Aula 08 - ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

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ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
SIMONE MARKENSON
Rio de Janeiro, maio de 2011
1
PROCEDIMENTOS DE INICIALIZAÇÃO
CICLO DE INSTRUÇÕES
INTERRUPÇÕES
PIPELINE
EXEMPLOS
CONTEÚDO DA AULA
Procedimento de bootstrap
	Energia
	Registradores inicializados
	Executa instrução em CS:IP  BIOS
					POST
4.		BIOS	SETUP
					Carga do S.O.
COMO TUDO COMEÇA?
Buscar os operandos
Decodificar operação
Buscar uma instrução na memória
1
2
3
Reiniciar o ciclo
Guardar o resultado (se for o caso)
Executar a operação
4
5
6
Parada
Início
Busca da 
próxima 
instrução
Executa
instrução
Ciclo de busca
Ciclo de execução
PROCESSADOR E AS INSTRUÇÕES
CONTROLE
Busca, interpretação e controle de execução das instruções
 Unidade de controle 
 Registrador de instruções (IR)
 Decodificador de instruções 
 Contador de instruções (PC)
 Reg. End. Memória (REM)
 Reg. Dados Memória (RDM)
FUNÇÕES DO PROCESSADOR
CONTROLE
Busca, interpretação e controle de execução das instruções
 Unidade de controle 
 Registrador de instruções (IR)
 Decodificador de instruções 
 Contador de instruções (PC)
 Reg. End. Memória (REM)
 Reg. Dados Memória (RDM)
PROCESSAMENTO
Operações aritméticas, operações lógicas, movimento de dados, desvios e operações de entrada ou saída
 UAL (ALU) 
 Acumulador (ACC)
 Registradores de dados
 Registrador de estado (PSW)
FUNÇÕES DO PROCESSADOR
INTERRUPÇÕES
PIPELINE
Imagine uma linha de montagem de veículos:
Montar chassis CARRO1		1h
Colocar motor e pneus CARRO1	1h
Prender carroceria CARRO1		1h
Realizar acabamento CARRO1	1h
A cada 4h sai um carro pronto
Mas se...
	Montar chassis CARRO 4		1h
	Colocar motor e pneus CARRO3	1h
	Prender carroceria CARRO2		1h
	Realizar acabamento CARRO1	1h
	A cada 1h sai um carro pronto	
PIPELINE
Imagine uma linha de montagem de veículos:
Montar chassis CARRO1		1h
Colocar motor e pneus CARRO1	1h
Prender carroceria CARRO1		1h
Realizar acabamento CARRO1	1h
A cada 4h sai um carro pronto
Mas...
	Montar chassis CARRO 4		1h
	Colocar motor e pneus CARRO3	1h
	Prender carroceria CARRO2		1h
	Realizar acabamento CARRO1	1h
	A cada 1h sai um carro pronto (depois do primeiro)	
PIPELINE
primeira instrução
EXEMPLO
Considerando um processador com pipeline de 5 níveis calcule quantos ciclos serão necessários para a execução de 9 instruções, considerando que cada estágio do pipe utiliza um ciclo de processamento. Compare com a mesma execução sem pipeline.
EXEMPLO
Considerando um processador com pipeline de 5 níveis calcule quantos ciclos serão necessários para a execução de 9 instruções, considerando que cada estágio do pipe utiliza um ciclo de processamento. Compare com a mesma execução sem pipeline.
Sem pipeline:
	Tempo de cada instrução: 5 ciclos
	Total = 9 x 5 ciclos = 45 ciclos
Com pipeline: 
	primeira instrução : 5 ciclos
	demais: 8 x 1 ciclo = 8 ciclos
	Total: 5 + 8 = 13 ciclos
1) Intel® Core™ i7-990X processor Extreme Edition
3.46 GHz core speed 
Up to 3.73 GHz with Intel® Turbo Boost Technology 
12 MB Intel® Smart Cache 
32nm manufacturing process technology
6 cores and 12 processing threads with Intel® Hyper-Threading Technology
3 Channels DDR3 1066 MHz memory 
(http://ark.intel.com/Product.aspx?id=52585)
NOVIDADES E EXEMPLOS
2) A Apple utiliza o A4, que recentemente foi substituído pelo A5, no iPad 2. Apresenta a integração dos processamentos de instruções e de vídeo em um único processador. Ele é dual-core e promete uma performance até DUAS vezes mais rápida do que o seu antecessor em uso comum e NOVE vezes mais rápido em processamento gráfico
(http://www.techzine.com.br/arquivo/ipad-2-anunciado/)
3) A briga pelos processadores da plataforma dos smartphones será acirrada. A ARM entra com tudo e lança o Cortex de dois núcleos, que irá atender aos aparelhos Optimus 3D, da LG, e o Galaxy S II, da Samsung. 
(http://www.arm.com/markets/mobile/smartphones.php)
NOVIDADES E EXEMPLOS
4) Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) acreditam que os processadores feitos com grafeno podem atingir a frequência de 1 THz.
Para se ter uma ideia, os chips atuais chegam a, no máximo, 5 GHz.
(http://info.abril.com.br/noticias/tecnologia-pessoal/chip-de-grafeno-pode-chegar-a-1-thz-diz-mit-29032009-4.shl)
REGISTRO DE FREQUÊNCIA
1. São funções da unidade de controle e da unidade lógico aritmética, respectivamente:
a) operações lógicas e operações matemáticas 
b) operações matemáticas e decodificação de instruções 
c) busca e decodificação de instruções 
d) busca de instruções e operações matemáticas 
 
2. Interrupções são:
a) tratadas em parte pelo processador e em parte pelo sistema operacional 
b) provocadas pelo sistema operacional 
c) tratada somente pelo processador 
d) tratadas pelo sistema operacional