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AOC -COMPUTADOR, CPU - Coggle Diagram

- - - - Realiza funções de Processamento, Armazenamento, comunicação e Controle
- - - - Saída
        
        Dados ou inormações
      - Memória
- - - - Bell Labs (1947) – invenção do transisto
        
        Intel 4004 (1971)
        
        2.250 transistores
        
        740 KHz (0.00074 GHz) / 10.000nm
        
        Apple II (1977) - Um dos primeiros
        computadores pessoais populares
        
        AMD MI300X (2023)
        
        153.000.000.000 transistores (5nm)
        
        400 trilhões de operações por segundo
- - - - forma de especificação de instruções de programas
  - - - Linguagem que especifica com maior nível de detalhe instruções a
        serem executadas pelo computador
        
        Uma instrução em assembly possui correspondência direta com
        comandos binários em linguagem de máquina
- - - - Instruções e dados em memórias separadas
  - - - Conjunto de instruções
- - - - Execução da instrução
        
        Escrita
- - - - Desempenho =
        1 / Tempo de Execução
  - - - conta tudo (acesso à disco e memória, I/O , etc.)
      - útil, mas nem sempre bom para comparações
        (desempenho do sistema)
    - - Não conta tempo de I/O ou tempo executando outros
        programas
      - Pode ser dividido em tempo de usuário e tempo de sistema
      - Nossas medidas serão feitas em função do tempo de
        CPU ou tempo de execução
  - - - Um clock de 200MHz tem um tempo de ciclo de 5ns
  - - - Dimensionamento do transistor
    - - Dimensionamento de memória cahe
    - - Ou, reduzir o tempo de ciclo implica em um aumento do número de ciclos
        
        A única medida completa e confiável é o TEMPO
  - - - Tempo de CPU = n° de ciclos/frequência = (n° de instruções * CPI)/frequência
        
        Tempo de CPU = (n° de instruçõesCPI) tempo de ciclo
  - - - Uso de recursos diferentes (memória, registradores, ULA)
  - - - Afeta contagem de instruções, possivelmente CPI
        
        Pode favorecer instruções mais lentas
        ou mais rápidas
    - - Afeta a CPI
        
        Dependendo de seus recursos afeta mais ou menos isso
      - Instruções na linguagem são traduzidas para que o processador entenda
    - - Também afeta a contagem de instruções e CPI
      - Determina a tradução das instruções da linguagem-fonte para instruções do computador
    - - Afeta a contagem de instruções, taxa de clock e CPI
      - Instruções necessárias para uma função, o custo em ciclos de cada instrução e a taxa de clock geral
  - - - Quanto maior = melhor
    - - Não leva em consideração as características da implementação das instruções
- - - - 1 caracter = 1 byte = 8 bits = 256 combinações
    - - unidade de medida básica e universal para a
        capacidade de armazenamento
      - Múltiplos
        
        kB kilo/quilobyte (mil)
        
        2^10 1024 bytes
        
        MB megabyte (milhão)
        
        2^20 1048576 bytes
        
        GB gigabyte (bilhão)
        
        2^30 1073741824 bytes
        
        TB terabyte (trilhão)
        
        2^40
        
        PB petabyte
        
        2^50
        
        EB Exabyte, ZB zettabyte, YB yottabyte
- - - - Memória principal ou virtual
      - Registrador da CPU
      - Dispositivo de E/S
  - - - códigos de operação
      - ADD -> Adição
      - SUB -> Substração
      - MPY -> Multiplicação
      - DIV -> Divisão
      - LOAD -> Carregar dados da memória
      - STORE -> Armazena dados na memória
      - Os operandos geralmente vem assim:
        
        ADD R, Y, em que R -> registrador e Y -> endereço de memória
  - - - logo após isso execute syscall
- - - - if ==
    - - if !=
    - - if $PRIMEIRO < $SEGUNDO
    - - if $PRIMEIRO > $SEGUNDO
    - - if $PRIMEIRO <= $SEGUNDO
    - - if $PRIMEIRO >= $SEGUNDO
  - - - 1
        
        imprimir inteiro
        
        2
        
        imprimir float
        
        3
        
        imprimir double
        
        4
        
        imprimir String ou char
      - 5
        
        ler inteiro
        
        armazena em $v0
        
        6
        
        ler float
        
        7
        
        ler double
        
        8
        
        ler String ou char
      - 10
        
        encerrar programa
      - leitura
      - Escrita
      - Após tudo usar syscall
      - 13
        
        abre arquivo
        
        $a0 terá o caminho do arquivo
        
        li $a1, 0
        
        leitura
        
        1
        
        escrita
        
        descritor em $v0
      - 14
        
        lê descritor
        
        conteudo do arquivo
      - 16 - fechar arquivo
  - - - O resto vai em $hi e o resultado em $lo
        
        mvhi e mvlo comando para mover o resultado para outro registrador
  - - - jump and link
  - - - 0
        
        byte
      - 1
        
        half
      - 3
        
        double
      - 2
        
        word/int
- - - - Busca instrução na memória e incrementa PC
        
        Seleciona registradores a serem lidos
        
        Executa instrução
  - - - Ciclo de clock longo (para acomodar a instrução mais lenta).
      - Baixo desempenho (instruções rápidas são penalizadas).
      - Escalabilidade limitada (dificuldade em lidar com instruções complexas).
  - - - A ALU/ULA
      - Operam nos valores de dados
      - As mesmas entradas vão sempre gerar as mesmas saídas
      - Sem clock
      - Ler, processa e armazena
      - Não armazenam estados
    - - Que contêm estado
      - As mesmas entradas podem gerar saídas diferentes, depende do estado do elemento
      - Com clock
        
        Síncronas
      - Período de clock quando ele sobe e desce