Organização De Computadores

RDM e REM

• Registrador de dados de memória: armazena temporariamente a informação (conteúdo de uma ou mais células) que está sendo transferida da MP para o processador (leitura) ou o contrário(escrita). Permite armazenar a mesma quantidade de bits do BD.

• Registrador de endereços de memória: armazena temporariamente o endereço de acesso a uma posição de memória, ao iniciar uma operação de leitura ou de escrita. Permite armazenar a mesma quantidade de bits do BE.

Passos do Ciclo de Instrução

* REM = PC

* A memória decodifica o endereço REM

* Transfere o conteúdo para o RDM

* RI = RDM

* PC= PC + 1

* A UC solicita ao RI que envie os 4 bits para o decodificador de instrução

Influência do tamanho da palavra

• O tamanho da palavra de um processador significa que suas áreas funcionais só armazenam, processam e transferem dados com X bits de tamanho.

• Um tamanho maior ou menor da palavra acarreta diferenças acentuadas de desempenho do processador. Hoje, os processadores (e seus registradores) são fabricados com 32 bits ou 64 bits.

• Nos processadores antigos o barramento de dados externo tinha uma largura igual ao da palavra.

• Atualmente, em função da cache L1 e L2, o barramento tem largura maior que a palavra. Existem barramentos com 128 bits

Função de controle

• A área de controle é projetada para entender o que fazer, como fazer e comandar quem vai fazer no momento adequado.

• Seus componentes se encarregam das atividades de busca, interpretação e controle interno da execução das instruções.

• Além disso, é responsável pelo controle da ação dos demais componentes do sistema de computação (memória, E/S).

Esquema da função de controle

Relógio

• É o dispositivo gerador de pulsos cuja duração é chamado de ciclo de relógio ou de máquina. É através dos pulsos gerados pelo relógio que o sistema consegue sincronizar e cadenciar as operações.

• Frequência: quantidade de vezes que um pulso se repete por segundo. Usualmente medida em hertz (Hz).

Exemplo: Um relógio com frequência de 800MHz leva 1,25 ns para completar um ciclo.

Relógio

• O ciclo de relógio está relacionado à realização de uma operação elementar, durante o ciclo de uma instrução.

• Uma operação elementar não se realiza em um só passo.

• Assim, costuma-se dividir o ciclo de máquina em ciclos menores, chamados subciclos, defasados no tempo.

• Cada subciclo aciona um passo diferente da operação elementar, também chamado de micro operação. Operação de busca de uma instrução

T0 : REM CI

T1: CI CI + N

RDM MP (REM)

T2: RI RDM

• Para realizar uma operação elementar (p.e. buscar instrução)

são necessárias algumas ações menores (micro operações).

• Cada micro operação é realizada em um instante de tempo

Tn. Esses instantes de tempo são originados no relógio.

Demais componentes da função controle

• Registrador de instrução: componente que tem a função específica de armazenar a instrução a ser executada pelo processador.

• Contador de instrução: é um registrador que tem a função específica de armazenar o endereço da próxima instrução a ser executada.

• Decodificador de instrução: dispositivo que identifica qual instrução será realizada, baseado no código de operação foi que identificado.

Decodificador de instrução

Registrador de Instruções (RI) – É responsável por armazenar a instrução a ser executada pela CPU, via barramento de dados e RDM.

Contador de Instruções (CI) – Armazena o endereço da próxima instrução a ser executada. Tão logo este endereço seja lido pela CPU, um novo endereço (o da instrução seguinte) já é buscado e armazenado no CI.

Decodificador de Instrução – Realiza a função de identificar a instrução que deve ser realizada, de acordo com o código da operação que foi decodificado.

Organização do Processador

• Memória de Rascunho (MEM