ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO DO COMPUTADOR

Transcrição

1 ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO DO COMPUTADOR Prof. Filippo Valiante Filho

2 Estrutura do Computador Computador CPU (Central Processing Unit) Sistema de Armazenamento (Memórias) Sistema de E/S Barramentos

3 Estrutura do Computador (ii) CPU ULA Unidade Lógica e Aritmética. Registradores Unidade de armazenamento mais básica. Unidade de Controle Controla a perfeita execução das sequências de instruções (programas), garantindo o sincronismo (tempo) e a ordenação correta de cada passo; bem como, interpretando e gerando os sinais de controle externos à CPU.

4 Estrutura do Computador (iii) Sistema de Armazenamento (Memórias) Memória Principal ( RAM ) Programas e dados em execução. Memória Secundária Armazenamento permanente de dados e programas. P.Ex.: HD, memória flash, etc.

5 Estrutura do Computador (iv) Sistema de Entrada e Saída (E/S) Módulo de E/S Controle dos periféricos Periféricos Comunicação com o usuário Comunicação com outros computadores Armazenamento de dados Interação com o ambiente

6 Estrutura do Computador (v) Barramento (Bus) Meio de comunicação compartilhados entre os diversos componentes do computador Especificação lógica, elétrica e mecânica Ex: USB (Universal Serial Bus)

7 Barramentos Tipos de Barramentos Dados Endereço Controle Interrupção Leitura / Escrita Reset Clock (Relógio)

8 Barramentos (ii) Largura dos Barramentos (quantidade de vias) Endereços: 16 bits 2 16 = = 64k posições (endereços) Dados: Cada posição armazena 8 bits = 1 Byte (B) Capacidade (limite) da Memória do Computador: Quantidade de posições X Tamanho da posição 64k posições X 1 Byte = 64kB (kilobytes) de memória RAM

9 Clock Clock (Relógio) 1 ciclo Frequência (f) = ciclos por segundo [Hz] 1 Hertz = 1 ciclo por segundo Período (T) = tempo de um ciclo [s] f = 1 / T P.ex. para f = 2,0 GHz T = 1 / f T = 0,5 ns = 0, s

10 Estrutura da CPU Unidade de Controle Barramento Interno Unidade Lógica e Aritmética Registradores

11 Estrutura da CPU (ii) Registradores para controle da execução do programa Contador de Programa - Program Counter (PC) ou Instruction Pointer (IP) Armazena o endereço da próxima instrução Registrador de Instrução Instruction Register (IR) Armazena a instrução em execução

12 Estrutura da CPU (iii) Registradores para comunicação com a memória MAR (Memory Address Register) / Latch de Endereços Fornece o endereço a ser acessado na memória MBR (Memory Buffer Register) / Latch de Dados Dado lido ou dado a ser escrito

13 Estrutura da CPU (iv) Registradores para execução das instruções (processamento dos dados) Acumulador (AC) Registrador Temporário / Auxiliares Registrador de Status / PSW (Program Status Word) / Flags (indicadores binários)

14 Estrutura da CPU (v)

15 Estrutura da CPU (vi)

16 Funcionamento do Computador Computador executa instruções Instrução: Código de operação (op code) O que deve ser feito com os... Operandos (dados) Dados podem ser números, caracteres, endereços ou bits.

17 Funcionamento do Computador (ii) Ciclo de Instrução Algoritmo de funcionamento do computador Obter a instrução. Executar. Repetir.

18 Ciclo de Instrução (i) Início Ciclo de Busca Ciclo de Execução Fim Stallings (2010)

19 Ciclo de Instrução (ii) Stallings (2010)

20 Ciclo de Instrução (iii) Valiante Filho (2013)

21 Referências Bibliográficas STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 8ª edição. Pearson Education TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de Computadores. 4ª edição. LTC Editora VALIANTE FILHO, F. Desenvolvimento de Projetos Utilizando Microcontroladores. Revista Eletrônica Total, São Paulo, v. 108, p. 8-11, 01 jun VALIANTE FILHO, F. Princípio de Funcionamento de um Microprocessador - Versão 5. São Paulo, set Disponível em: Acessado em