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VISÃO DE ALTO NÍVEL DA FUNÇÃO E INTERCONEXÃO DO COMPUTADOR, MAPA MENTAL 3…
VISÃO DE ALTO NÍVEL DA FUNÇÃO E
INTERCONEXÃO DO COMPUTADOR
3.1 Introdução
CPU, Memória e E/S (entrada/saída)
Comunicação via sinais de dados e controle.
Conhecimento da estrutura ajuda a:
Identificar gargalos.
Avaliar falhas e desempenho.
Propor melhorias.
3.2 Componentes do computador
Arquitetura de Von Newmann:
Memória única para dados e instruções
CPU interpreta o conteúdo da memória
está armazenando um número? uma instrução? ou texto? tudo são só bits
Execução segue padrão sequencial, salvo instruções de desvio (ex: JUMP)
Programação do Computador:
1 antigo: conexões físicas específicas (programa = hardware)
diretamente no hardware
2 atual: controle via sinais de software
feito com instruções, armazenadas na memória e interpretadas pela CPU
Componentes principais:
Unidade Central de Processamento (CPU) = UnLogArit + UnContrl
Memória principal: armazena código e dados temporariamente.
Módulos de E/S: comunicação com o exterior.
3.3 Função do Computador
Função básica: executar programas armazenados
🔄Ciclo de instrução
Busca (Fetch
PC fornece endereço.
Instrução vai para o IR.
Exemplo: instruções simples (LOAD, ADD, STORE) e operação de somar
Execução (Execute)
Tipos: processador-memória, processador-E/S, processamento de dados, controle.
Interrupções
Permitem ao processador responder eventos externos
Tipos:
Programa - erros detectados durante execução
instrução inválida
Timer - Gerada periodicamente por hardware interno
alternar tarefas
Entrada/Saída - Informam o fim de uma operação de I/O
disco terminou de ler um arquivo
Falha de hardware - Problemas críticos no sistema
queda de energia
🔁 Ciclo de interrupção
Verificação → Suspensão → Salvamento de contexto → Rotina de tratamento → Restauração do contexto → Retorno
Múltiplas interrupções
Técnicas
Desativar interrupções
Enquanto uma interrupção é tratada, as demais ficam bloqueadas
Definir prioridades
Interrupções mais importantes podem interromper o tratamento de outras
3.4 Estruturas de Interconexão
Componentes principais:
Processador
Memória
Módulos de E/S
Conexão entre eles:
Estrutura de interconexão = conjunto de caminhos de comunicação
3.5 Interconexão de Barramento
Conceito:
Meio de transmissão compartilhado.
Comunicação em broadcast.
Apenas um dispositivo transmite por vez.
Três tipos de linhas:
Dados – transporta os bits
Endereço – indica origem/destino
A largura, determina capacidade máxima da memória do sistema.
Controle – define comandos e tempo
Outros
Operação: mestre solicita uso, envia ou recebe dados
Tipos:
Dedicado(Trilhas exclusivas) x Multiplexado(barramento único )
Arbitração:
Centralizada(controlador único) x Distribuída(lógica própria)
Temporização:
Síncrona(clock) x Assíncrona(eventos)
Parâmetros do projeto:
Largura do barramento
endereço, dados
Quanto mais trilhas, mais caro
Tipo de transferência
leitura, escrita, bloco, etc
Diferentes estratégias otimizam o desempenho conforme a aplicação
Frequência
Quantos ciclos de transferência por segundo
Largura e Frequência
3.6 Interconexão Ponto-a-Ponto
Substitui barramento compartilhado em sistemas modernos
Razão principal: restrições elétricas
Vantagens:
Alta velocidade
Baixa latência
Escalabilidade
Ex.: QPI (Intel), HyperTransport (AMD), PCI Express
MAPA MENTAL 3
DISCIPLINA: AOC 2025/1
ALUNO(A): RAQUEL NASCIMENTO