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

Tamanho: px
Começar a partir da página:

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

Transcrição

1 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 obtidos do estudo de RISC, foi possível observar que grande parte das instruções são simples e sobre valores escalares A partir desta observação, a melhoria do desempenho destas operações resultaria em um melhor desempenho geral Em um processador superescalar, são utilizadas várias pipelines de instruções independentes 2 Processadores superescalares Superescalar - organização geral Presença de várias unidades funcionais, cada uma implementada com um pipeline suporte à execução paralela de instruções Como são vários pipelines com diversos estágios, torna-se possível manipular diversas instruções a cada instante O processador superescalar busca várias instruções por vez, tentando encontrar instruções próximas que sejam independentes umas das outras, para execução em paralelo 3 Neste exemplo, podem ser executadas simultaneamente duas operações sobre inteiros, duas sobre ponto flutuante e uma sobre a memória 4 1

2 Arquitetura com superpipeline Técnica que tira vantagem do fato que muitos estágios da pipeline desempenham tarefas que requerem menos da metade do tempo de um ciclo de clock Um clock interno com o dobro de velocidade possibilita a execução de duas tarefas a cada ciclo de clock externo A seguir, uma comparação entre uma arquitetura com pipeline simples, uma superpipeline e superescalar, considerando 4 estágios (busca, decodificação, execução e resultado) 5 6 Limitação da abordagem superescalar Depende da habilidade de executar várias instruções em paralelo através de técnicas de compilador e hardware O paralelismo possui limitações intrínsecas: Dependência de dados verdadeira; Dependência de desvio; Conflito de recursos; Antidependência; Dependência de dados verdadeira Exemplo: add R1, R2 move R3, R1 A segunda instrução pode ser buscada e decodificada antecipadamente, mas não pode ser executada, pois depende que a primeira instrução tenha sua execução completada Pode ser necessário que uma etapa da instrução seguinte seja atrasada até que seja resolvida a dependência 7 8 2

3 Dependência de desvios A presença de desvios condicionais prejudica a operação da pipeline A instrução seguinte a um desvio condicional, tomado ou não, depende dessa instrução de desvio, e não pode ser executada até que seja completada a execução da instrução de desvio Em um pipeline superescalar, o número de instruções perdidas a cada atraso é maior Conflito de recursos Ocorre quando duas ou mais instruções tentam acessar ao mesmo tempo um mesmo recurso (memória, barramentos, unidades funcionais, etc.) Enquanto dependências de dados não podem ser eliminadas, conflitos de recursos podem ser superados pela duplicação dos mesmos (mas que terão impactos no custo e complexidade do projeto) 9 10 Paralelismo no nível de instruções: existe quando as instruções de uma sequência são independentes, podendo ser executadas em paralelo (sobreposição) Determinado pela frequência que ocorrem no código dependências de dados verdadeiras e dependências de desvio Paralelismo de máquina: medida da capacidade do processador aproveitar o paralelismo no nível de instruções Determinado pelo número de pipelines paralelas, velocidade e eficácia do processador em identificar instruções independentes

4 Política de iniciação de instruções: protocolo usado para iniciar a execução de instruções nas unidades funcionais do processador Procura examinar algumas instruções à frente do ponto de execução atual, para localizar instruções que possam ser colocadas na pipeline para execução. As políticas podem ser classificadas como: Iniciação em ordem, com terminação em ordem Iniciação em ordem, com terminação fora de ordem Iniciação fora de ordem, com terminação fora de ordem 13 Iniciação de instruções Iniciação em ordem com terminação em ordem: A mais simples de todas, com execução e escrita de resultados sequenciais; Política muito simples, útil apenas como comparação com políticas mais elaboradas; Pode buscar mais de uma instrução por vez; Algumas instruções podem ter que aguardar; Se as instruções são buscadas em pares, as duas instruções seguintes devem aguardar até que o par de estágios anteriores esteja vazio 14 Iniciação em ordem com terminação em ordem Ex.: considere as instruções: I1 requer 2 ciclos para ser executada I3 e I4 competem pela mesma unidade funcional I5 depende do resultado de I4 I5 e I6 competem pela mesma unidade funcional Questões de Projeto Iniciação em ordem com terminação fora de ordem: Usada em processadores RISC escalares para melhorar o desempenho de execução de instruções que requerem vários ciclos Terminação fora de ordem: a qualquer instante, pode haver várias instruções em execução na pipeline, até o grau máximo de paralelismo da máquina A iniciação de instruções é temporariamente interrompida no caso de conflito por recurso, dependência de dados ou dependência de desvio

5 Iniciação em ordem com terminação fora de ordem I1: R3:= R3 + R5; I2: R4:= R3 + 1; I3: R3:= R5 + 1; Se I3 completar antes de I1, o resultado de I1 estárá errado dependência de saída 17 Na iniciação em ordem o processador decodifica informações somente até o ponto que ocorre uma dependência ou conflito, sem poder examinar instruções adiante deste ponto Com isto, não pode identificar instruções subsequentes que sejam independentes da instruções que já estão no pipeline Seria interessante desvincular os estágios de decodificação e execução da pipeline 18 Iniciação fora de ordem com terminação fora de ordem: Uso de uma janela de instruções: quando o processador termina a decodificação de uma instrução, ela é colocada na janela de instruções O processador pode continuar buscando e decodificando instruções, enquanto houver espaço na janela Quando uma unidade funcional estiver disponível, qualquer instrução na janela pode ser iniciada, se não houver conflito ou dependência e a unidade funcional que necessite estiver disponível Iniciação fora de ordem com terminação fora de ordem Desta forma, o processador pode examinar instruções à frente, identificando instruções que podem ser executadas A única restrição é que o programa de comporte corretamente

6 Antidependência Com a possibilidade da ordem das instruções ser invertida, surge uma nova situação, chamada antidependência: uma segunda instrução pode alterar um valor que é usado pela primeira instrução Por exemplo, no código a seguir, I3 não pode ser completada antes de I2, pois altera o valor do registrador R3 I1: R3:=R3 + R5; I2: R4:=R3 + 1; I3: R3:=R5 + 1; I4: R7:=R3 + R4; Renomeação de registradores Método para lidar com conflitos de armazenamento causados pelas dependências de saída e antidependências Registradores são alocados dinamicamente pelo processador, sendo associados aos valores requeridos pelas instruções a cada instante de tempo São utilizados registradores lógicos, cujas referências são convertidas a registradores em hardware no momento de sua utilização Exemplo R3 b :=R3 a + R5 a R4 b :=R3 b + 1 R3 c :=R5 a + 1 R7 b :=R3 c + R4 b (I1) (I2) (I3) (I4) No exemplo acima, a criação de R3 c evita a antidependência em I2 e a dependência de saída em I1, logo, I3 pode ser iniciada imediatamente Previsão de desvio Arquiteturas superescalares retomaram as técnicas de previsão de desvio empregadas antes da arquitetura RISC Processadores mais simples empregam previsões estáticas, enquanto processadores mais sofisticados usam previsão dinâmica, baseando-se em históricos de desvios

7 Execução Superescalar Processamento superescalar Programa estático sequência linear de instruções O processo de busca de instruções (incluindo previsão de desvio) constrói um fluxo dinâmico de instruções, onde o processador identifica e tenta eliminar dependências As instruções são despachadas para uma janela de execução, onde não formam mais um fluxo sequencial As instruções são reordenadas de acordo com as dependências de dados verdadeiras e recolocadas em um novo fluxo sequencial Implementação Superescalar aspectos básicos requeridos Estratégias de busca de múltiplas instruções Lógica para armazenar dependências de dados verdadeiras Mecanismos para iniciar múltiplas instruções em paralelo Recursos para a execução paralela de múltiplas instruções (incluindo múltiplas unidades funcionais paralelas e hierarquia de memória capaz de atender simultaneamente múltiplas referências Mecanismos para a confirmação dos resultados na ordem correta 27 7

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

Organização e Arquitetura de Computadores. Capítulo 13 Paralelismo no nível de instruções

Organização e Arquitetura de Computadores. Capítulo 13 Paralelismo no nível de instruções Organização e Arquitetura de Computadores Capítulo 13 Paralelismo no nível de instruções O que é Superescalar? As arquiteturas superescalares são aquelas capazes de buscar, decodificar, executar e terminar

Leia mais

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

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

Leia mais

Exemplo: CC1 CC2 CC3 CC4 CC5 CC6 CC7 CC8 CC9 ADD $s0, $t0, $t1 IF ID EX MEM WB SUB $t2, $s0, $t3 IF Stall Stall ID EX MEM WB

Exemplo: CC1 CC2 CC3 CC4 CC5 CC6 CC7 CC8 CC9 ADD $s0, $t0, $t1 IF ID EX MEM WB SUB $t2, $s0, $t3 IF Stall Stall ID EX MEM WB 2.3 Dependências de dados (Data Hazards) Ocorre quando uma instrução depende do resultado de outra instrução que ainda está no pipeline. Este tipo de dependência é originado na natureza seqüencial do código

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

Arquitetura de Computadores I

Arquitetura de Computadores I Arquitetura de Computadores I Pipeline Edson Moreno edson.moreno@pucrs.br http://www.inf.pucrs.br/~emoreno Organização do MIPS: pipeline Visão geral do pipeline Analogia com uma Lavanderia doméstica 1

Leia mais

Pipelining. Professor: Carlos Bazilio. Pólo Universitário rio de Rio das Ostras

Pipelining. Professor: Carlos Bazilio. Pólo Universitário rio de Rio das Ostras Pipelining Professor: Carlos Bazilio Contextualizando Após apresentação da arquitetura interna de processadores Memória de Controle Microprograma Linguagem de Máquina... Motivação Idéia Geral Estágios

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

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

Arquitetura de Computadores. Ivan Saraiva Silva

Arquitetura de Computadores. Ivan Saraiva Silva Arquitetura de Computadores MIPS Pipeline Ivan Saraiva Silva Pipeline 4 pessoas (A, B, C, D) possuem sacolas de roupa para lavar, secar e dobrar A B C D Lavar leva 30 minutos Secar leva 40 minutos Dobrar

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

Introdução ao Processamento Paralelo

Introdução ao Processamento Paralelo Introdução ao Processamento Paralelo Prof. Rômulo Calado Pantaleão Camara Carga Horária: 2h/60h Introdução Crescente aumento de desempenho dos PCs (máquinas convencionais). Existem aplicações que requisitam

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

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

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

Caminho dos Dados e Atrasos

Caminho dos Dados e Atrasos Caminho dos Dados e Atrasos Arquiteturas para Alto Desmpenho Prof. pauloac@ita.br Sala 110 Prédio da Computação www.comp.ita.br/~pauloac Pipeline MIPS O MIPS utiliza um pipeline com profundidade 5, porém

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

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

Arquitecturas Alternativas. Pipelining Super-escalar VLIW IA-64

Arquitecturas Alternativas. Pipelining Super-escalar VLIW IA-64 Arquitecturas Alternativas Pipelining Super-escalar VLIW IA-64 Pipeline de execução A execução de uma instrução passa por várias fases: Vimos o ciclo: fetch, decode, execute fetch decode execute instrução

Leia mais

Organização e Arquitetura de Computadores I

Organização e Arquitetura de Computadores I Organização e Arquitetura de Computadores I Pipeline Slide 1 Pipeline Pipeline Hazards: Hazards Estruturais Hazards de Dados Hazards de Controle Organização e Arquitetura de Computadores I Caminho de Dados

Leia mais

ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES INTRODUÇÃO AO PARALELISMO: PROCESSADORES SUPERESCALARES. Prof. Dr. Daniel Caetano 2012-1

ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES INTRODUÇÃO AO PARALELISMO: PROCESSADORES SUPERESCALARES. Prof. Dr. Daniel Caetano 2012-1 ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES INTRODUÇÃO AO PARALELISMO: PROCESSADORES SUPERESCALARES Prof. Dr. Daniel Caetano 2012-1 Lembretes Compreender o funcionamento da Arquitetura Superpipeline Compreender

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

Algumas características especiais

Algumas características especiais Algumas características especiais Tópicos o Medidas de desempenho o CISC versus RISC o Arquiteturas Superescalares o Arquiteturas VLIW Medidas de desempenho Desempenho é muito dependente da aplicação MIPS:

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

Arquitetura de Von Neumann e os Computadores Modernos

Arquitetura de Von Neumann e os Computadores Modernos Arquitetura de Von Neumann e os Computadores Modernos Arquitetura de Computadores e Software Básico Aula 5 Flávia Maristela (flaviamsn@ifba.edu.br) Arquitetura de Von Neumann e as máquinas modernas Onde

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

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

Arquitetura e Organização de Computadores 2. Apresentação da Disciplina

Arquitetura e Organização de Computadores 2. Apresentação da Disciplina Arquitetura e Organização de Computadores 2 Apresentação da Disciplina 1 Objetivos Gerais da Disciplina Aprofundar o conhecimento sobre o funcionamento interno dos computadores em detalhes Estudar técnicas

Leia mais

ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES MÓDULO 8

ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES MÓDULO 8 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES MÓDULO 8 Índice 1. A Organização do Computador - Continuação...3 1.1. Processadores - II... 3 1.1.1. Princípios de projeto para computadores modernos... 3 1.1.2. Paralelismo...

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

Arquitetura e Organização de Computadores 2

Arquitetura e Organização de Computadores 2 Arquitetura e Organização de Computadores 2 Escalonamento Estático e Arquiteturas VLIW Dynamic Scheduling, Multiple Issue, and Speculation Modern microarchitectures: Dynamic scheduling + multiple issue

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

Unidade 4 Paralelismo em Nível de Instrução. Filipe Moura de Lima Gutenberg Pessoa Botelho Neto Thiago Vinícius Freire de Araújo Ribeiro

Unidade 4 Paralelismo em Nível de Instrução. Filipe Moura de Lima Gutenberg Pessoa Botelho Neto Thiago Vinícius Freire de Araújo Ribeiro Unidade 4 Paralelismo em Nível de Instrução Filipe Moura de Lima Gutenberg Pessoa Botelho Neto Thiago Vinícius Freire de Araújo Ribeiro Sumário Introdução O Pipeline Pipeline em diferentes CPUs ARM Cortex-A9

Leia mais

Informática I. Aula 5. http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 5-13/05/2006 1

Informática I. Aula 5. http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 5-13/05/2006 1 Informática I Aula 5 http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 5-13/05/2006 1 Ementa Histórico dos Computadores Noções de Hardware e Software Microprocessadores Sistemas Numéricos e Representação

Leia mais

Microarquiteturas Avançadas

Microarquiteturas Avançadas Univ ersidade Federal do Rio de Janei ro Info rmátic a DCC/IM Arquitetura de Computadores II Microarquiteturas Avançadas Gabrie l P. Silva Introdução As arquiteturas dos processadores têm evoluído ao longo

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

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

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. 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 Computadores I Organização Básica B de Computadores

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

Os textos nestas caixas foram adicionados pelo Prof. Joubert

Os textos nestas caixas foram adicionados pelo Prof. Joubert William Stallings Arquitetura e Organização de Computadores 8 a Edição Capítulo 4 Memória cache Os textos nestas caixas foram adicionados pelo Prof. Joubert slide 1 Características Localização. Capacidade.

Leia mais

Estruturas do Sistema de Computação

Estruturas do Sistema de Computação Estruturas do Sistema de Computação Prof. Dr. José Luís Zem Prof. Dr. Renato Kraide Soffner Prof. Ms. Rossano Pablo Pinto Faculdade de Tecnologia de Americana Centro Paula Souza Estruturas do Sistema de

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

Notas da Aula 4 - Fundamentos de Sistemas Operacionais

Notas da Aula 4 - Fundamentos de Sistemas Operacionais Notas da Aula 4 - Fundamentos de Sistemas Operacionais 1. Threads Threads são linhas de execução dentro de um processo. Quando um processo é criado, ele tem uma única linha de execução, ou thread. Esta

Leia mais

Organização e Arquitetura de Computadores. Hugo Barros email@hugobarros.com.br

Organização e Arquitetura de Computadores. Hugo Barros email@hugobarros.com.br Organização e Arquitetura de Computadores Hugo Barros email@hugobarros.com.br RISC X SISC RISC: Reduced Instruction Set Computer Nova Tecnologia para máquinas de alta performance; Máquina com um conjunto

Leia mais

7-1. Parte 6 Otimizações da Arquitetura

7-1. Parte 6 Otimizações da Arquitetura 7-1 Parte 6 Otimizações da Arquitetura 7-2 Bibliografia [1] Miles J. Murdocca e Vincent P. Heuring, Introdução à Arquitetura de Computadores [2] Andrew S. Tanenbaum, Modern Operating Systems [3] William

Leia mais

Notas da Aula 17 - Fundamentos de Sistemas Operacionais

Notas da Aula 17 - Fundamentos de Sistemas Operacionais Notas da Aula 17 - Fundamentos de Sistemas Operacionais 1. Gerenciamento de Memória: Introdução O gerenciamento de memória é provavelmente a tarefa mais complexa de um sistema operacional multiprogramado.

Leia mais

Sistema de Memórias de Computadores

Sistema de Memórias de Computadores Sistema de Memórias de Computadores Uma memória é um dispositivo que permite um computador armazenar dados temporariamente ou permanentemente. Sabemos que todos os computadores possuem memória. Mas quando

Leia mais

Programação Concorrente Introdução

Programação Concorrente Introdução Introdução Prof. Eduardo Alchieri (definição) Programação Concorrente Do inglês Concurrent Programming, onde Concurrent signifca "acontecendo ao mesmo tempo" Programação Concorrente é diferente de programação

Leia mais

29/3/2011. Primeira unidade de execução (pipe U): unidade de processamento completa, capaz de processar qualquer instrução;

29/3/2011. Primeira unidade de execução (pipe U): unidade de processamento completa, capaz de processar qualquer instrução; Em 1993, foi lançada a primeira versão do processador Pentium, que operava a 60 MHz Além do uso otimizado da memória cache (tecnologia já amadurecida) e da multiplicação do clock, o Pentium passou a utilizar

Leia mais

Introdução. Introdução. Introdução. Organização Estruturada de Computadores. Introdução. Máquinas Multiníveis

Introdução. Introdução. Introdução. Organização Estruturada de Computadores. Introdução. Máquinas Multiníveis Ciência da Computação Arq. e Org. de Computadores Máquinas Multiníveis Prof. Sergio Ribeiro Computador digital máquina que resolve problemas executando uma série de instruções. Programa conjunto de instruções

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

Hardware (Nível 0) Organização. Interface de Máquina (IM) Interface Interna de Microprogramação (IIMP)

Hardware (Nível 0) Organização. Interface de Máquina (IM) Interface Interna de Microprogramação (IIMP) Hardware (Nível 0) Organização O AS/400 isola os usuários das características do hardware através de uma arquitetura de camadas. Vários modelos da família AS/400 de computadores de médio porte estão disponíveis,

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

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

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

Introdução à Computação: Arquitetura von Neumann

Introdução à Computação: Arquitetura von Neumann Introdução à Computação: Arquitetura von Neumann Beatriz F. M. Souza (bfmartins@inf.ufes.br) http://inf.ufes.br/~bfmartins/ Computer Science Department Federal University of Espírito Santo (Ufes), Vitória,

Leia mais

Predição de Desvios e Processadores Superescalares Especulativos

Predição de Desvios e Processadores Superescalares Especulativos Predição de Desvios e Processadores Superescalares Especulativos Arquiteturas para Alto Desmpenho Prof. pauloac@ita.br Sala 110 Prédio da Computação www.comp.ita.br/~pauloac Tomasulo Especulativo Se os

Leia mais

Gerência de processos Requisitos fundamentais

Gerência de processos Requisitos fundamentais Requisitos fundamentais Implementar um modelo de processo. Implementar facilidades para criação e destruição de processos por usuários Alocar recursos a processos Intercalar a execução de um número de

Leia mais

Udesc/Ceplan Bacharelado em Sistemas de Informação Sistemas Operacionais. Prof. Alexandre Veloso alexandre.matos@udesc.br

Udesc/Ceplan Bacharelado em Sistemas de Informação Sistemas Operacionais. Prof. Alexandre Veloso alexandre.matos@udesc.br Programação Concorrente [Parte 2] Udesc/Ceplan Bacharelado em Sistemas de Informação Sistemas Operacionais Prof. Alexandre Veloso alexandre.matos@udesc.br Condição de Corrida Uma forma de um processo comunicar-se

Leia mais

Sistemas Operativos I

Sistemas Operativos I Gestão da Memória Luis Lino Ferreira / Maria João Viamonte Fevereiro de 2006 Gestão da Memória Gestão de memória? Porquê? Atribuição de instruções e dados à memória Endereços lógicos e físicos Overlays

Leia mais

7 Processamento Paralelo

7 Processamento Paralelo 7 Processamento Paralelo Yes, of course, who has time? Who has time? But then if we do not ever take time, how can we ever have time? (The Matrix) 7.1 Introdução Classificação de Sistemas Paralelos Diversas

Leia mais

Multiprocessamento. Multiprocessadores com memória distribuída (multicomputador)

Multiprocessamento. Multiprocessadores com memória distribuída (multicomputador) Multiprocessamento Multiprocessadores com memória distribuída (multicomputador) Conjunto de processadores, cada qual com sua memória local Processadores se comunicam por troca de mensagens, via rede de

Leia mais

Introdução aos Sistemas Operativos

Introdução aos Sistemas Operativos Introdução aos Sistemas Operativos Computadores e Redes de Comunicação Mestrado em Gestão de Informação, FEUP 06/07 Sérgio Sobral Nunes mail: sergio.nunes@fe.up.pt web: www.fe.up.pt/~ssn Sumário Definição

Leia mais

Arquitetura de Computadores II

Arquitetura de Computadores II Universidade Federal do Rio de Janeiro Bacharelado em Ciência da Computação - DCC/IM Arquitetura de Computadores II Multithreading Prof. Gabriel P. Silva Introdução Muitos dos sistemas operacionais modernos

Leia mais

Prof.: Roberto Franciscatto. Capítulo 1.2 Aspectos Gerais

Prof.: Roberto Franciscatto. Capítulo 1.2 Aspectos Gerais Sistemas Operacionais Prof.: Roberto Franciscatto Capítulo 1.2 Aspectos Gerais Estrutura do Sistema Operacional Principais Funções do Sistema Operacional Tratamento de interrupções e exceções Criação e

Leia mais

CAPÍTULO 7 NÍVEL DE LINGUAGEM DE MONTAGEM

CAPÍTULO 7 NÍVEL DE LINGUAGEM DE MONTAGEM CAPÍTULO 7 NÍVEL DE LINGUAGEM DE MONTAGEM 71 Introdução Difere dos níveis inferiores por ser implementado por tradução A tradução é usada quando um processador está disponível para uma mensagem fonte mas

Leia mais

Arquitetura de Computadores RISC x CISC. Gustavo Pinto Vilar

Arquitetura de Computadores RISC x CISC. Gustavo Pinto Vilar Arquitetura de Computadores RISC x CISC Gustavo Pinto Vilar PPF / DPF Papiloscopista Policial Federal Pós-Graduado em Docência do Ensino Superior UFRJ Graduado em Ciência da Computação e Processamento

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

O que é Arquitetura de Computadores?

O que é Arquitetura de Computadores? O que é Arquitetura de Computadores? Forças Coordenação de um conjunto de níveis de abstração de um computador sobre um grande conjunto de forças de mudança Arquitetura de Computadores = Arquitetura de

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

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

Notas da Aula 15 - Fundamentos de Sistemas Operacionais

Notas da Aula 15 - Fundamentos de Sistemas Operacionais Notas da Aula 15 - Fundamentos de Sistemas Operacionais 1. Software de Entrada e Saída: Visão Geral Uma das tarefas do Sistema Operacional é simplificar o acesso aos dispositivos de hardware pelos processos

Leia mais

28/3/2011. Família Intel 80x86. Arquitetura dos Processadores Intel 80x86

28/3/2011. Família Intel 80x86. Arquitetura dos Processadores Intel 80x86 Arquitetura de Computadores Arquitetura dos Processadores Intel 80x86 Prof. Marcos Quinet Universidade Federal Fluminense UFF Pólo Universitário de Rio das Ostras - PURO Família Intel 80x86 Ao se falar

Leia mais

SISTEMAS OPERACIONAIS CAPÍTULO 3 CONCORRÊNCIA

SISTEMAS OPERACIONAIS CAPÍTULO 3 CONCORRÊNCIA SISTEMAS OPERACIONAIS CAPÍTULO 3 CONCORRÊNCIA 1. INTRODUÇÃO O conceito de concorrência é o princípio básico para o projeto e a implementação dos sistemas operacionais multiprogramáveis. O sistemas multiprogramáveis

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

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

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Faculdade de Informática Organização e Arquitetura de Computadores

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Faculdade de Informática Organização e Arquitetura de Computadores Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Faculdade de Informática Organização e Arquitetura de Computadores Questão 1) Considere o projeto de um circuito digital que implementa a função f

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

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

3. Arquiteturas SIMD. 3.1 Considerações iniciais

3. Arquiteturas SIMD. 3.1 Considerações iniciais 3. Arquiteturas SIMD Computadores SIMD (Single Instruction Multiple Data) são utilizados para a resolução de problemas computacionalmente intensivos da área científica e de engenharia, em que existem estruturas

Leia mais

ARTIGO IV PRINCIPAIS PARTES DA CPU

ARTIGO IV PRINCIPAIS PARTES DA CPU ARTIGO IV PRINCIPAIS PARTES DA CPU Principais partes da CPU: Nos primeiros computadores as partes da CPU eram construídas separadamente, ou seja, um equipamento fazia o papel de unidade lógica e aritmética

Leia mais

Tecnologia da Informação. Visão Geral sobre Informática

Tecnologia da Informação. Visão Geral sobre Informática 9/18/2014 1 Tecnologia da Informação Visão Geral sobre Informática Trabalho compilado da internet Prof. Claudio Passos 9/18/2014 2 PROBLEMAS ADMINISTRATIVOS Volume de Informação Tempo de Resposta Aumento

Leia mais

Capítulo 3. Avaliação de Desempenho. 3.1 Definição de Desempenho

Capítulo 3. Avaliação de Desempenho. 3.1 Definição de Desempenho 20 Capítulo 3 Avaliação de Desempenho Este capítulo aborda como medir, informar e documentar aspectos relativos ao desempenho de um computador. Além disso, descreve os principais fatores que influenciam

Leia mais

Processador ( CPU ) E/S. Memória. Sistema composto por Processador, Memória e dispositivos de E/S, interligados por um barramento

Processador ( CPU ) E/S. Memória. Sistema composto por Processador, Memória e dispositivos de E/S, interligados por um barramento 1 Processadores Computador Processador ( CPU ) Memória E/S Sistema composto por Processador, Memória e dispositivos de E/S, interligados por um barramento 2 Pastilha 3 Processadores (CPU,, Microcontroladores)

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

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

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

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

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

Fundamentos de Arquitetura de Computadores. Prof. Marcos Quinet Universidade Federal Fluminense UFF Pólo Universitário de Rio das Ostras - PURO

Fundamentos de Arquitetura de Computadores. Prof. Marcos Quinet Universidade Federal Fluminense UFF Pólo Universitário de Rio das Ostras - PURO Fundamentos de Arquitetura de Computadores Prof. Marcos Quinet Universidade Federal Fluminense UFF Pólo Universitário de Rio das Ostras - PURO Hardware de um Sistema Computacional Hardware: são os componentes

Leia mais

Geração de código intermediário. Novembro 2006

Geração de código intermediário. Novembro 2006 Geração de código intermediário Novembro 2006 Introdução Vamos agora explorar as questões envolvidas na transformação do código fonte em uma possível representação intermediária Como vimos, nas ações semânticas

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

5 Mecanismo de seleção de componentes

5 Mecanismo de seleção de componentes Mecanismo de seleção de componentes 50 5 Mecanismo de seleção de componentes O Kaluana Original, apresentado em detalhes no capítulo 3 deste trabalho, é um middleware que facilita a construção de aplicações

Leia mais

A memória é um recurso fundamental e de extrema importância para a operação de qualquer Sistema Computacional; A memória trata-se de uma grande

A memória é um recurso fundamental e de extrema importância para a operação de qualquer Sistema Computacional; A memória trata-se de uma grande A memória é um recurso fundamental e de extrema importância para a operação de qualquer Sistema Computacional; A memória trata-se de uma grande região de armazenamento formada por bytes ou palavras, cada

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