Arquitetura de Computadores Processadores Waldemiro Arruda

Objetivo da apresentação Processadores Objetivo da apresentação Introdução; Relação dos assuntos que serão tratados; CPU OU UCP – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

Processador Processadores CPU OU UCP – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

Processador Recebe os alimentos inteiros Processadores Processador Recebe os alimentos inteiros Processa (Esmigalha e Mistura) Entrega o alimento picado e misturado CPU OU UCP – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

Processador Processadores CPU OU UCP – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

Processador Recebe os alimentos inteiros Processadores Processador Recebe os alimentos inteiros Entrada de dados Processa (Esmigalha e Mistura) Processamento de dados Entrega o alimento picado e misturado Saída de dados (informação solicitada) CPU OU UCP – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

Processador Mas, e na informática? Processadores Processador Mas, e na informática? Qual a diferença entre processador e CPU? UCP, ULA, UC? CPU OU UCP – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

CPU – Unidade central de processamento (UCP) Processadores CPU – Unidade central de processamento (UCP) O gabinete contém a CPU e Não é a CPU CPU = Processador + Memória Principal Atualmente todas as funções estão dentro do microprocessador, o que faz com que: CPU = Microprocessador; CPU = Processador; CPU OU UCP – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

http://www.meubit.com/hardware/processadores/microprocessador-quantico-com-arquitetura-de-von-neumann-10951.html

O que veremos? 1 – O que é? 2 – Fabricantes 3 – Funções e Componentes Microprocessadores O que veremos? 1 – O que é? 2 – Fabricantes 3 – Funções e Componentes 4 – Instruções 5 – Arquiteturas representativas, famílias de processadores

Microprocessadores 1 – O que é? Circuito integrado contendo milhares de transistores organizados em portas lógicas e acomodados dentro de um invólucro de silício O processador é o que está dentro do que vemos.

Microprocessadores

1- O que é? Fino e pequeno chip de cristal de silício Microprocessadores 1- O que é? Fino e pequeno chip de cristal de silício O que vemos é a proteção Poeira (ar) Usuários (dedos) Facilidade de manuseio

1- O que é? Como são fabricados? (Vídeo e texto) Microprocessadores 1- O que é? Como são fabricados? (Vídeo e texto)

Processador 2- Fabricantes Processadores Desktop e Notebook Intel e AMD Tablets e Smartphones Qualcomm, NVDIA, Texas Instruments, Samsung, Intel Placas de Vídeo Nvidia, ATI (AMD), Intel, SIS, VIA

3- Funções e componentes Processadores 3- Funções e componentes Unidade Lógica e Aritmética Unidade de Controle

Processadores

3- Funções e componentes Processadores 3- Funções e componentes Processar (impressionante) Gerencia quase a totalidade de processos Quase?

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Realizar operações lógicas

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Realizar operações matemáticas

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Realizar operações matemáticas

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Execução de instruções Unidade Lógica e Aritmética Registradores Comunicam-se constantemente através de um barramento interno

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento ULA Pequena parte do chip Circuitos lógicos responsáveis pelas operações lógicas e matemáticas

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.1- Processamento Registradores Armazenam os dados a serem processados Armazenam os dados das operações

3 - Funções 3.1- Processamento Processadores A ULA recebe instruções (sinais de controle) da Unidade de Controle

Processadores

Processadores

3- Funções 3.2 - Controlar Processadores O processador (CPU) não controla somente os processos internos a dispositivos que tenham um controlador ou processador Placa de vídeo offboard Cálculos -> visualização gráfica Feitos pelo processador da placa

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.2- Controle Leituras Escritas Gerenciamento de E/S Passa os dados/instruções para os controladores de disco, memória, vídeo, etc.

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.2- Controle Unidade de Controle Registrador de Instrução (RI) Contador de Instrução (CI) Decodificador de Instrução (DI) Registradores de endereço de memória Registradores de dados de memória Clock

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.2- Controle Unidade de Controle Envia instruções (sinais de controle) para a ULA em intervalos de tempo regulares (clock) Controla a troca de dados entre a ULA e os registradores internos

3 – Funções e componentes Processadores 3 – Funções e componentes 3.2- Controle Registrador de Instrução (RI) Armazena a instrução que será executada A cada ciclo, a Unidade de Controle busca a próxima instrução e guarda na RI

Processadores

3 - Funções e componentes Processadores 3 - Funções e componentes 3.2- Controle Contador de Instrução (CI) Armazena o endereço de memória da próxima instrução Quando uma instrução é lida, o endereço de memória da próxima instrução é atualizado no CI

3 - Funções e componentes Processadores 3 - Funções e componentes 3.2- Controle Decodificador de Instrução (DI) Faz a conversão das instruções em sinais de controle Recebe N bits e converte em 2n sinais de controle

Processadores

3 - Funções e componentes Processadores 3 - Funções e componentes 3.2- Controle Registrador de Endereço de Memória (REM) Contém o tamanho dos endereços de memória Contém o tamanho (vias, largura) do barramento de endereços Com essas duas informações é possível calcular o máximo de endereçamento da memória principal.

3 - Funções e componentes Processadores 3 - Funções e componentes 3.2- Controle Registrador de Dados de Memória (RDM) Possui o mesmo tamanho do barramento de dados (largura do barramento); Antes era do mesmo tamanho da palavra; Atualmente é múltiplo da palavra (para dar maior velocidade de transmissão/recepção de dados da memória principal)

3 - Funções e componentes Processadores 3 - Funções e componentes 3.2- Controle Palavra Número de bits internos Número de registradores internos (ULA) Quanto maior, mais rápido o processamento RDM E REM Número de bits externos Número de registradores externos (UC) Quanto maior, mais rápida a troca de dados entre processador e memória principal.

3 - Funções 3.2- Controle Processadores REM E RDM Auxiliam a troca de dados entre a memória principal e o processador

Processadores

3 - Funções e componentes Processadores 3 - Funções e componentes 3.2- Controle Barramento de Dados “Caminhos”, vias de tráfego dos dados entre o processador e a memória principal; Barramento de Endereços “Caminhos”, vias de tráfego dos endereços de memória entre o processador e a memória principal;

3 - Funções e componentes Processadores 3 - Funções e componentes 3.2- Controle Barramento de Controle “Caminhos”, vias de tráfego das instruções entre a UC e a ULA; “Caminhos”, vias de tráfego das instruções entre o processador e o restante do microcomputador;

Processadores