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ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Aula 8 – Processador Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * ESTRUTURA DA DISCIPLINA AULA 1 – Fundamentos AULA 2 – Sistemas de Numeração AULA 3 – Representação de dados AULA 4 – Lógica Digital AULA 5 – Álgebra Booleana AULA 6 – Modelo de Von Neumann AULA 7 – Conjunto de Instruções AULA 8 – Processador AULA 9 – Memória AULA 10 – Dispositivos de Entrada e Saída Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Conteúdo Programático AULA 8 Procedimentos de inicialização Ciclo de instruções Interrupções Pipeline Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Procedimento de bootstrap Energia Registradores inicializados Executa instrução em CS:IP BIOS POST BIOS SETUP Carga do S.O. COMO TUDO COMEÇA? Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Parada Início Busca da próxima instrução Executa instrução Ciclo de Instruções Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Funções do Processador Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Funções do Processador Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * INTERRUPÇÕES HARDWARE SOFTWARE DISPOSITIVO ATIVA INTERRUPÇÃO PROCESSADOR TERMINA INSTRUÇÃO CORRENTE PROCESSADOR RECONHECE SINAL PROCESSADOR COLOCA PSW E PC NA PILHA PROCESSAOR CARREGA NOVO PC SALVA REGISTRADORES PROCESSA INTERRUPÇÃO RESTAURA REGISTRADORES RESTAURA PSW E PC Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 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! Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 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 sairá 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 sairá um carro pronto! (depois do primeiro) Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * primeira instrução PIPELINE Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 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. Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 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 Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 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) Alguns modelos 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/) Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 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) 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) Alguns modelos Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Exercícios 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 Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Exercícios 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 Tema da Apresentação AULA 8 – PROCESSADOR ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * RESUMINDO Bootstrap é o processo de inicialização de um computador As instruções são executadas em etapas formando o ciclo de execução de uma instrução. Interrupções são mecanismos de hardware que permitem a implementação de sistemas multitarefa, Processadores modernos possuem estrutura de pipeline permitindo a execução simultânea de instruções de uma mesma tarefa. Tema da Apresentação *
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