Aula 17: Organização de Computadores

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1 Aula 17: Organização de Computadores Introdução à Organização de Computadores Rodrigo Hausen 07 de outubro de Rodrigo Hausen Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

2 Apresentação 1. Bases Teóricas 1.0. Sistemas de numeração 1.1. Representação de dados 1.2. Lógica e circuitos digitais 2. Organização de computadores 2.1. Introdução 3. Histórico, evolução e performance Aula de hoje: Stallings (5a. edição), 3. Barramentos do Sistema, 3.1. Componentes de Computador, 3.2. Funções dos Computadores Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

3 Relembrando: blocos lógicos Blocos lógicos básicos: 1 Portas lógicas, operações bitwise NOT/AND/OR/etc. (operam em barramentos) 2 Meio somador, somador completo, somador de n bits Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

4 Relembrando: blocos lógicos Blocos lógicos básicos: 1 Portas lógicas, operações bitwise NOT/AND/OR/etc. (operam em barramentos) 2 Meio somador, somador completo, somador de n bits 1 Multiplexador (MUX) 2 n 1, multiplexador de n bits 2 n 1 B = b n 1,..., b 0 sel i1 i0 a n 1,..., a 0 = A 2 1 n bits C = c n 1,..., c 0 Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

5 Relembrando: blocos lógicos Blocos lógicos básicos: 1 Portas lógicas, operações bitwise NOT/AND/OR/etc. (operam em barramentos) 2 Meio somador, somador completo, somador de n bits 1 Multiplexador (MUX) 2 n 1, multiplexador de n bits 2 n 1 B = b n 1,..., b 0 sel i1 i0 a n 1,..., a 0 = A 2 1 n bits C = c n 1,..., c 0 1 Unidade Lógico-Aritmética (ULA) para n bits A B ULA n bits, 2 k operações S = s n 1,..., s 0 op 0... op k 1 Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

6 Relembrando: blocos lógicos Blocos lógicos básicos: 1 Portas lógicas, operações bitwise NOT/AND/OR/etc. (operam em barramentos) 2 Meio somador, somador completo, somador de n bits 1 Multiplexador (MUX) 2 n 1, multiplexador de n bits 2 n 1 B = b n 1,..., b 0 sel i1 i0 a n 1,..., a 0 = A 2 1 n bits C = c n 1,..., c 0 1 Unidade Lógico-Aritmética (ULA) para n bits 1 Decodificador n 2 n 2 Latch D, registrador de n bits 3 Flip-flop JK, contador de n bits A B ULA n bits, 2 k operações S = s n 1,..., s 0 op 0... op k 1 Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

7 Organização de um Computador Digital Moderno Computador O que há dentro de um computador digital moderno? Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

8 Organização de um Computador Digital Moderno Computador O que há dentro de um computador digital moderno? Vamos pensar: o que um computador deve fazer? Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

9 Organização de um Computador Digital Moderno Computador Unidade Central de Processamento O que há dentro de um computador digital moderno? Vamos pensar: o que um computador deve fazer? 1 Processar dados Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

10 Organização de um Computador Digital Moderno Computador Memória Principal Unidade Central de Processamento O que há dentro de um computador digital moderno? Vamos pensar: o que um computador deve fazer? 1 Processar dados 2 Para processar, ele deve armazernar os dados Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

11 Organização de um Computador Digital Moderno Subsistema de Entrada/Saída Computador Memória Principal Unidade Central de Processamento O que há dentro de um computador digital moderno? Vamos pensar: o que um computador deve fazer? 1 Processar dados 2 Para processar, ele deve armazernar os dados 3 Os dados precisam entrar, os resultados tem que sair Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

12 Organização de um Computador Digital Moderno Subsistema de Entrada/Saída Computador Barramentos Unidade Central de Processamento Memória Principal O que há dentro de um computador digital moderno? Vamos pensar: o que um computador deve fazer? 1 Processar dados 2 Para processar, ele deve armazernar os dados 3 Os dados precisam entrar, os resultados tem que sair 4 Os dados precisam trafegar entre os componentes. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

13 Computadores de uso específico Vimos que é possível produzir qualquer função lógica, não importa quão complexa, por meio de circuitos digitais. Rodrigo Hausen Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

14 Computadores de uso específico Vimos que é possível produzir qualquer função lógica, não importa quão complexa, por meio de circuitos digitais. Se tivermos um circuito digital desenvolvido para uma função específica, precisaremos mudar as suas interconexões se quisermos calcular o resultado de outra função. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

15 Computadores de uso específico Vimos que é possível produzir qualquer função lógica, não importa quão complexa, por meio de circuitos digitais. Se tivermos um circuito digital desenvolvido para uma função específica, precisaremos mudar as suas interconexões se quisermos calcular o resultado de outra função. Circuitos digitais, por si só, são extremamente poderosos, mas pouco flexíveis. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

16 Computadores de uso específico Vimos que é possível produzir qualquer função lógica, não importa quão complexa, por meio de circuitos digitais. Se tivermos um circuito digital desenvolvido para uma função específica, precisaremos mudar as suas interconexões se quisermos calcular o resultado de outra função. Circuitos digitais, por si só, são extremamente poderosos, mas pouco flexíveis. Os primeiros computadores digitais eram circuitos digitais cuja programação era feita alterando-se as interconexões entre os circuitos por meio de chaves e fios (programação hardwired). Exemplo: ENIAC Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

17 Rodrigo Hausen Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

18 Computadores de uso específico Programação hardwired, hoje em dia, ainda tem seus usos: para computadores de uso específico, simples e de baixo custo, ou para propósitos educacionais. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

19 Computadores de uso específico Programação hardwired, hoje em dia, ainda tem seus usos: para computadores de uso específico, simples e de baixo custo, ou para propósitos educacionais. Para computadores de uso geral, programação hardwired não é recomendável (imagine corrigir um bug em um programa feito com fios) Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

20 Computadores de uso específico Programação hardwired, hoje em dia, ainda tem seus usos: para computadores de uso específico, simples e de baixo custo, ou para propósitos educacionais. Para computadores de uso geral, programação hardwired não é recomendável (imagine corrigir um bug em um programa feito com fios) Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

21 Alternativa: controle do hardware por sinais Programação hardwired Dados Circuito digital dedicado Resultados Alternativa: construir um conjunto de funções lógicas e aritméticas de propósito geral, o hardware. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

22 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Alternativa: construir um conjunto de funções lógicas e aritméticas de propósito geral, o hardware. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

23 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Alternativa: construir um conjunto de funções lógicas e aritméticas de propósito geral, o hardware. Dependendo dos sinais de controle sobre esses componentes, várias funções vão sendo executadas sequencialmente sobre os dados. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

24 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Alternativa: construir um conjunto de funções lógicas e aritméticas de propósito geral, o hardware. Dependendo dos sinais de controle sobre esses componentes, várias funções vão sendo executadas sequencialmente sobre os dados. Em vez de projetar um novo hardware para cada aplicação nova, o programador fornece apenas um novo conjunto de sinais de controle. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

25 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Alternativa: construir um conjunto de funções lógicas e aritméticas de propósito geral, o hardware. Dependendo dos sinais de controle sobre esses componentes, várias funções vão sendo executadas sequencialmente sobre os dados. Em vez de projetar um novo hardware para cada aplicação nova, o programador fornece apenas um novo conjunto de sinais de controle. Como os sinais de controle são fornecidos? Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

26 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Como fornecer os sinais de controle? Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

27 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Como fornecer os sinais de controle? Um programa é uma sequência de passos. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

28 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Como fornecer os sinais de controle? Um programa é uma sequência de passos. A cada passo, alguma operação aritmética ou lógica é executada sobre algum dado Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

29 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Como fornecer os sinais de controle? Um programa é uma sequência de passos. A cada passo, alguma operação aritmética ou lógica é executada sobre algum dado Para cada passo, é necessário um novo conjunto de sinais de controle Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

30 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Como fornecer os sinais de controle? Um programa é uma sequência de passos. A cada passo, alguma operação aritmética ou lógica é executada sobre algum dado Para cada passo, é necessário um novo conjunto de sinais de controle Podemos definir um código para cada conjunto de sinais de controle possível Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

31 Alternativa: controle do hardware por sinais Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Como fornecer os sinais de controle? Um programa é uma sequência de passos. A cada passo, alguma operação aritmética ou lógica é executada sobre algum dado Para cada passo, é necessário um novo conjunto de sinais de controle Podemos definir um código para cada conjunto de sinais de controle possível Acrescente um circuito digital que transforme códigos em sinais de controle Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

32 Hardware software Códigos de instruções Interpretador de Instruções Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Cada código gera um conjunto de sinais de controle Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

33 Hardware software Códigos de instruções Interpretador de Instruções Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Cada código gera um conjunto de sinais de controle Muito mais fácil de programar! Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

34 Hardware software Códigos de instruções Interpretador de Instruções Sinais de controle Dados Funções lógicas e aritméticas de propósito geral Resultados Cada código gera um conjunto de sinais de controle Muito mais fácil de programar! Software: sequência de códigos de instruções Hardware: circuitos digitais que calculam funções lógicas e aritméticas de propósito geral, controlados pelo software. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

35 Conceitos básicos para entender um computador digital Memória principal: armazena dados Rodrigo Hausen Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

36 Conceitos básicos para entender um computador digital Memória principal: armazena dados Endereço: posição em que certo dado ocupa na memória Rodrigo Hausen Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

37 Conceitos básicos para entender um computador digital Memória principal: armazena dados Endereço: posição em que certo dado ocupa na memória Execução sequencial de instruções: instruções são executadas sequencialmente // execução sequencial instrução 1 ; instrução 2 ;... instrução n ; Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

38 Conceitos básicos para entender um computador digital Memória principal: armazena dados Endereço: posição em que certo dado ocupa na memória Execução sequencial de instruções: instruções são executadas sequencialmente, a menos dos desvios condicionais. // execução sequencial instrução 1 ; instrução 2 ;... instrução n ; // desvio condicional if ( condição ) { instrução 1 ;... instrução n ; } else { instrução 1 ;... instrução m ; } Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

39 Conceitos básicos para entender um computador digital Memória principal: armazena dados Endereço: posição em que certo dado ocupa na memória Execução sequencial de instruções: instruções são executadas sequencialmente, a menos dos desvios condicionais. // execução sequencial instrução 1 ; instrução 2 ;... instrução n ; // desvio condicional if ( condição ) { instrução 1 ;... instrução n ; } else { instrução 1 ;... instrução m ; } Onde ficam armazenadas as sequências de instruções? Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

40 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Onde ficam armazenadas as sequências de instruções? Arquitetura de Von Newmann: memória principal armazena instruções e dados. Também chamado computador de programa armazenado. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

41 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Onde ficam armazenadas as sequências de instruções? Arquitetura de Von Newmann: memória principal armazena instruções e dados. Também chamado computador de programa armazenado. Arquitetura de Harvard: há dois tipos de memória memória de instruções e memória de dados. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

42 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Onde ficam armazenadas as sequências de instruções? Arquitetura de Von Newmann: memória principal armazena instruções e dados. Também chamado computador de programa armazenado. Arquitetura de Harvard: há dois tipos de memória memória de instruções e memória de dados. Um pouco de história: Computador IAS, projetado por John Von Newmann e outros engenheiros em Um dos primeiros computadores digitais a executar instruções a partir da memória principal (implementada com válvulas). Mark I, projetado e construído pela Universidade Harvard em conjunto com a IBM em Executava instruções gravadas em uma fita de papel. Dados ficavam na memória principal (implementada com relés). Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

43 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Arquitetura de Von Newmann: memória principal armazena instruções e dados. Também chamado computador de programa armazenado. Exemplos: Arquitetura de Harvard: há dois tipos de memória memória de instruções e memória de dados. Exemplos: Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

44 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Arquitetura de Von Newmann: memória principal armazena instruções e dados. Também chamado computador de programa armazenado. Exemplos: PCs baseados em Intel e sucessores (Pentium, Pentium Core, Xeon, etc). Arquitetura de Harvard: há dois tipos de memória memória de instruções e memória de dados. Exemplos: Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

45 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Arquitetura de Von Newmann: memória principal armazena instruções e dados. Também chamado computador de programa armazenado. Exemplos: PCs baseados em Intel e sucessores (Pentium, Pentium Core, Xeon, etc). Vídeo-games: Master System (proc. Z80), Mega Drive (procs e Z80), Play Station (proc. MIPS R3000A), etc. Arquitetura de Harvard: há dois tipos de memória memória de instruções e memória de dados. Exemplos: Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

46 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Arquitetura de Von Newmann: memória principal armazena instruções e dados. Também chamado computador de programa armazenado. Exemplos: PCs baseados em Intel e sucessores (Pentium, Pentium Core, Xeon, etc). Vídeo-games: Master System (proc. Z80), Mega Drive (procs e Z80), Play Station (proc. MIPS R3000A), etc. Arquitetura de Harvard: há dois tipos de memória memória de instruções e memória de dados. Exemplos: Digital Signal Processors (DSP): processadores para áudio/vídeo de alta performance. Usados, por exemplo, em câmeras digitais profissionais para comprimir o áudio e vídeo. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

47 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Arquitetura de Von Newmann: memória principal armazena instruções e dados. Também chamado computador de programa armazenado. Exemplos: PCs baseados em Intel e sucessores (Pentium, Pentium Core, Xeon, etc). Vídeo-games: Master System (proc. Z80), Mega Drive (procs e Z80), Play Station (proc. MIPS R3000A), etc. Arquitetura de Harvard: há dois tipos de memória memória de instruções e memória de dados. Exemplos: Digital Signal Processors (DSP): processadores para áudio/vídeo de alta performance. Usados, por exemplo, em câmeras digitais profissionais para comprimir o áudio e vídeo. Microcontroladores: Microchip PIC, Atmel AVR, ARM Cortex-M3, etc. Uso embarcado (embedded): dentro de dispositivos como microondas, lavadoras, etc. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

48 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Vantagens da Arquitetura Von Newmann: Desvantagens da Arquitetura Von Newmann: Rodrigo Hausen Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

49 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Vantagens da Arquitetura Von Newmann: Tratamento homogêneo para dados e instruções Desvantagens da Arquitetura Von Newmann: Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

50 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Vantagens da Arquitetura Von Newmann: Tratamento homogêneo para dados e instruções Permite que um programa possa alterar-se (permite carregar bibliotecas dinamicamente, reflection, atualização online do software, etc.) Desvantagens da Arquitetura Von Newmann: Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

51 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Vantagens da Arquitetura Von Newmann: Tratamento homogêneo para dados e instruções Permite que um programa possa alterar-se (permite carregar bibliotecas dinamicamente, reflection, atualização online do software, etc.) Desvantagens da Arquitetura Von Newmann: Como um programa pode alterar a si mesmo, ele também pode se danificar ou danificar outros programas; seja por erro de programação (bug), ou intencionalmente (um malware, vírus, trojan, etc.). Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

52 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Vantagens da Arquitetura Von Newmann: Tratamento homogêneo para dados e instruções Permite que um programa possa alterar-se (permite carregar bibliotecas dinamicamente, reflection, atualização online do software, etc.) Desvantagens da Arquitetura Von Newmann: Como um programa pode alterar a si mesmo, ele também pode se danificar ou danificar outros programas; seja por erro de programação (bug), ou intencionalmente (um malware, vírus, trojan, etc.). gargalo de Von Newmann: como instruções e dados estão ambos na memória principal, em um dado instante de tempo, apenas estará sendo transmitido ou um dado, ou uma instrução da memória. Isso implica menor taxa de transferência de dados, a não ser que usemos uma estratégia chamada cache (será vista mais adiante no curso). Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

53 Arquiteturas: Von Newmann Harvard Vantagens da Arquitetura Von Newmann: Tratamento homogêneo para dados e instruções Permite que um programa possa alterar-se (permite carregar bibliotecas dinamicamente, reflection, atualização online do software, etc.) Desvantagens da Arquitetura Von Newmann: Como um programa pode alterar a si mesmo, ele também pode se danificar ou danificar outros programas; seja por erro de programação (bug), ou intencionalmente (um malware, vírus, trojan, etc.). gargalo de Von Newmann: como instruções e dados estão ambos na memória principal, em um dado instante de tempo, apenas estará sendo transmitido ou um dado, ou uma instrução da memória. Isso implica menor taxa de transferência de dados, a não ser que usemos uma estratégia chamada cache (será vista mais adiante no curso). Estudaremos em detalhes a Arquitetura de Von Newmann daqui em diante Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

54 Barramento interno à CPU Barramento do Sistema R1 R Rn PC IR ULA Unidade de Controle (UC) M BR M AR controle endereço dados Unidade Central de Processamento (UCP) ou Central Processing Unit (CPU) Memória Principal Obs.: Não inclui subsistema de Entrada/Saída. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

55 Arquitetura de Von Newmann: Componentes 1 Unidade Central de Processamento (UCP ou CPU) 1 Unidade de Controle (UC) 2 Barramento interno, dividido em 3 partes: barramento de dados; barramento de endereço; barramento de controle. 3 Unidade Lógico-Aritmética (ULA) 4 Registradores: R1, R2,..., Rn, PC, IR, MAR, MBR 5 Barramento do sistema (também dividido em 3 partes) 2 Memória principal 3 Subsistema de Entrada e Saída (não mostrado no diagrama anterior) Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

56 Unidade Central de Processmento (CPU) 1 Unidade de Controle: controla a atividade geral da máquina, coordenando o fluxo de dados e as atividades dos outros componentes dentro da CPU. 2 Barramento interno: meio de transmissão de dados, endereços e sinais de controle dentro da CPU. 3 Unidade Lógico-Aritmética: circuito digital que executa operações lógicas e aritméticas sobre os dados armazenados nos registradores. 4 Registradores: responsáveis pelo armazenamento, dentro da CPU, dos dados a serem processados. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

57 Unidade Central de Processmento (CPU) Registradores podem ser classificados, quanto ao seu propósito, em:... de uso geral: armazenam dados gerais. No diagrama, são os registradores R1, R2,..., Rn. Rodrigo Hausen Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

58 Unidade Central de Processmento (CPU) Registradores podem ser classificados, quanto ao seu propósito, em:... de uso geral: armazenam dados gerais. No diagrama, são os registradores R1, R2,..., Rn.... de endereçamento: armazenam endereços de informações a serem acessadas em memória. No diagrama, temos o PC (Program Counter, Contador de Programa), que contém o endereço, na memória principal, da próxima instrução a ser executada. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

59 Unidade Central de Processmento (CPU) Registradores podem ser classificados, quanto ao seu propósito, em:... de uso geral: armazenam dados gerais. No diagrama, são os registradores R1, R2,..., Rn.... de endereçamento: armazenam endereços de informações a serem acessadas em memória. No diagrama, temos o PC (Program Counter, Contador de Programa), que contém o endereço, na memória principal, da próxima instrução a ser executada.... de controle: alteram o funcionamento geral da CPU. No diagrama, IR (Instruction Register, Registrador de Instrução) contém o código da instrução obtida da memória, que será/está sendo executada. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

60 Unidade Central de Processmento (CPU) Registradores podem ser classificados, quanto ao seu propósito, em:... de uso geral: armazenam dados gerais. No diagrama, são os registradores R1, R2,..., Rn.... de endereçamento: armazenam endereços de informações a serem acessadas em memória. No diagrama, temos o PC (Program Counter, Contador de Programa), que contém o endereço, na memória principal, da próxima instrução a ser executada.... de controle: alteram o funcionamento geral da CPU. No diagrama, IR (Instruction Register, Registrador de Instrução) contém o código da instrução obtida da memória, que será/está sendo executada.... de acesso à memória: mediam a comunicação entre a CPU e a memória. No diagrama: MAR (Memory Address Register) armazena o endereço de algum dado a ser lido da/escrito na memória; MBR (Memory Buffer Register) armazena o dado recém-lido/a ser escrito na memória. Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18

61 Unidade Central de Processmento (CPU) Registradores podem ser classificados, quanto ao seu propósito, em:... de uso geral: armazenam dados gerais. No diagrama, são os registradores R1, R2,..., Rn.... de endereçamento: armazenam endereços de informações a serem acessadas em memória. No diagrama, temos o PC (Program Counter, Contador de Programa), que contém o endereço, na memória principal, da próxima instrução a ser executada.... de controle: alteram o funcionamento geral da CPU. No diagrama, IR (Instruction Register, Registrador de Instrução) contém o código da instrução obtida da memória, que será/está sendo executada.... de acesso à memória: mediam a comunicação entre a CPU e a memória. No diagrama: MAR (Memory Address Register) armazena o endereço de algum dado a ser lido da/escrito na memória; MBR (Memory Buffer Register) armazena o dado recém-lido/a ser escrito na memória.... de entrada/saída: mediam a comunicação entre a CPU e o subsistema de entrada e saída. (não mostrados no diagrama). Rodrigo Hausen (hausen@usp.br) Aula 17: Organização de Computadores 07 de outubro de / 18