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INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização de um computador Redes de Computadores Web Design Aula 04.

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1 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização de um computador Redes de Computadores Web Design Aula 04

2 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Quais partes formam um computador? •Processador •Memória •Dispositivos de entrada e saída

3 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização de um computador Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Registradores Memória principal DiscoImpressora Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de entrada e saída Barramento

4 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização de um computador Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Registradores Memória principal DiscoImpressora Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de entrada e saída Barramento É o “cérebro” do computador. Executa programas armazenados na memória principal. Busca, examina e executa as instruções.

5 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização de um computador Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Registradores Memória principal DiscoImpressora Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de entrada e saída Barramento É responsável pela busca de instruções na memória e pela determinação de seus tipos.

6 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização de um computador Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Registradores Memória principal DiscoImpressora Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de entrada e saída Barramento Executa as operações: lógicas e aritméticas

7 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização de um computador Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Registradores Memória principal DiscoImpressora Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de entrada e saída Barramento Armazena resultados temporários e certas informações de controle. Ex. IR – registrador de instrução PC – program counter ( aponta para a próxima instrução a ser executada.

8 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Execução de uma instrução •A CPU executa instruções em uma série de pequenos passos: 1.Busca a próxima instrução da memória para o registrador de instrução (IR); 2.Atualiza o contador de programa (PC) para que ele aponte para a instrução seguinte; 3.Determina o tipo da instrução; 4.Se a instrução busca dados da memória, determina onde eles estão; 5.Busca os dados para os registradores internos da CPU; 6.Executa a instrução; 7.Armazena os resultados; 8.Volta ao passo 1;

9 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização da CPU •O fluxo de dados da CPU consiste em: –Registradores; –Unidade lógica aritmética (ULA) Fluxo de dados de uma soma

10 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Organização da CPU •As instruções podem ser divididas em: –Registrador-memória – palavras são buscadas da memória para registradores; –Registrador-registrador – palavras são buscadas nos registradores e operações são executadas na ULA;

11 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Execução paralela das instruções •Como aumentar a velocidade do processador? –Aumentado a frequência de operação => diminuindo o tempo de execução das instruções; –Aumentando o número de unidades funcionais (superescalar) => várias operações executadas de uma vez;

12 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Execução paralela das instruções –Utilizando a técnica de pipeline => Divide a execução das instruções em passos independentes. Unidade de busca de instrução P1 Analisador de instrução P2 Unidade de Cálculo de endereços P3 Unidade de busca de dados P4 Unidade de Execução das instruções P P1: P2: P3: P4: P5: Tempo

13 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Registradores Memória principal DiscoImpressora Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de entrada e saída Barramento Memória

14 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Memória •A memória é a parte do computador onde os programas e dados são armazenados; •A unidade básica de memória é o bit (dígito binário); •Um bit assume valores 0 ou 1; •Um conjunto de 8 bits é chamado byte; • A memória é composta por um determinado número de posições; •Cada posição armazena uma palavra, composta por 1 ou mais bytes. •Cada posição é identificada por um número, chamado endereço; •Se a memória tem n posições, ela terá endereços de 0 a n-1 Ex. Memória com 4 posições

15 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Memória •Além da memória principal, os computadores possuem memória secundária; •A memória secundária possui maior capacidade de armazenamento que a memória principal, entretanto são memórias mais lentas; –Ex. Fita magnética, disco magnético, discos óticos;

16 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Entrada e saída Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Registradores Memória principal DiscoImpressora Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de entrada e saída Barramento

17 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Entrada e saída •O processo de fornecer informações e obtê-las dos computadores é chamada entrada/saída (E/S); •Cada dispositivo de E/S consiste em duas partes: o controlador e o próprio dispositivo •O controlador pode estar numa placa de expansão ou na própria placa mãe. CPUMemória Controlador de teclado Controlador de vídeo Controlador de disquete Controlador de disco rígido MonitorTeclado Unidade de disquete Unidade de Disco rígido Barramento

18 INTRODUÇÃO À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS VIVIANE LUCY Entrada e saída •A função do controlador é controlar seu dispositivo de entrada e saída e gerenciar os acessos ao barramento para ele. •Quando um programa quer acessar um dispositivo de E/S, ele se comunica com o controlador deste dispositivo. •Um controlador que lê e escreve dados na memória sem a intervenção da CPU faz uso do acesso direto à memória (DMA). CPUMemória Controlador de teclado Controlador de vídeo Controlador de disquete Controlador de disco rígido MonitorTeclado Unidade de disquete Unidade de Disco rígido Barramento


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