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CENTRO PAULA DE SOUZA 
FATEC OURINHOS 
 CURSO DE SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO 
 
 
 
Pedro Henrique Bertani 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARQUITETURA DE PROCESSADORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OURINHOS – SP 
2020 
 
 
 
Pedro Henrique Bertani 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARQUITETURA DE PROCESSADORES 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao curso de 
Segurança Da Informação - Fatec de 
Ourinhos. 
Professor: Carlos Alberto Pereira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OURINHOS - SP 
2020 
 
 
Arquitetura de processadores 
 
A arquitetura de processadores descreve o processo detalhado de um processador. 
Grandes partes dos computadores vêm com identificação e literatura descrevendo o todos os 
componentes agregados dentro de si, um deles é o processador, nessa identificação contém o 
modelo do mesmo e sua velocidade. 
Transístores 
 
Desde o primeiro processador da Intel (4004), lançado em 1971, os processadores têm 
evoluído de uma forma surpreendente. Os processadores marcaram a história por serem o 
dispositivo que evoluiu mais rápido. Sendo o transístor considerado a invenção do século. 
 
Figura 1 Intel 4004 
Fonte:https://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2011/11/intel-4004-o-primeiro-
processador-da-historia-comemora-40-anos-de-idade.html 
Os primeiros transístores, criados no início da década de 50, foi construído a mão, e não 
era nada pequeno. Posteriormente, passaram a construí-los usando outras matérias primas, 
silício e desenvolveram a litografia óptica, técnica utilizada até hoje. Tais técnicas que 
permitem alcançar níveis incríveis de miniaturização. 
A criação do transístor trouxe com ele uma nova geração eletrônica. Comparado as 
válvulas termiônicas, tecnologia dominante na época, o transístor provou ser mais confiável, 
necessitando de menos energia e, o crucial, podendo ser miniaturizado a níveis quase 
 
 
microscópios. O primeiro transístor construído tinha aproximadamente 1,5 cm (centímetros), 
consistia em germânio e ouro. Hoje eles chegam a medir até 45 nm (nanômetros, cerca de 
330.000 vezes menores. 
 
Figura 2Transístores 
Fonte:https://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2012/07/transistores-para-
principiantes.html 
O grande segredo para esta evolução ser considerada a tal, foi sua miniaturização que 
consentiu na criação do circuito integrado, posteriormente o microchip e processadores com 
cada vez mais transístores e operando a frequência cada vez mais elevadas. 
 Para termos uma ideia, o processador 4004 possuía apenas 2.300 transístores, e operava 
a 0.7 MHz, já os processadores da nova geração, como i7-6950X (2016), chegam a ter 4,7 
bilhões de transístores e operam acima de 3.0 GHz, podendo chegar a 4.0 GHz. 
 
 
 
 
Vejamos agora uma tabela com a miniaturização dos transístores: 
 
Figura 3Tamanho dos transistores 
Fonte: https://sites.google.com/site/senai1ifnoite/evolucao-dos-processadores 
https://sites.google.com/site/senai1ifnoite/evolucao-dos-processadores
 
 
Sistemas de memorias 
 
A execução de um sistema de memória nos processadores é similar a uma pesquisa de 
livros em uma biblioteca, ou até mesmo os livros já abertos em uma mesa. Como exemplo, 
supondo que temos vários livros sobre a mesa, se modera o tempo de se locomover até a estante 
para procurá-lo. Sendo assim, criamos a ilusão de uma memória grande que podemos acessar 
tão rapidamente quanto uma memória pequena. Esse princípio de localidade nos mostra que os 
programas acessam uma parte relativamente pequena do seu espaço de endereçamento em 
qualquer instante do tempo. Vale ressaltar, que existem diferentes tipos de localidade: 
 A memória principal, também chamada de memória real, são memórias que o 
processador pode endereçar diretamente, sem as quais o computador não pode funcionar. Estas 
fornecem geralmente uma ponte para as secundárias, mas a sua função principal é a de conter 
a informação necessária para o processador num determinado momento; esta informação pode 
ser, por exemplo, os programas em execução. 
 
 
 
 
Registradores 
 
O processador abrange elementos de memória de pequena capacitação, mas de alta 
competência em termos de velocidade, usadas para arquivar resultados temporários, designado 
registradores. O conjunto desses registradores é chamado de banco de registros. Esses 
registradores são citados explicitamente pelas orientações logicas, aritméticas e de transferência 
de dados. Existe um registrador especial, contador de programa (PC), que contém o endereço 
da próxima orientação a ser executada. Um outro registrador, registrador de instrução (IR), 
contém a orientação que está sendo executada. 
 
Ciclo de Busca das Instruções 
 
O processador executa um passo-a-passo de suas orientações: 
• Busca a próxima orientação que está localizada na memória para o registrador 
de instrução; 
• Atualiza o apontador de orientações para que ele redirecione a próxima etapa a 
ser executada; 
• Determina o tipo de orientação; 
• Se a orientação faz uso de dados, determina o local arquivado; 
• Busca os dados, se houver, para os registradores de processos; 
• Executa orientação; 
• Arquiva nos locais apropriados; 
• Volta ao passo primeiro passo para executar a próxima orientação. 
 
 
 
 
 
 
Unidade Lógica e Aritmética 
 
A unidade lógica e aritmética pode realizar diversas operações, entre elas: Adição 
Subtração Operações lógicas (E, OU, XOR, INVERSÃO) Deslocamento (à esquerda e à direita) 
Comparação As unidades aritméticas e lógicas mais modernas realizam também as operações 
de multiplicação e divisão. As operações são realizadas pela leitura de dois registradores fontes 
do banco de registradores, e com a escrita do resultado no registrador de destino. 
A unidade lógica e aritmética pode efetivar inúmeras operações, dentre elas: adição, 
subtração, multiplicação, divisão, operações lógicas (E, OU, XOR, inversão), deslocamento (à 
esquerda e à direita) e comparação. As execuções são realizadas pela leitura de dois 
registradores fontes do banco de registradores, e com a escrita do resultado nos registradores 
de destino. 
 
 
Figura 4 Funcionamento da ULA 
Fonte:http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-
content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf 
 
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
 
 
 
 
Figura 5 Design da ULA 
Fonte:http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-
content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
 
 
 
 
Tipos de design de ULA 
 
Accumulator: Um registrador denominado Accumulator, guarda todas as operações da 
ULA. Geralmente é utilizado em calculadoras de mão. São difíceis de trabalhar com pipeline, 
necessita de softwares adicionais. 
 
Figura 6 Accumulator 
Fonte:http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-
content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf 
 
 
 
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
 
 
Register-to-Register: Uma arquitetura da mais comuns, denominada máquina de três. É 
compatível com pipeline, software bem simples. 
 
Figura 7 Register-to-register 
Fonte:http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-
content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf 
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdfhttp://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
 
 
Register stack: É a combinação dos dois acima, accumulator e register-to-register. ALU 
opera no topo da pilha e o resultado é inserido no topo da pilha. Muitos compiladores dão 
suporte e fazem o reversepolish com facilidade ao utilizar árvores binárias. É denominada de 
“O-operand”, ou máquina de endereço zero, pois não precisa especificar a localização da 
orientação. 
 
 
Figura 8 Register stack 
Fonte:http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-
content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf 
 
 
 
 
 
 
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf
 
 
Referencias 
 
 
ALMEIDA, Rafael Bruno. Evolução dos Processadores: comparação das famílias 
de processadores intel e amd. Comparação das Famílias de Processadores Intel e 
AMD. 2009. Disponível em: 
https://www.ic.unicamp.br/~ducatte/mo401/1s2009/T2/089065-t2.pdf. Acesso em: 18 
nov. 2020. 
 
ARQUITETURA de processadores. Disponível em: 
http://www2.contilnet.com.br/~Curso_Tecnico/Turma138/Arquitetura%20de%20Micro
s/cap08%20-%20Arquitetura%20de%20processadores.pdf. Acesso em: 17 nov. 
2020. 
 
CAMARA, Rômulo Calado Pantaleão. Eletrônica Digital: ula- unidade lógica 
aritmética. ULA- Unidade Lógica Aritmética. Disponível em: 
http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-
content/uploads/2013/11/Unidade-L%C3%B3gica-Aritm%C3%A9tica.pdf. Acesso 
em: 18 nov. 2020. 
 
MACêDO, Diego. Arquitetura de processadores RISC e CISC: risc e cisc. RISC e 
CISC. 2012. Disponível em: https://www.diegomacedo.com.br/arquitetura-de-
processadores-risc-e-cisc/. Acesso em: 18 nov. 2020. 
 
RIO GRANDE DO NORTE. DEMÉTRIOS COUTINHO. . PROCESSADORES. 
Disponível em: 
https://docente.ifrn.edu.br/demetrioscoutinho/pronatec/processadores. Acesso em: 
17 nov. 2020. 
 
 SANTOS, Ricardo Ribeiro dos. Uma arquitetura de processadores baseada na 
geometria da computação. 2007. Disponível em: pdf. Acesso em: 18 nov. 2020. 
 
SENAI4IF: Evolução dos Processadores. Evolução dos Processadores. 2008. 
Disponível em: https://sites.google.com/site/senai1ifnoite/evolucao-dos-
processadores. Acesso em: 17 nov. 2020. 
 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS - UEA (Amazona). Pró-Inovalab – 
Itacoatiara. Arquitetura e Organização de Computadores. Disponível em: 
 
 
https://educapes.capes.gov.br/bitstream/capes/206151/2/apostila%20de%20AOC_L
uiz%20S%C3%A9rgio.pdf. Acesso em: 17 nov. 2020.

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