Organização de um computador

Apresentação em tema: "Organização de um computador"— Transcrição da apresentação:

1 Organização de um computador
Redes de Computadores Web Design Aula 04

2 Quais partes formam um computador?
Processador Memória Dispositivos de entrada e saída

3 Organização de um computador
Unidade Central de Processamento (CPU) Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Dispositivos de entrada e saída Registradores Memória principal Disco Impressora Barramento

4 Organização de um computador
Unidade Central de Processamento (CPU) É o “cérebro” do computador. Executa programas armazenados na memória principal. Busca, examina e executa as instruções. Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Dispositivos de entrada e saída Registradores Memória principal Disco Impressora Barramento

5 Organização de um computador
Unidade Central de Processamento (CPU) É responsável pela busca de instruções na memória e pela determinação de seus tipos. Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Dispositivos de entrada e saída Registradores Memória principal Disco Impressora Barramento

6 Organização de um computador
Unidade Central de Processamento (CPU) Executa as operações: lógicas e aritméticas Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Dispositivos de entrada e saída Registradores Memória principal Disco Impressora Barramento

7 Organização de um computador
Unidade Central de Processamento (CPU) Armazena resultados temporários e certas informações de controle. Ex. IR – registrador de instrução PC – program counter ( aponta para a próxima instrução a ser executada. Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Dispositivos de entrada e saída Registradores Memória principal Disco Impressora Barramento

8 Execução de uma instrução
A CPU executa instruções em uma série de pequenos passos: Busca a próxima instrução da memória para o registrador de instrução (IR); Atualiza o contador de programa (PC) para que ele aponte para a instrução seguinte; Determina o tipo da instrução; Se a instrução busca dados da memória, determina onde eles estão; Busca os dados para os registradores internos da CPU; Executa a instrução; Armazena os resultados; Volta ao passo 1;

9 Organização da CPU O fluxo de dados da CPU consiste em: Registradores;
Unidade lógica aritmética (ULA) Fluxo de dados de uma soma

10 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 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 Execução paralela das instruções
Utilizando a técnica de pipeline => Divide a execução das instruções em passos independentes. P1 P2 P3 P4 P5 Unidade de busca de instrução Analisador de instrução Unidade de Cálculo de endereços Unidade de busca de dados Unidade de Execução das instruções P1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P2: 1 2 3 4 5 6 7 8 P3: 1 2 3 4 5 6 7 P4: 1 2 3 4 5 6 P5: 1 2 3 4 5 Tempo

13 Memória Unidade Central de Processamento (CPU) Unidade de Controle
Lógica e Aritmética Dispositivos de entrada e saída Registradores Memória principal Disco Impressora Barramento

14 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 1 2 3

15 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 Entrada e saída Unidade Central de Processamento (CPU) Unidade de
Controle Unidade Lógica e Aritmética Dispositivos de entrada e saída Registradores Memória principal Disco Impressora Barramento

17 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. Unidade de disquete Unidade de Disco rígido Monitor Teclado Controlador de disquete Controlador de disco rígido CPU Memória Controlador de vídeo Controlador de teclado Barramento

18 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). Unidade de disquete Unidade de Disco rígido Monitor Teclado Controlador de disquete Controlador de disco rígido CPU Memória Controlador de vídeo Controlador de teclado Barramento