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Arquitectura de Microprocessadores

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by

Rui Filipe

on 12 December 2010

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Transcript of Arquitectura de Microprocessadores

Arquitectura de Microprocessadores Introdução Neste trabalho pretendemos mostrar, falar e aprender, e alargar os nossos conhecimentos sobre os microprocessadores Microprocessador O microprocessador, popularmente chamado de processador, é um circuito integrado que realiza as funções de cálculo e tomada de decisão de um computador. Todos os computadores e equipamentos electrónicos baseiam-se nele para executar suas funções.
Principais componentes de um microprocessador Unidade lógica e aritmética

É a responsável por executar efectivamente as instruções dos programas, como instruções lógicas, matemáticas, etc. Unidade de controlo

É responsável pela tarefa de controlo das acções a serem realizadas pelo computador, comandando todos os outros componentes Registadores

Pequenas memórias velozes que armazenam comandos ou valores que são utilizados no controle e processamento de cada instrução. Os registadores mais importantes são:

Contador de Programa (PC) – Sinaliza para a próxima instrução a ser executada;

Registador de Instrução (IR) – Regista a execução da instrução Unidade de ponto flutuante

Nos processadores actuais são implementadas unidades de cálculo de números reais. Tais unidades são mais complexas que ULAs e trabalham com operandos maiores, com tamanhos típicos variando entre 64 e 128 bits. Tipos de Dados Em ciência da computação tipos de dados é uma combinação de valores e de operações que uma variável pode executar, o que pode variar conforme o sistema operacional e a linguagem de computador.

São utilizados para indicar ao compilador ou interpretador as conversões necessárias para obter os valores em memória durante a construção do programa. Por outro lado, ajudam também o programador a detectar eventuais erros (maioritariamente sintácticos). Dependendo da linguagem de programação, o tipo de um dado é verificado diferentemente, de acordo com a análise léxica, sintáctica e semântica do compilador ou interpretador da linguagem.

Os tipos têm geralmente associações com valores na memória ou com objectos (para uma linguagem orientada a objecto) ou variáveis. Organização das Memórias Como o valor de um bit tem pouco significado, as memórias são estruturadas e divididas em conjuntos ordenados de bits, denominados células, cada uma podendo armazenar uma parte da informação. Se uma célula consiste em k bits ela pode conter uma em 2k diferente combinação de bits, sendo que todas as células possuem a mesma quantidade de bits. Cada célula deve ficar num local certo e sabido, ou seja, a cada célula associa-se um número chamado de seu endereço. Só assim torna-se possível a busca na memória exactamente do que se estiver querendo a cada momento (acesso aleatório). Sendo assim, célula pode ser definida como a menor parte de memória endereçável. Se uma memória tem n células o sistema de endereçamento numera as células sequencialmente a partir de zero até n-1, sendo que esses endereços são fixos e representados por números binários. A quantidade de bits em um endereço está relacionada a máxima quantidade de células endereçáveis. Por exemplo, se um endereço possui m bits o número máximo de células directamente endereçáveis é 2m. A maioria dos fabricantes de computador padronizou o tamanho da célula em 8 bits (Byte). Bytes são agrupados em palavras, ou seja, a um grupo de bytes (2,4,6,8 Bytes) é associado um endereço particular. O significado de uma palavra é que a maioria das instruções opera em palavras inteiras. Os bytes em uma palavra podem ser numerados da esquerda para direita ou da direita para esquerda. O primeiro sistema, onde a numeração começa no lado de alta ordem, é chamado de computador “big endian”, e o outro de “little endian”. Ambas representações são boas mas quando uma máquina de um tipo tenta enviar dados para outra, problemas de posicionamento podem surgir. A falta de um padrão para ordenar os bytes é um grande problema na troca de dados entre máquinas diferentes. Há várias maneiras de organizar memórias com respeito ao modo como elas estão conectadas à cache:

1.Organização de memória de largura de uma palavra;
2.Organização de largura de memória;
3.Organização intercalada de memória;
4.Organização independente de memória;
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