Arquitetura E Organização De Computadores

Arquitetura CISC ( Complex Instruction Set Computer – Conjunto Complexos de Instrução ) .

Um conceito de projeto de processadores que são fáceis de programar fazendo o uso mais eficiente da memória onde cada instrução faz executar uma série de operações no processador. Reduzindo o número de instruções requerido para implementar um determinado programa, e permitir o programador aprender um pequeno mas flexível conjunto de instruções.

A arquitetura CISC era um conceito que conduziu os processadores antes de 1980. Haviam três principais decisões que conduziram a filosofia CISC nesta época:

• Construção de um rico conjunto de instruções.

• Uso de microcódigos.

• Construção de um conjunto de instruções em alto nível.

Características e Funcionamento da arquitetura CISC.

Em termos gerais, o conjunto de instruções que são projetados de acordo com a necessidade do programador de linguagem Assembly e do projetista de hardware, designs e são bem complexas.

A arquitetura CISC trabalha da seguinte maneira.

Construído no interior da memória somente de leitura de um microprocessador CISC está um vasto conjunto de comandos contendo diversos subcomandos, que precisam ser realizados para completar uma operação, como a multiplicação de dois números ou a movimentação de uma linha do texto para outra posição na memória. Sempre que o sistema operacional ou o software aplicativo pede ao processador para realizar uma tarefa, o programa envia ao processador o nome do comando junto com qualquer outra informação necessária, como as localizações na RAM dos números a serem multiplicados.

Como os comandos CISC não são do mesmo tamanho, o microprocessador examina o comando para determinar quantos bytes do espaço de processamento o comando necessita e depois reserva esta quantidade na memória interna. Há também outras maneiras diferentes de carregar e armazenar os comandos, e o processador deve determinar a forma correta de fazer isso. Essas duas tarefas preliminares diminuem o tempo de execução.

O processador envia o comando solicitado pelo software para uma unidade de decodificação, a qual traduz o comando complexo para um microcódigo, uma série de instruções menores que são executadas pelo nanoprocessador, que é como um processador dentro do processador.

Como uma instrução pode depender dos resultados de outra instrução, as instruções são executadas uma a uma. Todas as demais são isoladas até que a instrução em uso seja completada.

O nanoprocessador executa cada uma das instruções do microcódigo através de um conjunto de circuitos que é complexo porque as instruções podem precisar passa por diversos passos diferentes, antes de serem totalmente executadas. O movimento através de circuitos complexos requer mais tempo. Os processadores CISC geralmente necessitam de quatro a dez ciclos do relógio para executar uma instrução.

Em um sistema de micro programa o processador principal constituide uma memória ROM, essa memória contém grupos de instruções em linguagem de máquina. Quando essa instrução chega ao processador o mesmo executa a série correspondente de instruções em microcódigo.

A vantagem da arquitetura CISC é que já temos muitas das instruções guardadas no próprio processador o que facilita o trabalho dos programadores de linguagem de máquinas.

Sendo assim praticamente todas as instruções que serão usadas em seus programas.

Os processadores CISC tem a vantagem de reduzir o tamanho do código executável, por já possuírem muito dos códigos comuns em vários programas em forma de uma única instrução.

Considerando que a memória do microcódigo pode ser muito mais rápida que memória principal, um conjunto de instruções pode ser implementado em microcódigo sem perder muita velocidade sobre uma implementação puramente em hardware.

Os chips são mais fáceis de implementar e requer menos transistores que implementam o mesmo conjunto de instruções com lógica dedicada, e... Um projeto microprogramado pode ser modificado para conduzir um novo conjunto de instruções completamente novas rapidamente.

Uma das consequências do uso de projetos microprogramados é que os projetistas tiveram a liberdade de pôr mais funcionalidade em cada instrução, criando um menor consumo de instruções que exige a implementação de um programa, e também fazendo uso mais eficiente da lenta memória principal, mas isto facilitou a vida do programador de linguagem Assembly, tornando a programação mais simples.

Uma vez que os projetistas começaram a construção de conjuntos de instruções amigáveis ao programador, o próximo passo lógico era construir conjuntos de instruções que traçam diretamente das linguagens de alto nível.

Não que fazer só isto simplifique a tarefa do escritor de compilador, mas também permite para os compiladores emitir menos instruções por linha de código-fonte.

Arquitetura Risc ( Reduced Instruction Set Computing – Conjunto Reduzido de Instrução Computadorizada)

A proposta RISC foi então implementar todo um conjunto de instruções em um único chip.

Surgiu praticamente no final da Década de 70 equipando com o IBM 801. O custo dos processadores RISC fazia com que os computadores que utilizavam essa tecnologia, elevassem os custos dos equipamentos os tornando inviáveis no mercado dos computadores pessoais, os forçando a serem utilizados apenas para Wokstation e Servidores ( equipamentos que exigem elevados níveis de desempenho ). Como exemplo: Desc Alpha, RISC 6000 da IBM, SUN’s PARC, a MIPS Computers e etc.

Hoje a história é diferente, tendo muitos computadores com esta tecnologia nos seus microprocessadores.

As vantagens do CISC.

Microprogramação é tão fácil quanto a linguagem assembly para implementar, e muito mais barata que uma rede da unidade de controle.

As facilidades das instruções microcodificadas permitiram os projetistas fazer máquinas CISC expansíveis e compatíveis: um computador novo poderia rodar os mesmos programas dos computadores mais antigos porque o computador novo conteria um superconjunto de instruções para "emular" computadores mais antigos.

Como cada instrução ficou mais capaz, menos instruções poderiam ser