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Função do Computador / Interconexão do Computador, Mapa Mental 3 …
Função do Computador /
Interconexão do Computador
Componentes do Computador
Memória Principal
Armazena temporariamente códigos e resultados
Componentes Entrada/Saída
Entram com dados e instruções no sistema, além de sair com resultados
Unidade Central de Processamento
Unidade de Controle
Unidade Lógica e Aritmética
Arquitetura de Von Newmann
Execução em padrão sequencial
Dados/Instruções armazenados em única memória de leitura e escrita
Conteúdo da memória endereçável pela localização (desconsidera o tipo de dado)
A programação do Computador (Possibilidade 1)
Interconexão entre componentes para armazenar dados binários e realizar operações lógicas/aritméticas
Cada cálculo exige uma configuração lógica específica
Componentes interligados = 'programa na forma de hardware'
A programação do computador
( Possibilidade 2)
Unidades podem ter comportamento alterado dependendo de sinais de controle aplicados
Hardware não é religado para novos programas, o programador dá novos sinais de controle
Programa
Software: Sequência de códigos que geram sinais de controle quando interpretadas
Cada etapa = uma operação aritmética/lógica
Sequência de etapas
Cada etapa = conjunto de diferente sinais de controle
Função do Computador
Processo básico
Execução de um programa
Execução da instrução
Busca de instrução
Ciclo de Execução
E/S do processador
Processador de dados
Processador-memória
Controle
Combinação Geral
Ciclo de Busca(Fetch)
Incrementar PC
Instruções carregada no registrador de instrução
Processador busca instrução do local de memória apontado pelo PC
Processador interpreta instrução e realiza ações
Contador de Programa mantém endereço da próxima instrução
Interrupções
Programa
Timer
Falha de hardware
E/S
Interrupções e Ciclo de Interrupção
Define PC para endereço inicial da rotina de interrupções
Interrupção de processo
Salva contexto
Restaura contexto e continua programa interrompido
Suspende execução do programa atual
Múltiplas Interrupções
Impressora gerará interrupção toda vez que completar uma ação
Controlador de linha gerará interrupção toda vez que unidade de dados chegar
Técnicas para múltiplas interrupções
Desativar interrupções
Interrupções ficam pendentes e são verificadas após primeiras serem processadas
Interrupções tratadas em sequência enquanto ocorrem
Processador ignora demais interrupções enquanto processa uma
Definir prioridades
Interrupções de baixa prioridade podem ser interrompidas pelas de alta prioridade
Processamento de alta prioridade termina, processador volta a interrupção anterior
Estruturas de InterConexão
Módulos básicos do Computador
Memória
Entrada/Saída
Processador
Módulos do Computador
Conexão de Memória
Recebe Sinais de Controle
Recebe endereços
Recebe e envia dados
Conexão da CPU
Lê instruções e dados
Envia sinais de controle
Recebe e atua em interrupções
Escreve dados após processamento
Conexão de E/S
Entrada
Envia dados ao computador
Recebe dados de periféricos
Recebe endereços do computador
Saída
Envia dados a periféricos
Recebe dados do computador
Interconexão Ponto-a-Ponto
Mais usada atualmente
Restrições elétricas encontradas com aumento da frequência em barramentos muito largos
Vantagens
Maior taxa de dados (velocidade)
Melhor escalabilidade
Baixa latência
Interconexão de Barramento
Tipo de Transferência de dados
Transferência de dados em bloco
Multiplexado (endereço e dados)
Leitura-após-escrita
Leitura(escravo => mestre)
Leitura-modificação-escrita
Escrita(mestre => escravo)
Largura do barramento
Impacta desempenho do sistema e a capacidade de memória endereçável
+trilhas = +custo
Barramento
Transmissão feita em sinais de 0 e 1
Várias linhas juntas formam um barramento paralelo
Somente um dispositivo por vez pode transmitir com sucesso
Barramento de Sistema: conecta CPU, memória e E/S
Caminho de comunicação que conecta dispositivos
Barramento de Dados
Parâmetros que afetam conexão: Largura e Frequência
Aumentar largura de banda
Mais bits no barramento
Maior frequência do barramento
Transporta dados
Barramento de Endereço
Identifica origem ou destino de dados
Linhas de endereço também endereçam portas de E/S
Largura determina capacidade máxima de memória no sistema
Barramento de controle
Controlar acesso e uso das linhas de dados e endereço
Operação de barramento
Envio de dados
Obter uso do barramento
Transferir dados
Requisitar dados
Transferir requisição ao outro módulo(linhas de controle)
Esperar o segundo módulo enviar os dados
Obter uso do barramento
Tipo de barramento
Dedicado
Linhas separadas para dados e endereços
Multiplexado
Linha de controle váidas de endereço ou dados
Linhas compartilhadas
Desvantagens: Controle mais complexo e desempenho máximo
Vantagem : menos linhas
Linhas separadas para dados e endereços
Temporização
Coordenação de eventos no barramento
Assíncrona
Pode-se misturar dispositivos lentos e rápidos
A ocorrência de um evento depende da ocorrência do evento anterior
Flexível porém complexa de implementar
Síncrona
Eventos determinados por sinais de clock
Sincronismo na borda inicial
Barramento de controle inclui linha de clock
Único ciclo para um evento
Método de arbitração
Centralizada
Árbitro de barramento aloca tempo
Módulo separado ou parte do processador
Distribuída
Cada módulo contém lógica de controle de acesso
Módulos atuam juntos para compartilhar barramento
Não existe controlador central
Mapa Mental 3
Disciplina: AOC 2023/2
Murilo Dias de Oliveira