tempo (execução), é possível buscar a próxima instrução a ser executada Esta técnica visa melhorar a performance, mas não dobra a velocidade do computador, pois: Uma busca geralmente é feita em menos tempo do que uma execução de instrução E se forem buscadas várias das próximas instruções? O quê fazer no caso de desvios? Pipeline de instruções Adição de mais estágios no ciclo para aumentar a performance O maior desempenho não é obtido somente com avanços de hardware, mas também com o surgimento de técnicas de melhor organização e utilização da CPU O pipeline de instruções é uma técnica bastante utilizada, semelhante a uma linha de montagem, onde tarefas em diferentes estágios podem ser realizadas simultaneamente

8 Etapas do pipeline Pipeline de instruções Para aumentar o desempenho utilizando a técnica de pipeline, o processamento de uma instrução deve ser subdividido em um maior número de etapas: Busca de instrução (BI ou FI); Decodificação da instrução (DI); Cálculo de operandos (CO ou FO); Busca de operandos (BO); Execução da instrução (EI); Escrita de operando (EO ou WO) Pipeline A execução de instruções não passa necessariamente por todos os seis estágios definidos (ex.: uma instrução de carga não necessita do estágio de escrita do operando) Efeito de um desvio condicional no pipeline É possível que existam estágios com conflitos de acesso à memória (que não pode ser usada simultaneamente por estes estágios) Utilização de memória cache minimizam a execução de instruções na pipeline Desvios e interrupções podem afetar o desempenho do pipeline 31 O desvio é determinado apenas ao final da unidade de tempo

9 Limitações do pipeline Em teoria, parece que o aumento de estágios do pipeline tornaria mais rápida a taxa de execução Na prática, os fatores a seguir mostram que esta idéia não é válida: Cada estágio do pipeline tem um overhead na movimentação de dados entre áreas de armazenamento temporário e na execução de atividades de preparação e entrega de dados A lógica de controle necessária para manipular dependências e otimização da pipeline aumenta com o número de estágios Pipeline e desvios condicionais Desvios condicionais representam os maiores problemas para projetos de pipeline de instruções, por isso as seguintes técnicas podem ser adotadas para lidar com a situação: Múltiplos fluxos; Antecipação de busca da instrução-alvo de desvio; Memória de laço de repetição; Previsão de desvio; Atraso do desvio Múltiplos fluxos Abordagem que envolve duplicar os estágios iniciais da pipeline, buscando ambas instruções, usando dois fluxos de instruções Técnica de força bruta, apresenta os seguintes problemas: Múltiplas pipelines causam atrasos devido a contenção de acessos a registradores e à memória Podem entrar novas instruções de desvio adicionais na pipeline (requer um novo fluxo de instruções adicional) Busca antecipada Busca antecipada tanto da instrução-alvo do desvio quanto a instrução consecutiva ao desvio Sendo o desvio tomado ou não, a próxima instrução a ser executada já terá sido buscada antecipadamente

10 Memória de laço de repetição Uso de uma pequena memória de alta velocidade (preenchida pelo estágio de busca) usada para manter as n instruções mais buscadas recentemente, em sequência Caso o desvio seja, tomado, primeiro é verificada esta memória. Vantagens: Instruções seguintes estarão disponíveis sem a necessidade de acesso à memória; Se o desvio for apenas algumas posições adiante (comum em IF... THEN... ELSE); Adequada para laços de repetição ou iterações; 37 Memória de laço de repetição Conceito similar ao de memória cache, porém possui apenas algumas instruções sequenciais Técnica usada em computadores de alto desempenho como o CRAY-1 38 Previsão de desvio Pode utilizar diversas técnicas: Prever que o desvio nunca será tomado: continua a buscar instruções na sequência Prever que o desvio sempre será tomado: busca sempre as próximas instruções a partir do endereço-alvo do desvio Estudos comportamentais estimam que desvios são tomados mais de 50% das vezes Prever se o desvio será tomado ou não conforme o código da operação: taxas de sucesso superiores a 75% Estas estratégicas são essencialmente estáticas 39 Previsão de desvio Estratégias de previsão de desvio dinâmicas são baseadas em um histórico de instruções Um ou mais bits (chaves de desvio) podem ser usados para refletir a história recente da execução de instruções Usados pelo processador para decidir na próxima vez que a instrução for encontrada Armazenados em memória temporária de alta velocidade Uso de uma tabela de histórico de instruções de desvio usadas recentemente Uma mudança de previsão será feita após duas decisões erradas 40 10

11 Previsão de desvio Atraso no desvio Técnica simples e eficiente, reordena automaticamente as instruções de um programa, de modo que as instruções de desvio ocorram mais tarde Usadas em pipeline RISC (próximo capítulo)

28/9/2010. Unidade de Controle Funcionamento e Implementação

28/9/2010. Unidade de Controle Funcionamento e Implementação Arquitetura de Computadores Unidade de Controle Funcionamento e Implementação Prof. Marcos Quinet Universidade Federal Fluminense P.U.R.O. Operação da Unidade de Controle Unidade de controle: parte do

Leia mais

Arquitetura de Computadores - Princípio de Funcionamento da CPU. Por Helcio Wagner da Silva

Arquitetura de Computadores - Princípio de Funcionamento da CPU. Por Helcio Wagner da Silva Arquitetura Computadores - Princípio Funcionamento da CPU Por Helcio Wagner da Silva Arquitetura Von Neumann Memória Principal CPU ULA UC Dispositivo E/S ULA : Unida Lógica Aritmética UC : Unida Controle

Leia mais

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

ARQUITETURA DE COMPUTADORES 1 ARQUITETURA DE COMPUTADORES U C P Prof. Leandro Coelho Plano de Aula 2 Aula Passada Definição Evolução dos Computadores Histórico Modelo de Von-Neumann Básico CPU Mémoria E/S Barramentos Plano de Aula

Leia mais

Arquitetura de Computadores - Revisão -

Arquitetura de Computadores - Revisão - Arquitetura de Computadores - Revisão - Principais funções de um Sistema Operacional Componentes básicos da Arquitetura Barramentos Registradores da CPU Ciclo de Instruções Interrupções Técnicas de E/S

Leia mais

28/9/2010. Paralelismo no nível de instruções Processadores superescalares

28/9/2010. Paralelismo no nível de instruções Processadores superescalares Arquitetura de Computadores Paralelismo no nível de instruções Processadores superescalares Prof. Marcos Quinet Universidade Federal Fluminense P.U.R.O. Processadores superescalares A partir dos resultados

Leia mais

Componentes básicos de um sistema computacional. Cap. 1 (Stallings)

Componentes básicos de um sistema computacional. Cap. 1 (Stallings) Componentes básicos de um sistema computacional Cap. 1 (Stallings) 1 Sistema de Operação Explora recursos de hardware de um ou mais processadores Provê um conjunto de serviços aos utilizadores Gerencia

Leia mais

Campus Capivari Análise e Desenvolvimento de Sistemas (ADS) Prof. André Luís Belini E-mail: prof.andre.luis.belini@gmail.com /

Campus Capivari Análise e Desenvolvimento de Sistemas (ADS) Prof. André Luís Belini E-mail: prof.andre.luis.belini@gmail.com / Campus Capivari Análise e Desenvolvimento de Sistemas (ADS) Prof. André Luís Belini E-mail: prof.andre.luis.belini@gmail.com / andre.belini@ifsp.edu.br MATÉRIA: ICO Aula N : 09 Tema: Unidade Central de

Leia mais

Pipeline. Todos os estágios devem estar prontos ao mesmo tempo para prosseguir.

Pipeline. Todos os estágios devem estar prontos ao mesmo tempo para prosseguir. O throughput de um pipeline é determinado pela freqüência com que uma instrução sai do pipeline Todos os estágios devem estar prontos ao mesmo tempo para prosseguir O tempo requerido para mover uma instrução

Leia mais

ULA Sinais de Controle enviados pela UC

ULA Sinais de Controle enviados pela UC Solução - Exercícios Processadores 1- Qual as funções da Unidade Aritmética e Lógica (ULA)? A ULA é o dispositivo da CPU que executa operações tais como: Adição Subtração Multiplicação Divisão Incremento

Leia mais

BARRAMENTO DO SISTEMA

BARRAMENTO DO SISTEMA BARRAMENTO DO SISTEMA Memória Principal Processador Barramento local Memória cachê/ ponte Barramento de sistema SCSI FireWire Dispositivo gráfico Controlador de vídeo Rede Local Barramento de alta velocidade

Leia mais

Arquitetura de Computadores - Processadores Superescalares. por Helcio Wagner da Silva

Arquitetura de Computadores - Processadores Superescalares. por Helcio Wagner da Silva Arquitetura de Computadores - Processadores Superescalares por Helcio Wagner da Silva Introdução O Pipeline é uma técnica desenvolvida para a melhoria do desempenho frente à execução seqüencial de instruções

Leia mais

Introdução. ULA: Faz os Cálculos UC: Como isso tudo ocorre?

Introdução. ULA: Faz os Cálculos UC: Como isso tudo ocorre? Introdução ULA: Faz os Cálculos UC: Controla a execução do programa (ordem de leitura das instruções) Traz dados da memória e dispositivos para os registradores Comanda a ULA Como isso tudo ocorre? A UNIDADE

Leia mais

Unidade Central de Processamento

Unidade Central de Processamento Unidade Central de Processamento heloar.alves@gmail.com Site: heloina.com.br 1 CPU A Unidade Central de Processamento (UCP) ou CPU (Central Processing Unit), também conhecida como processador, é responsável

Leia mais

ARQUITETURA DE COMPUTADORES - 1866

ARQUITETURA DE COMPUTADORES - 1866 7 Unidade Central de Processamento (UCP): O processador é o componente vital do sistema de computação, responsável pela realização das operações de processamento e de controle, durante a execução de um

Leia mais

Estrutura de um Computador

Estrutura de um Computador SEL-0415 Introdução à Organização de Computadores Estrutura de um Computador Aula 7 Prof. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira MODELO DE VON NEUMANN PRINCÍPIOS A arquitetura de um computador consiste de

Leia mais

Arquitetura de Computadores Paralelismo, CISC X RISC, Interpretação X Tradução, Caminho de dados

Arquitetura de Computadores Paralelismo, CISC X RISC, Interpretação X Tradução, Caminho de dados Arquitetura de Computadores Paralelismo, CISC X RISC, Interpretação X Tradução, Caminho de dados Organização de um Computador Típico Memória: Armazena dados e programas. Processador (CPU - Central Processing

Leia mais

Arquitetura de Computadores. Tipos de Instruções

Arquitetura de Computadores. Tipos de Instruções Arquitetura de Computadores Tipos de Instruções Tipos de instruções Instruções de movimento de dados Operações diádicas Operações monádicas Instruções de comparação e desvio condicional Instruções de chamada

Leia mais

Sistemas Operacionais. Revisando alguns Conceitos de Hardware

Sistemas Operacionais. Revisando alguns Conceitos de Hardware Sistemas Operacionais Revisando alguns Conceitos de Hardware Sumário Hardware Processador Memória principal Cache Memória secundária Dispositivos de E/S e barramento Pipelining Arquiteturas RISC e CISC

Leia mais

Arquitetura de Computadores I

Arquitetura de Computadores I Arquitetura de Computadores I Pipeline -- Conflito de dados paradas e adiantamentos -- Conflito de controle detecção de desvios e descarte de instruções -- Edson Moreno edson.moreno@pucrs.br http://www.inf.pucrs.br/~emoreno

Leia mais

Visão Geral de Sistemas Operacionais

Visão Geral de Sistemas Operacionais Visão Geral de Sistemas Operacionais Sumário Um sistema operacional é um intermediário entre usuários e o hardware do computador. Desta forma, o usuário pode executar programas de forma conveniente e eficiente.

Leia mais

Paralelismo. Computadores de alto-desempenho são utilizados em diversas áreas:

Paralelismo. Computadores de alto-desempenho são utilizados em diversas áreas: Computadores de alto-desempenho são utilizados em diversas áreas: - análise estrutural; - previsão de tempo; - exploração de petróleo; - pesquisa em fusão de energia; - diagnóstico médico; - simulações

Leia mais

Organização Básica do Computador

Organização Básica do Computador Organização Básica do Computador Modelo de Von Neumann MEMÓRIA ENTRADA ARITMÉTICA LÓGICA SAÍDA CONTROLE Modelo de Von Neumann Introduziu o conceito do computador controlado por programa armazenado. Todo

Leia mais

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

ARQUITETURA DE COMPUTADORES 01001111 01110010 01100111 01100001 01101110 01101001 01111010 01100001 11100111 11100011 01101111 00100000 01100100 01100101 00100000 01000011 01101111 01101101 01110000 01110101 01110100 01100001 01100100

Leia mais

ANHANGUERA EDUCACIONAL. Capítulo 2. Conceitos de Hardware e Software

ANHANGUERA EDUCACIONAL. Capítulo 2. Conceitos de Hardware e Software ANHANGUERA EDUCACIONAL Capítulo 2 Conceitos de Hardware e Software Hardware Um sistema computacional é um conjunto de de circuitos eletronicos. Unidade funcionais: processador, memória principal, dispositivo

Leia mais

O processador é composto por: Unidade de controlo - Interpreta as instruções armazenadas; - Dá comandos a todos os elementos do sistema.

O processador é composto por: Unidade de controlo - Interpreta as instruções armazenadas; - Dá comandos a todos os elementos do sistema. O processador é composto por: Unidade de controlo - Interpreta as instruções armazenadas; - Dá comandos a todos os elementos do sistema. Unidade aritmética e lógica - Executa operações aritméticas (cálculos);

Leia mais

Arquitetura e Organização de Computadores I

Arquitetura e Organização de Computadores I Arquitetura e Organização de Computadores I Interrupções e Estrutura de Interconexão Prof. Material adaptado e traduzido de: STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 5ª edição Interrupções

Leia mais

Nível da Microarquitetura

Nível da Microarquitetura Nível da Microarquitetura (Aula 10) Roberta Lima Gomes - LPRM/DI/UFES Sistemas de Programação I Eng. Elétrica 2007/2 Agradecimentos: Camilo Calvi - LPRM/DI/UFES Máquina de Vários Níveis Modernas (ISA)

Leia mais

O Hardware Dentro da Unidade do Sistema

O Hardware Dentro da Unidade do Sistema Memória RAM Random Access Memory Memória de Acesso Aleatório Armazena: programas em execução dados dos programas em execução alguns programas do sistema operacional O objetivo é tornar mais rápido o acesso

Leia mais

Unidade Central de Processamento (CPU) Processador. Renan Manola Introdução ao Computador 2010/01

Unidade Central de Processamento (CPU) Processador. Renan Manola Introdução ao Computador 2010/01 Unidade Central de Processamento (CPU) Processador Renan Manola Introdução ao Computador 2010/01 Componentes de um Computador (1) Computador Eletrônico Digital É um sistema composto por: Memória Principal

Leia mais

Introdução à Arquitetura de Computadores

Introdução à Arquitetura de Computadores 1 Introdução à Arquitetura de Computadores Hardware e software Organização de um computador: Processador: registradores, ALU, unidade de controle Memórias Dispositivos de E/S Barramentos Linguagens de

Leia mais

Sistemas Computacionais II Professor Frederico Sauer

Sistemas Computacionais II Professor Frederico Sauer Sistemas Computacionais II Professor Frederico Sauer Livro-texto: Introdução à Organização de Computadores 4ª edição Mário A. Monteiro Livros Técnicos e Científicos Editora. Atenção: Este material não

Leia mais

SIS17 - Arquitetura de Computadores

SIS17 - Arquitetura de Computadores SIS17 - Arquitetura de Computadores Organização Básica B de Computadores (Parte I) Organização Básica B de Computadores Composição básica b de um Computador eletrônico digital Processador Memória Memória

Leia mais

Componentes de um Computador: Modelo Von Neumann

Componentes de um Computador: Modelo Von Neumann Componentes de um Computador: Modelo Von Neumann Modelo de Von Neumann O nome refere-se ao matemático John Von Neumann que foi considerado o criador dos computadores da forma que são projetados até hoje.

Leia mais

Arquitetura de Computadores. Ivan Saraiva Silva

Arquitetura de Computadores. Ivan Saraiva Silva Arquitetura de Computadores Introdução Ivan Saraiva Silva Sumário Introdução Bibliografia Recomendada O que é um computador Organização de um Computador Modelo de Von Neumann IAS Máquina de Von Neuman

Leia mais

O hardware é a parte física do computador, como o processador, memória, placamãe, entre outras. Figura 2.1 Sistema Computacional Hardware

O hardware é a parte física do computador, como o processador, memória, placamãe, entre outras. Figura 2.1 Sistema Computacional Hardware 1 2 Revisão de Hardware 2.1 Hardware O hardware é a parte física do computador, como o processador, memória, placamãe, entre outras. Figura 2.1 Sistema Computacional Hardware 2.1.1 Processador O Processador

Leia mais

A Unidade Central de Processamento é a responsável pelo processamento e execução de programas armazenados na MP.

A Unidade Central de Processamento é a responsável pelo processamento e execução de programas armazenados na MP. A ARQUITETURA DE UM COMPUTADOR A arquitetura básica de um computador moderno segue ainda de forma geral os conceitos estabelecidos pelo Professor da Universidade de Princeton, John Von Neumann (1903-1957),

Leia mais

PROFESSOR ÉVERSON MATIAS DE MORAIS SISTEMAS OPERACIONAIS. Sistemas operacionais (so) Roteiro

PROFESSOR ÉVERSON MATIAS DE MORAIS SISTEMAS OPERACIONAIS. Sistemas operacionais (so) Roteiro PROFESSOR ÉVERSON MATIAS DE MORAIS Graduação em Processamento de Dados Especialização em Ciência da Computação Mestrado em Ciência da Computação SISTEMAS OPERACIONAIS Aula 1 Sistemas operacionais (so)

Leia mais

Organização e Arquitetura de Computadores I. Introdução. Ivan Saraiva Silva Leonardo Casillo

Organização e Arquitetura de Computadores I. Introdução. Ivan Saraiva Silva Leonardo Casillo Organização e Arquitetura de Computadores I Introdução Ivan Saraiva Silva Leonardo Casillo Sumário Introdução Bibliografia Recomendada O que é um computador Organização de um Computador Modelo de Von Neumann

Leia mais

PROJETO LÓGICO DE COMPUTADORES Prof. Ricardo Rodrigues Barcelar http://www.ricardobarcelar.com.br

PROJETO LÓGICO DE COMPUTADORES Prof. Ricardo Rodrigues Barcelar http://www.ricardobarcelar.com.br - Aula 2 - O NÍVEL DA MICROARQUITETURA 1. INTRODUÇÃO Este é o nível cuja função é implementar a camada ISA (Instruction Set Architeture). O seu projeto depende da arquitetura do conjunto das instruções

Leia mais

2 Formalidades referentes ao trabalho

2 Formalidades referentes ao trabalho Bacharelado em Ciência da Computação DINF / UFPR Projetos Digitais e Microprocessadores 1 o Semestre de 2006 MICO-v12.r0 07/03/2006 Profs. Luis Allan Künzle e Armando Luiz Nicolini Delgado Atenção: Este

Leia mais

Componentes do Computador e. aula 3. Profa. Débora Matos

Componentes do Computador e. aula 3. Profa. Débora Matos Componentes do Computador e modelo de Von Neumann aula 3 Profa. Débora Matos O que difere nos componentes que constituem um computador? Princípios básicos Cada computador tem um conjunto de operações e

Leia mais

Edeyson Andrade Gomes

Edeyson Andrade Gomes Sistemas Operacionais Conceitos de Arquitetura Edeyson Andrade Gomes www.edeyson.com.br Roteiro da Aula Máquinas de Níveis Revisão de Conceitos de Arquitetura 2 Máquina de Níveis Máquina de níveis Computador

Leia mais

Arquiteturas RISC. (Reduced Instructions Set Computers)

Arquiteturas RISC. (Reduced Instructions Set Computers) Arquiteturas RISC (Reduced Instructions Set Computers) 1 INOVAÇÕES DESDE O SURGIMENTO DO COMPU- TADOR DE PROGRAMA ARMAZENADO (1950)! O conceito de família: desacoplamento da arquitetura de uma máquina

Leia mais

Aula 26: Arquiteturas RISC vs. CISC

Aula 26: Arquiteturas RISC vs. CISC Aula 26: Arquiteturas RISC vs CISC Diego Passos Universidade Federal Fluminense Fundamentos de Arquiteturas de Computadores Diego Passos (UFF) Arquiteturas RISC vs CISC FAC 1 / 33 Revisão Diego Passos

Leia mais

Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais Aula 5 Estrutura de Sistemas de Computação Prof.: Edilberto M. Silva http://www.edilms.eti.br Baseado no material disponibilizado por: SO - Prof. Edilberto Silva Prof. José Juan Espantoso

Leia mais

Paralelismo a Nível de Instrução

Paralelismo a Nível de Instrução Paralelismo a Nível de Instrução É possível obter maior desempenho computacional com: tecnologias mais avançadas, tais como circuitos mais rápidos; melhor organização da CPU, tais como o uso de múltiplos

Leia mais

Fundamentos em Informática

Fundamentos em Informática Fundamentos em Informática 04 Organização de Computadores nov/2011 Componentes básicos de um computador Memória Processador Periféricos Barramento Processador (ou microprocessador) responsável pelo tratamento

Leia mais

Organização e Arquitetura de Computadores I. de Computadores

Organização e Arquitetura de Computadores I. de Computadores Universidade Federal de Campina Grande Departamento de Sistemas e Computação Curso de Bacharelado em Ciência da Computação Organização e Arquitetura de I Organização Básica B de (Parte V, Complementar)

Leia mais

Arquitetura e Organização de Computadores

Arquitetura e Organização de Computadores Arquitetura e Organização de Computadores Fernando Fonseca Ramos Faculdade de Ciência e Tecnologia de Montes Claros Fundação Educacional Montes Claros 1 Índice 1- Introdução 3- Memórias 4- Dispositivos

Leia mais

Informática I. Aula 4. http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 4-11/09/2006 1

Informática I. Aula 4. http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 4-11/09/2006 1 Informática I Aula 4 http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 4-11/09/2006 1 Ementa Histórico dos Computadores Noções de Hardware e Software Microprocessadores Sistemas Numéricos e Representação

Leia mais

Guilherme Pina Cardim. Relatório de Sistemas Operacionais I

Guilherme Pina Cardim. Relatório de Sistemas Operacionais I Guilherme Pina Cardim Relatório de Sistemas Operacionais I Presidente Prudente - SP, Brasil 30 de junho de 2010 Guilherme Pina Cardim Relatório de Sistemas Operacionais I Pesquisa para descobrir as diferenças

Leia mais

Organização de Computadores 1

Organização de Computadores 1 Organização de Computadores 1 SISTEMA DE INTERCONEXÃO (BARRAMENTOS) Prof. Luiz Gustavo A. Martins Arquitetura de von Newmann Componentes estruturais: Memória Principal Unidade de Processamento Central

Leia mais

Arquitetura de Computadores. Arquitetura de Computadores 1

Arquitetura de Computadores. Arquitetura de Computadores 1 Computadores Computadores 1 Introdução Componentes: Processador; UC; Registradores; ALU s, FPU s, etc. Memória (Sistema de armazenamento de informações; Dispositivo de entrada e saída. Computadores 2 Introdução

Leia mais

Sistemas Operacionais. Prof. Pedro Luís Antonelli Anhanguera Educacional

Sistemas Operacionais. Prof. Pedro Luís Antonelli Anhanguera Educacional Sistemas Operacionais Prof. Pedro Luís Antonelli Anhanguera Educacional Hardware HARDWARE Sistema Computacional = conjunto de circuitos eletrônicos interligados formado por processador, memória, registradores,

Leia mais

Microprocessadores. Prof. Leonardo Barreto Campos 1

Microprocessadores. Prof. Leonardo Barreto Campos 1 Microprocessadores Prof. Leonardo Barreto Campos 1 Sumário Introdução; Arquitetura de Microprocessadores; Unidade de Controle UC; Unidade Lógica Aritméticas ULA; Arquitetura de von Neumann; Execução de

Leia mais

Universidade Federal do Rio de Janeiro Pós-Graduação em Informática IM-NCE/UFRJ. Pipeline. Gabriel P. Silva. Microarquitetura de Alto Desempenho

Universidade Federal do Rio de Janeiro Pós-Graduação em Informática IM-NCE/UFRJ. Pipeline. Gabriel P. Silva. Microarquitetura de Alto Desempenho Universidade Federal do Rio de Janeiro Pós-Graduação em Informática IM-NCE/UFRJ Microarquiteturas de Alto Desempenho Pipeline Gabriel P. Silva Introdução Pipeline é uma técnica de implementação de processadores

Leia mais

Introdução à Organização de Computadores. Execução de Programas Prof. Rossano Pablo Pinto, Msc. rossano at gmail com 2 semestre 2007

Introdução à Organização de Computadores. Execução de Programas Prof. Rossano Pablo Pinto, Msc. rossano at gmail com 2 semestre 2007 Introdução à Organização de Computadores Execução de Programas Prof. Rossano Pablo Pinto, Msc. rossano at gmail com 2 semestre 2007 CPU (Central Processing Unit) é o coordenador de todas as atividades

Leia mais

Arquitetura de Computadores - Arquitetura RISC. por Helcio Wagner da Silva

Arquitetura de Computadores - Arquitetura RISC. por Helcio Wagner da Silva Arquitetura de Computadores - Arquitetura RISC por Helcio Wagner da Silva Introdução RISC = Reduced Instruction Set Computer Elementos básicos: Grande número de registradores de propósito geral ou uso

Leia mais

Arquitetura e Organização de Computadores

Arquitetura e Organização de Computadores Arquitetura e Organização de Computadores Estrutura e Função do Processador Material adaptado, atualizado e traduzido de: STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 5ª edição Organização

Leia mais

Introdução à Organização de Computadores. Sistemas da Computação Prof. Rossano Pablo Pinto, Msc. rossano at gmail com 2 semestre 2007

Introdução à Organização de Computadores. Sistemas da Computação Prof. Rossano Pablo Pinto, Msc. rossano at gmail com 2 semestre 2007 Introdução à Organização de Computadores Sistemas da Computação Prof. Rossano Pablo Pinto, Msc. rossano at gmail com 2 semestre 2007 Tópicos Processadores Memória Principal Memória Secundária Entrada e

Leia mais

Software. Professora Milene Selbach Silveira Prof. Celso Maciel da Costa Faculdade de Informática - PUCRS

Software. Professora Milene Selbach Silveira Prof. Celso Maciel da Costa Faculdade de Informática - PUCRS Software Professora Milene Selbach Silveira Prof. Celso Maciel da Costa Faculdade de Informática - PUCRS ESQUEMA DE UM SISTEMA DE COMPUTADOR Unidades de Entrada - Teclado - Scanner - Caneta Ótica - Leitora

Leia mais

Visão Geral da Arquitetura de Computadores. Prof. Elthon Scariel Dias

Visão Geral da Arquitetura de Computadores. Prof. Elthon Scariel Dias Visão Geral da Arquitetura de Computadores Prof. Elthon Scariel Dias O que é Arquitetura de Computadores? Há várias definições para o termo arquitetura de computadores : É a estrutura e comportamento de

Leia mais

Linguagem de Montagem Funcionamento de CPU e Assembly Rudimentar

Linguagem de Montagem Funcionamento de CPU e Assembly Rudimentar Componentes de um Computador (5) Linguagem de Montagem Funcionamento de CPU e Assembly Rudimentar Prof. João Paulo A. Almeida (jpalmeida@inf.ufes.br) 2007/01 - INF02597 Com slides de Roberta Lima Gomes

Leia mais

2. A influência do tamanho da palavra

2. A influência do tamanho da palavra 1. Introdução O processador é o componente vital do sistema de computação, responsável pela realização das operações de processamento (os cálculos matemáticos etc.) e de controle, durante a execução de

Leia mais

NOTAS DE AULA Prof. Antonio Carlos Schneider Beck Filho (UFSM) Prof. Júlio Carlos Balzano de Mattos (UFPel) Arquitetura de Von Neumann

NOTAS DE AULA Prof. Antonio Carlos Schneider Beck Filho (UFSM) Prof. Júlio Carlos Balzano de Mattos (UFPel) Arquitetura de Von Neumann Universidade Federal de Santa Maria NOTAS DE AULA Prof. Antonio Carlos Schneider Beck Filho (UFSM) Prof. Júlio Carlos Balzano de Mattos (UFPel) Arquitetura de Von Neumann O modelo (ou arquitetura) de von

Leia mais

Máquina Multinível. Um programa pode ser definido como uma seqüência de instruções que descrevem como executar uma determinada tarefa.

Máquina Multinível. Um programa pode ser definido como uma seqüência de instruções que descrevem como executar uma determinada tarefa. Máquina Multinível Um programa pode ser definido como uma seqüência de instruções que descrevem como executar uma determinada tarefa. Uma instrução pode ser definida como um comando para o processador.

Leia mais

ARQUITETURA DE COMPUTADORES Prof. João Inácio

ARQUITETURA DE COMPUTADORES Prof. João Inácio ARQUITETURA DE COMPUTADORES Prof. João Inácio Memórias Memória: é o componente de um sistema de computação cuja função é armazenar informações que são, foram ou serão manipuladas pelo sistema. Em outras

Leia mais

Unidade 11: A Unidade de Controle Prof. Daniel Caetano

Unidade 11: A Unidade de Controle Prof. Daniel Caetano Arquitetura e Organização de Computadores 1 Unidade 11: A Unidade de Controle Prof. Daniel Caetano Objetivo: Apresentar as funções o mecanismo de atuação da Unidade de Controle. Bibliografia: - STALLINGS,

Leia mais

Máquina de estados UNIX O

Máquina de estados UNIX O Estruturas Processos de Controle (Aula 5) Aula Interrupções Profa. Patricia Gerência fluxo, execução D. O Abstração passada Criação podendo de gerar hw e transição sw (mudança de CostaLPRM/DI/UFES que

Leia mais

Máquina de estados UNIX O. Sistemas Operacionais 2008/1Profa. Patricia S.O. computação: recursos D. S.O S.O. controla eventos no sistema de

Máquina de estados UNIX O. Sistemas Operacionais 2008/1Profa. Patricia S.O. computação: recursos D. S.O S.O. controla eventos no sistema de Estruturas Processos de Controle (Aula 5) Aula Interrupções Profa. Patricia Gerência fluxo, execução D. O Abstração passada Criação podendo de gerar hw e transição sw (mudança de CostaLPRM/DI/UFES que

Leia mais

Introdução. INF1005 Programação I 33K Prof. Gustavo Moreira gmoreira@inf.puc-rio.br

Introdução. INF1005 Programação I 33K Prof. Gustavo Moreira gmoreira@inf.puc-rio.br Introdução INF1005 Programação I 33K Prof. Gustavo Moreira gmoreira@inf.puc-rio.br introdução Tópicos conceitos básicos o que é um programa um programa na memória decifrando um código referência Capítulo

Leia mais

Introdução à Organização e Arquitetura de Computadores. Prof. Leonardo Barreto Campos 1

Introdução à Organização e Arquitetura de Computadores. Prof. Leonardo Barreto Campos 1 Introdução à Organização e Arquitetura de Computadores Prof. Leonardo Barreto Campos 1 Sumário Introdução; Evolução dos Computadores; Considerações da Arquitetura de von Neumann; Execução de uma instrução

Leia mais

RISC X CISC - Pipeline

RISC X CISC - Pipeline RISC X CISC - Pipeline IFBA Instituto Federal de Educ. Ciencia e Tec Bahia Curso de Analise e Desenvolvimento de Sistemas Arquitetura de Computadores 25 e 26/30 Prof. Msc. Antonio Carlos Souza Referências

Leia mais

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

ARQUITETURA DE COMPUTADORES ARQUITETURA DE COMPUTADORES Aula 08: UCP Características dos elementos internos da UCP: registradores, unidade de controle, decodificador de instruções, relógio do sistema. Funções do processador: controle

Leia mais

Tais operações podem utilizar um (operações unárias) ou dois (operações binárias) valores.

Tais operações podem utilizar um (operações unárias) ou dois (operações binárias) valores. Tais operações podem utilizar um (operações unárias) ou dois (operações binárias) valores. 7.3.1.2 Registradores: São pequenas unidades de memória, implementadas na CPU, com as seguintes características:

Leia mais

Arquitetura de Computadores. Prof. João Bosco Jr.

Arquitetura de Computadores. Prof. João Bosco Jr. Arquitetura de Computadores Prof. João Bosco Jr. Unidade II Aula 1 Nível ISA Posicionado entre a microarquitetura e o SO Define a arquitetura (Conjunto de Instruções) É a interface entre o Software e o

Leia mais

Organização Básica de Computadores. Memória. Memória. Memória. Memória. Memória Parte I. Computador eletrônico digital. Sistema composto por

Organização Básica de Computadores. Memória. Memória. Memória. Memória. Memória Parte I. Computador eletrônico digital. Sistema composto por Ciência da Computação Arq. e Org. de Computadores Parte I Organização Básica de Computadores Computador eletrônico digital Sistema composto por processador memória dispositivos de entrada e saída interligados.

Leia mais

Introdução a Informática. Prof.: Roberto Franciscatto

Introdução a Informática. Prof.: Roberto Franciscatto Introdução a Informática Prof.: Roberto Franciscatto 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

Leia mais

Arquitetura e Organização de Computadores

Arquitetura e Organização de Computadores Arquitetura e Organização de Computadores Fernando Fonseca Ramos Faculdade de Ciência e Tecnologia de Montes Claros Fundação Educacional Montes Claros 1 Índice 1- Introdução 2- Exemplo de Microarquitetura

Leia mais

Primeiro nível desenvolvido, historicamente Atualmente existente entre o nível da microarquitetura e do sistema operacional

Primeiro nível desenvolvido, historicamente Atualmente existente entre o nível da microarquitetura e do sistema operacional Capítulo 5 Nível ISA Primeiro nível desenvolvido, historicamente Atualmente existente entre o nível da microarquitetura e do sistema operacional Compatibilidade com os níveis ISA anteriores!! => Pressão

Leia mais

Visão Geral de Pipelining

Visão Geral de Pipelining Pipeline Visão Geral de Pipelining Instruções MIPS têm mesmo tamanho Mais fácil buscar instruções no primeiro estágio e decodificar no segundo estágio IA-32 Instruções variam de 1 byte a 17 bytes Instruções

Leia mais

William Stallings Arquitetura e Organização de Computadores 8 a Edição

William Stallings Arquitetura e Organização de Computadores 8 a Edição William Stallings Arquitetura e Organização de Computadores 8 a Edição Capítulo 7 Entrada/saída Os textos nestas caixas foram adicionados pelo Prof. Joubert slide 1 Problemas de entrada/saída Grande variedade

Leia mais

Capítulo 4. MARIE (Machine Architecture Really Intuitive and Easy)

Capítulo 4. MARIE (Machine Architecture Really Intuitive and Easy) Capítulo 4 João Lourenço Joao.Lourenco@di.fct.unl.pt Faculdade de Ciências e Tecnologia Universidade Nova de Lisboa 2007-2008 MARIE (Machine Architecture Really Intuitive and Easy) Adaptado dos transparentes

Leia mais

Capítulo 3 Processadores de Propósito Geral: Software

Capítulo 3 Processadores de Propósito Geral: Software Capítulo 3 Processadores de Propósito Geral: Software Prof. Romis Attux EA075 2015 Obs: Os slides são parcialmente baseados nos dos autores do livro texto Processadores de Propósito Geral Um processador

Leia mais

SIS17-Arquitetura de Computadores

SIS17-Arquitetura de Computadores Sistema de Computação SIS17-Arquitetura de Computadores Apresentação da Disciplina Peopleware Hardware Software Carga Horária: 40 horas 2 Computadores atuais Unidade Central de Processamento Entrada Computadores

Leia mais

Sistemas Operacionais. Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira. Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 01. Cursos de Computação

Sistemas Operacionais. Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira. Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 01. Cursos de Computação Cursos de Computação Sistemas Operacionais Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 01 Referência: MACHADO, F.B. ; MAIA, L.P. Arquitetura de Sistemas Operacionais. 4.ed.

Leia mais

ULA- Unidade Lógica Aritmética. Prof. Rômulo Calado Pantaleão Camara. Carga Horária: 60h

ULA- Unidade Lógica Aritmética. Prof. Rômulo Calado Pantaleão Camara. Carga Horária: 60h ULA- Unidade Lógica Aritmética. Prof. Rômulo Calado Pantaleão Camara Carga Horária: 60h Sumário Unidade Lógica Aritmetrica Registradores Unidade Lógica Operações da ULA Unidade de Ponto Flutuante Representação

Leia mais

Capacidade = 512 x 300 x 20000 x 2 x 5 = 30.720.000.000 30,72 GB

Capacidade = 512 x 300 x 20000 x 2 x 5 = 30.720.000.000 30,72 GB Calculando a capacidade de disco: Capacidade = (# bytes/setor) x (méd. # setores/trilha) x (# trilhas/superfície) x (# superfícies/prato) x (# pratos/disco) Exemplo 01: 512 bytes/setor 300 setores/trilha

Leia mais

Computadores de Programação (MAB353)

Computadores de Programação (MAB353) Computadores de Programação (MAB353) Aula 19: Visão geral sobre otimização de programas 06 de julho de 2010 1 2 3 Características esperadas dos programas O primeiro objetivo ao escrever programas de computador

Leia mais

Organização de Computadores 1

Organização de Computadores 1 Organização de Computadores 1 5 CONJUNTO DE INSTRUÇÕES Prof. Luiz Gustavo A. Martins Introdução O que é um conjunto de instruções? Coleção completa das instruções que a CPU é capaz de executar (entende).

Leia mais

Programando o computador IAS

Programando o computador IAS Programando o computador IAS Edson Borin e Rafael Auler 21 de março de 2012 1 Introdução O computador IAS foi um dos primeiros computadores a implementar o conceito do programa armazenado. Neste paradigma,

Leia mais

1. NÍVEL CONVENCIONAL DE MÁQUINA (Cont.) 1.3. INSTRUÇÕES Conceitos Básicos

1. NÍVEL CONVENCIONAL DE MÁQUINA (Cont.) 1.3. INSTRUÇÕES Conceitos Básicos 1. NÍVEL CONVENCIONAL DE MÁQUINA (Cont.) 1.3. INSTRUÇÕES Conceitos Básicos Já estudamos anteriormente que os processadores funcionam (ou melhor, o seu hardware funciona) através de ordens simples e básicas,

Leia mais

Sistemas Operativos. Sumário. Estruturas de sistemas de computação. ! Operação de um sistema de computação. ! Estruturas de E/S

Sistemas Operativos. Sumário. Estruturas de sistemas de computação. ! Operação de um sistema de computação. ! Estruturas de E/S Estruturas de sistemas de computação Sumário! Operação de um sistema de computação! Estruturas de E/S! Estruturas de armazenamento! Hierarquia de armazenamento 2 1 Arquitectura de um sistema de computação

Leia mais

Organização e Arquitetura de Computadores

Organização e Arquitetura de Computadores Organização e Arquitetura de Computadores Entrada e saída Alexandre Amory Edson Moreno Nas Aulas Anteriores Foco na Arquitetura e Organização internas da Cleo Modelo Von Neuman Circuito combinacional Circuito

Leia mais

Organização e Arquitetura de Computadores I

Organização e Arquitetura de Computadores I Organização e Arquitetura de Computadores I Caminho de Dados Slide 1 Sumário Introdução Convenções Lógicas de Projeto Construindo um Caminho de Dados O Controle da ULA Projeto da Unidade de Controle Principal

Leia mais

20/09/2009 TRANSFORMANDO DADOS EM. PROCESSANDO DADOS George Gomes Cabral SISTEMAS NUMÉRICOS INFORMAÇÕES

20/09/2009 TRANSFORMANDO DADOS EM. PROCESSANDO DADOS George Gomes Cabral SISTEMAS NUMÉRICOS INFORMAÇÕES TRANSFORMANDO DADOS EM INFORMAÇÕES Em geral, parece que os computadores nos entendem porque produzem informações que nós entendemos. Porém, tudo o que fazem é reconhecer dois estados físicos distintos

Leia mais

Gerência de Entrada/Saída

Gerência de Entrada/Saída Gerência de Entrada/Saída Prof Clodoaldo Ap Moraes Lima 1 Princípios básicos de hardware Periférico é um dispositivo conectado a um computador de forma a possibilitar sua interação com o mundo externo

Leia mais

Figura 1 - O computador

Figura 1 - O computador Organização e arquitectura dum computador Índice Índice... 2 1. Introdução... 3 2. Representação da informação no computador... 4 3. Funcionamento básico dum computador... 5 4. Estrutura do processador...

Leia mais

Introdução a Informática. Prof.: Roberto Franciscatto

Introdução a Informática. Prof.: Roberto Franciscatto Introdução a Informática Prof.: Roberto Franciscatto O SUPORTE DO PROCESSAMENTO O primeiro tipo de sistema operacional (1956) permitia entrar com diversas tarefas ao mesmo tempo e essas tarefas assim agrupadas

Leia mais

Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais Sistemas de Entrada/Saída Princípios de Hardware Sistema de Entrada/Saída Visão Geral Princípios de Hardware Dispositivos de E/S Estrutura Típica do Barramento de um PC Interrupções

Leia mais