FSA - Resumo P1

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FSA – Resumo P1 
Como são fabricados os processadores 
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Inicialmente são 
produzidos cilindros com 
o silício, que são 
posteriormente cortados 
em fatias bastante finas 
chamadas wafers de 
silício. 
 
A primeira etapa do 
processo é oxidar a parte 
superior do wafer, 
transformando-a em 
dióxido de silício através 
da exposição do wafer a 
gases corrosivos e a altas 
temperaturas. 
Em seguida é aplicada uma 
camada bastante fina de um 
material fotossensível sobre 
a camada de dióxido de 
silício. 
Usando uma máscara de 
litografia, é jogada luz 
ultravioleta apenas em 
algumas áreas da superfície. 
 
Depois de remover as 
partes moles da camada 
fotossensível (através de 
um banho químico), 
temos algumas áreas do 
dióxido de silício 
expostas, e outras que 
continuam cobertas pelo 
que restou da camada 
O wafer passa por um 
novo banho químico 
(baseado em compostos 
diferentes), que remove 
as partes do dióxido de 
silício que não estão 
protegidas pela camada 
fotossensível. 
Finalmente, é removida a 
parte que restou da camada 
fotossensível. 
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Começa então a 
construção da segunda 
camada do transístor. 
Inicialmente o wafer 
passa novamente pelo 
processo de oxidação 
inicial, sendo coberto por 
uma nova camada (desta 
vez bem mais fina) de 
dióxido de silício. 
Em seguida é aplicada 
uma camada de cristal de 
silício sobre a estrutura 
anterior. Sobre ela é 
aplicada uma nova 
camada de material 
fotossensível 
O waffer passa novamente 
pelo processo de litografia, 
desta vez utilizando uma 
máscara diferente. 
Novamente, a parte da 
camada fotossensível que 
foi exposta à luz é 
removida, deixando 
expostas partes das 
camadas de cristal de 
silício e dióxido de silício 
é removido o que restou 
da camada fotossensível. 
aplicação das impurezas, que 
transformarão partes do 
wafer de silício num material 
condutor. 
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É adicionada então uma 
terceira camada, 
composta por um tipo 
diferente de cristal de 
silício, e novamente é 
aplicada a camada 
fotossensível sobre todo 
o material 
O wafer passa novamente 
pelo processo de 
litografia, usando mais 
uma vez uma máscara 
diferente 
As partes do material 
fotossensível expostas à luz 
são removidas, expondo 
partes das camadas 
inferiores, que são 
removidas em seguida 
Temos agora pronta a 
terceira camada do 
transístor. 
Uma finíssima camada de 
metal é aplicada sobre a 
estrutura anterior. 
O processo de aplicação da 
camada fotossensível, de 
litografia e de remoção das 
camadas, é aplicado mais uma 
vez. Finalmente temos o 
transístor pronto. Cada 
processador é constituído por 
vários milhões de transístores 
 
1. Quais os três subsistemas que formam o computador? 
R: Subsistema de controle e processamento, subsistema de entrada e saída e subsistema de memória. 
 
 
2. Qual a função do subsistema de controle e processamento? Como o subsistema funciona? 
R: Ele é responsável por todo o funcionamento interno do computador, pelo controle e pela execução de todas as 
operações realizadas na maquina. Recebe os dados de entrada e sinais de estado dos outros dois subsistemas e 
lhes envia saídas com os resultados de seu processamento, bem como sinais para controla-los. Portanto, define o 
que, quando e onde cada ação do sistema deve ocorrer. 
 
3. O que é e qual a função do subsistema de entrada e saída? 
R: Ele inclui todos os elementos periféricos do computador que possibilitam a comunicação do sistema com o 
restante do mundo e é responsável pela interface entre o computador e o meio externo. 
 
4. Qual a função do subsistema de memória? 
R: É utilizado para o armazenamento de tudo o que o sistema de computação necessita para executar suas 
operações, isto é, das informações a serem utilizadas pelo computador para seu processamento, bem como dos 
resultados dele originados. 
 
5. Como é feita a comunicação entre esses três subsistemas? 
R: Através de barramentos do sistema. 
 
6. O que são barramentos e para que são utilizados? Quais os tipos de barramentos? 
R: São conjuntos de fios que levam os sinais portadores de informação entre as diversas partes do computador. Os 
sinais podem conter informações para o comando da máquina ou valores a serem processados por ela. Há três 
tipos de barramento: de endereço, de controle e de dados. 
 
7. Complete a tabela sobre os três tipos de barramento: 
 Barramento de endereço Barramento de controle Barramento de dados 
Função 
Transportar informações 
compostas por sinais que 
indicam a posição onde as 
demais informações devem 
ser colocadas ou 
procuradas. 
São responsáveis pelo 
transporte dos sinais que 
indicam para cada um dos 
subsistemas o que deve ser 
feito a cada instante. 
Transportar os valores de 
informações a serem tratadas 
pela máquina. 
Número de fios 
Número fixo de fios, 
correspondendo ao 
número total de bits dos 
endereços da máquina ( 
cada bit é transportado por 
um fio) 
Varia de acordo com os 
sinais necessários em cada 
módulo da máquina. 
Igual ao número de bits da 
palavra processada pelo 
computador. 
Direção 
Unidirecionais, sempre 
saindo do subsistema de 
controle e processamento 
para os outros 
subsistemas. 
Formados por subgrupos de 
barramentos unidirecionais, 
embora tratados como um 
barramento único e 
bidirecional. 
Bidirecionais, já que o sistema 
de controle e processamento 
lê informações dos outros 
subsistemas e devolve a eles 
os resultados. 
 
8. O que são circuitos sequenciais e combinatórios? 
R: Circuitos sequenciais são formados por circuitos combinatórios, que são conjuntos de portas lógicas agrupadas 
para desenvolver alguma função, associados a registradores biestáveis organizados de modo a armazenar 
conjuntos de bits com significado pré-definido. 
 
9. O que é UCP e quais as unidades que é dividida? 
R: Unidade Central de Processamento é apenas outro nome para subsistema de controle e processamento. É 
formado por duas unidades: UC - unidade de controle e UP - unidade de processamento. 
 
 
10. O que é e como funciona a UC – unidade de controle? 
R: É composta por uma série de circuitos lógicos responsáveis pela coordenação das atividades na unidade de 
processamento. Cada instrução é trazida da memória para um registrador de instruções (RI) da UC e nela é tratada. 
São identificados as operações a serem executadas através do decodificador de instruções (DI) e busca-se os 
operandos (BO) requeridos pela instrução. 
 
11. O que é RI – registrador de instruções da UC? 
R: é um registrador especial da UC que guarda as instruções que veem da memória. 
 
12. Como são tratadas as instruções pela UC? 
R: O tratamento de cada instrução na UC inclui a identificação das operações a serem executadas e dos operandos 
sobre os quais elas devem operar, além da emissão dos sinais para a execução dessas operações. 
 
13. O que é e como funciona o decodificador de instruções (DI) da UC? 
 R: Identifica as operações a serem executadas no tratamento de instruções. O DI lê os bits da instrução 
correspondente ao seu código de operação e os transforma em sinais sequenciais para acionar os caminhos 
necessários na unidade de processamento. 
 
14. Como funciona o circuito de busca de operandos (BO)? 
R: Este circuito lê os campos reservados a endereços, decodifica-os se necessário, e acessa as posições de memória 
e/ou os registradores necessários para trazer os operandos e torna-los disponíveis na unidade de processamento. 
 
15. Qual a função da unidade de processamento? 
R: Composta por registradores, circuitos lógicos combinatórios e por barramentos, é responsável pela execuçãoefetiva das operações. Nessa unidade encontram-se os circuitos lógicos e os circuitos aritméticos, entre outros. 
 
16. Qual a função dos registradores na unidade de processamento? 
R: São adequadamente montados para representar as palavras na máquina, usados para o armazenamento 
temporário de dados. 
 
17. Qual a função dos circuitos lógicos combinatórios na unidade de processamento? 
R: Intercalados entre os registradores, são usados para a execução das operações possíveis para a máquina. 
 
18. Qual a função dos barramentos na unidade de processamento? 
R: Transferir dados entre os registradores. 
 
RTL – Linguagem de Transferência entre Registradores 
 Os registradores são designados por letras maiúsculas, seguidas ou não de números. 
Ex: RE -> um registrador de endereço 
 A transferência de dados de um registrador para outro é indicada por uma seta 
EX: 
 Operações simultâneas são separadas por vírgulas 
 Condições para a execução são indicadas por variáveis antes da operaçõo e separadas destas por : 
 Colchetes indicam o conteúdo de posição de memória. 
 
Ex: 
Se o sinal de controle de K1 estiver no nível lógico alto e o sinal de controle de K2 estiver no nível lógico baixo, 
tranferir o conteúdo de R1 para R2, o conteúdo de posição de memória apontada por RE para RD e incrementar CP 
 
19. Quais as três maneiras pelas quais é possível realizar a transferência de dados entre registradores? E qual a 
diferença entre elas? 
R: Via multiplexadores, barramentos multiplexados ou barramentos three-state. Via multiplexadores cada um tem 
seu caminho exclusivo, e sinais vão acionando os registradores. Só que quanto maior, mais complicado vai ficando. 
Pra economizar foi criado o barramento multiplexado que um só aciona o resto. Economizou um pouco e criou o 
problema do estado impossível. O three-state ainda tem o problema do estado impossível, mas como não usa 
multiplexadores ficou bem mais barato e mais usado. 
 
20. Defina micro-operações e cite quais tipos existem. 
R: São operações de transferência entre registradores que formam as operações no nível de linguagem de 
montagem. São elas que espelham e especificam diretamente o “hardware” da máquina. Os quatro tipos são: as de 
movimentação de dados, as de deslocamento, as aritméticas e as lógicas. 
 
21. Qual a função de cada um dos tipos de micro-operações? 
R: De movimentação de dados -> transferem dados de um registrador para outro, sem modificar seu conteúdo. 
De deslocamento -> deslocam os dados dentro de um registrador, ou, eventualmente, por um par de registradores. 
Aritméticas -> executam operações aritméticas sobre dados oriundos de registradores origem e passam os valores 
resultantes destas modificações aritméticas para registradores destino. 
Lógicas -> manipulam bits sobre dados nos registradores origem e passam os resultados correspondentes para 
registradores destino. 
 
22. O que é banco de registradores? E ULA? 
R: Banco de registradores é o nome dado ao agrupamento de registradores de trabalho e os agrupamentos de 
circuitos operativos se chamam unidades lógico-aritméticas (ULAs). Normalmente, a ULA é o agrupamento dos 
circuitos combinatórios responsáveis pelas operações aritméticas e pelas operações lógicas. 
 
23. Defina caminho de dados e o motivo de ser chamado dessa maneira. 
R: A unidade de processamento, que inclui banco de registradores, Ula, barramentos, multiplexadores, 
decodificadores e registradores auxiliares, é conhecida como caminho de dados, visto que é por este conjunto de 
circuitos que os dados trafegam no processador. 
 
24. Defina palavra de controle. 
R: Palavra de controle de um processador é o conjunto de sinais que controla a sequencia das micro-operações a 
serem executadas pela unidade de processamento. 
 
25. O que é pipeline? 
R: Pipeline, ou técnica de bombeamento de instruções, consiste em modificar o caminho de dados de tal forma que 
seja possível iniciar o processamento de uma instrução antes que sua antecessora seja concluída e seus resultados 
armazenados no banco de registradores.