Arquitetura de Computadores - Aula 6 - Busca e Execução

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Arquitetura de Computadores
Ciclo de Busca e Execução
Ciclo de Busca e Execução
Início
Buscar a próxima instrução
Interpretar a instrução
Executar a instrução
Término
Funções realizadas pela UCP
Funções básicas realizadas pela UCP:
Função de Processamento;
se encarrega de realizar as atividades relacionadas com a efetiva execução de uma operação, ou seja, processar (executar a instrução) de instruções;
Função de controle.
exercida pelos componentes da CPU que se encarregam de atividades de busca, interpretação e controle da execução das instruções, bem como do controle da ação dos demais componentes do sistema de computação (memória, entrada/saída).
Unidade Logica Aritmética (ULA)
Soma;
Multiplicação;
Divisão;
Subtração;
Operação logica AND;
Operação logica OR;
Operação logica XOR;
Operação de Complemento;
Deslocamento a direita;
Deslocamento a esquerda;
Incremento;
Decremento;
A ULA é o dispositivo da UCP que executa as operações matemáticas com dados, tais como:
BUI – Interface de 
Barramento
BTB – Memoria de 
desvios
ALU – Unidades 
aritméticas para inteiros
BIU – Unidade de 
interface de barramento
FPU – Unidade de ponto
flutuante
Registradores
Os registradores formam um conjunto de memoria temporária interna ao processador, cujo sua função é de ajudar na execução de tarefas pela ULA por exemplo, auxiliando e deixando o processamento mais rápido.
Existem vários registadores como já mencionados anteriormente, como os de uso especifico e de uso geral.
Podemos citar alguns registradores de uso especifico como: CI (contador de instruções), RI (registrador de instruções), RDM (registrador de dados de memoria), REM (registrador de endereços).
Relógio
É um conjunto gerador de pulsos, cuja a duração é chamada de ciclos.
Os ciclos são medidos em hertz, sendo assim, a quantidade de ciclos que se repete em um segundo é chamado de frequência.
Registrador de Instruções (RI)
É o registrador que tem a função especifica de armazenar a instrução a ser executada ela UCP.
Contador de Instruções (CI)
É o registrador responsável por armazenar o endereço da próxima instrução a ser executada. Logo que a instrução comece a ser executada, o sistema já prepara o CI para receber a sua nova instrução.
Decodificador de Instruções
É um dispositivo utilizado para identificar que operação será utilizada, correlacionada a instrução cujo o código de operação foi decodificado, ou seja, cada instrução é uma ordem para UCP realize uma determina operação.
RDM – Registrador de dados
É um registrador responsável de armazenar dados temporariamente para que sejam processados, sendo feita a transição entre a MP e a UCP.
REM – Registrador de endereços
É o registrador responsável por buscar endereços na MP e assim informar a posição dos dados ou instruções a serem realizadas pelo UCP.
Instrução de Maquina
“Uma instrução de máquina é a formalização de uma operação básica (ou primitiva) que o hardware é capaz de realizar diretamente.” 
(Monteiro, 2002)
Controlam tudo aquilo que a máquina pode fazer.
Podem, por exemplo, ser uma instrução LOAD e STORE – que permite a movimentação dos dados entre a UCP e a Memória Principal .
Instruções de Máquina
Transferir uma palavra da dados de uma célula para outra.
Efetuar a soma entre dois operandos, guardando o resultado em um deles ou em um terceiro operando.
Desviar incondicionalmente para outro endereço fora da sequência.
Testar uma condição. Se teste verdadeiro, então desviar para outro endereço fora da sequência.
Realizar uma operação lógica AND entre dois valores.
Parar a execução de um programa.
Adicionar 1 ao valor do operando.
Transferir um byte de dados de uma porta de E/S para a M.P.
Transferir um byte de dados da M.P. para uma porta de E/S.
Substituir o operando por seu valor absoluto.
Formato das Instruções
C.op. identifica a operação a ser realizada pelo processador. É o campo da instrução cujo valor binário indica uma operação. Assim, cada instrução possui um único código, o qual servirá de entrada no decodificador.
Op. é o campo da instrução cujo valor binário indica a localização do dado que será manipulado durante a realização da operação.
Exemplo de Instrução de 1 byte: 
ADD r (add register) ==> (ACC)grupo de pesquisadores da Inglaterra para o uso desta técnica de forma automática, sendo assim chamada de memória virtual.
Paginação
É uma forma de mapeamento de memória onde se busca parte da memoria que foi endereçada para assim colocar o programa.
EX.:
Para um computador que trabalha com 4K, caso seja endereçado para 8192 a 12287, o que aconteceria?
O conteúdo da MP seria salvo em disco.
Palavras 8192 a 12287 seriam localizadas no disco.
Palavras 8192 a 12287 seriam carregadas para a MP.
O mapa de endereços seria alterado para mapear endereços 8.192 a 12.287 para localização de memória 0 a 4.095.
A execução continuaria como se nada em comum tivesse acontecido.
Essa técnica de sobreposição automática chama-se paginação e os trechos de programas são chamados de páginas.
Paginação
MMU(Memory Managment Unit – Unidade de gerenciamento de memória): faz o mapeamento da memória virtual para memória física.
image1.emf
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