Arquitetura e Organização de Computadores

Barramentos do Sistema

Barramentos do Sistema

• A interconexão entre Memória, Dispositivos de E/S e CPU é feita pelo barramento;

• Estes elementos possuem comportamento e uma estrutura de interconeção;

Arquitetura von Neumann

• A Arquitetura von Neumann é baseada em três conceitos básicos:• Os dados e as instruções são

armazenadas na memória;• Os dados são endereçados;• A execução ocorre em modo seqüencial;

Componentes do Computador

Componentes do Computador

Componentes

• Módulos visto até o momento:• Módulo que interpreta;• Módulo que executa a função lógica;

• O CPU ainda deve obter as informações de um dispositivo E/S e armazenar valores temporários na memória.

Registradores CPU

• O CPU tipicamente possui 2 registradores para trabalhar com a memória:• MAR (memory address register)

• MBR (memory buffer register)

• Já com um dispositivo de E/S:• I/O AR (I/O address register)• I/O BR (I/O buffer register)

Registradores CPU

• A CPU troca dados com a memória;• A CPU tem um registrador (MAR) com endereço de

memória da palavra em MBR.• A CPU tem um registrador buffer (MBR) para

armazenar a palavra em processamento;• A CPU tem o I/O AR para registrar o endereço do E/S;• A CPU tem o I/O BR usado para troca de dados com

o E/S;

Arquitetura

O que é uma Memória Principal?

• Aqui encontramos os programas e os dados;• Um conjunto de posições identificadas;• Possui uma lógica de numeração seqüencial;• Pode ser usada para armazenar valores ou

consultar valores;

Arquitetura

Os Ciclos

Titulo

• xx.

Titulo

• xx.

Ações

• Ações possíveis:• Processador -> memória• Processador -> E/S• Processamento de Dados (lógico ou aritmético)

• Controle (de fluxo de execução).

Ações

Exemplo

Titulo

• xx.

Estados do Programa

• CEI (Cálculo de endereço de instruções) - O endereço da próxima instrução a ser executada;

• BI (Busca de Instrução) - Uma instrução é lida da memória e armazenada no processador;

• DI (Decodificação de instrução) - Código da instrução a ser executada é analisada;

Estados do Programa

• CEO (Cálculo de endereço de operando) - Determinar o endereço caso o operador esteja disponível;

• BO (Busca de operando) - O operador é localizado;

• EO (Execução da Operação) - a operação indicada na instrução é executada;

• AR (Armazenamento de resultado) - O resultado é escrito.

Estados do Programa

Interrupção

• Quase todos os computadores possuem mecanismos pelo qual componentes distintos (E/S) podem interromper a sequencia nomaral de execução de instruções de um processador.

Interrupção

Interruções

• Procedimentos aguardando operações de E/S.

Interruções

• Interrupções ocorrendo nas operações curtas de E/S.

Interruções

• Interrupções ocorrendo nas operações longas de E/S.

Transferência de Controle

Ciclos

Titulo

• xx.

Titulo

• xx.

Múltiplas Interrupções

• Desabilitar interrupções;• Definindo prioridades para as interrupções;

Titulo

Titulo

• xx.

Estruturas de Interconexão

• Um computador consiste basicamente:• processador• memória• E/S

Estruturas de Interconexão

Estruturas de Interconexão

Estruturas de Interconexão

Estrutura de barramentos

Estrutura de barramentos

Hierarquia de múltiplos barramentos

• xx.

Referência

• STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 5. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2002.