F oc aula_03a

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F oc aula_03a

  1. 1. Estrutura interna do computador . Física (Hardware)= Equipamento . Lógica (Software) = Programas . Interconexão = Ligação . Dados = Comunicação OC_Aula_03
  2. 2. dispositivos de entrada e saída <ul><li>a comunicação do usuário com o computador </li></ul><ul><li>a comunicação do computador com o meio ambiente (dispositivos externos a serem monitorados ou controlados) </li></ul><ul><li>armazenamento (gravação) de dados. </li></ul>
  3. 3. Organização dos Sistemas Computacionais <ul><li>Computador Pessoal Moderno </li></ul>Entrada Processamento Armazenamento Saída CPU CPU
  4. 4. Entrada/Saida <ul><li>ENTRADA: teclado, mouses , scanners , leitoras óticas, leitoras de cartões magnéticos, câmeras de vídeo, microfones, sensores, transdutores,etc </li></ul><ul><li>SAÍDA: impressoras, monitores de vídeo, plotters , atuadores, chaves, etc </li></ul><ul><li>I/O(E/S) Armazenamento: Discos, fitas </li></ul>
  5. 5. Impressoras <ul><li>Matricial </li></ul><ul><li>Plotter </li></ul><ul><li>Jato de Tinta (cores e ceras) </li></ul><ul><li>Laser </li></ul>
  6. 6. Organização dos Sistemas Computacionais <ul><li>Estrutura Interna do Computador </li></ul><ul><ul><li>Unidade de processamento central (CPU) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Local onde realmente ocorre o processamento dos dados </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Memória principal </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Local onde o programa e os dados ficam temporariamente armazenados à disposição do processador </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Entrada/Saída (I/O) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Dispositivos de comunicação do usuário para a máquina, e desta para o usuário </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Interconexões </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Oferece a ligação entre os diferentes dispositivos que querem se comunicar </li></ul></ul></ul>
  7. 7. Entrada/Saida <ul><li>Interface Interna </li></ul>
  8. 8. Transmissao <ul><li>Simplex </li></ul><ul><li>Duplex </li></ul><ul><li>Full Duplex </li></ul>
  9. 9. Formas de Comunicação <ul><li>Comunicação Serial </li></ul><ul><li>Os byte são desmontados, serializados e transferidos bit a bit por um único par condutor. </li></ul><ul><li>Na outra extremidade os bytes são novamente montado byte a byte. </li></ul>
  10. 10. Formas de Comunicação <ul><li>COMUNICAÇÃO EM PARALELO </li></ul><ul><li>Grupos de bits são transferidos simultaneamente bytes a bytes, através de diversas linhas condutoras </li></ul><ul><li>A taxa de transferência(&quot; throughput &quot;) é alta </li></ul>
  11. 11. TABELA COMPARATIVA <ul><li>Custo: Paralelo maior = Serial menor </li></ul><ul><li>Distancia: Paralelo Curta = Serial S/limite </li></ul><ul><li>Throughput :Paralelo Alto = Serial baixo </li></ul>
  12. 12. Organização dos Sistemas Computacionais <ul><li>Estrutura Interna do Computador </li></ul>Sistema de Interconexão CPU Memória Principal E/S
  13. 13. Organização dos Sistemas Computacionais <ul><li>Estrutura Interna do Computador </li></ul><ul><ul><li>Unidade de processamento central (CPU) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>controla as operações do computador e realiza as funções de processamento das informações (processador) </li></ul></ul></ul>Sistema de Interconexão CPU Memória Principal E/S
  14. 14. Organização dos Sistemas Computacionais <ul><li>Estrutura Interna do Computador </li></ul><ul><ul><li>Memória principal </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>armazena os programas e os dados. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>É volátil e tem capacidade limitada </li></ul></ul></ul>Sistema de Interconexão CPU Memória Principal E/S
  15. 15. Organização dos Sistemas Computacionais <ul><li>Estrutura Interna do Computador </li></ul><ul><ul><li>Entrada/Saída (I/O) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>realiza a transferência de informações entre o computador e o ambiente externo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>vários dispositivos fazem diferentes operações </li></ul></ul></ul>Sistema de Interconexão CPU Memória Principal E/S
  16. 16. Organização dos Sistemas Computacionais <ul><li>Estrutura Interna do Computador </li></ul><ul><ul><li>Interconexões </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>mecanismos de troca de informações entre a CPU, a memória principal e os dispositivos de entrada/saída </li></ul></ul></ul>Sistema de Interconexão CPU Memória Principal E/S
  17. 17. Estrutura Interna da memória Interconexão Interna UAL Unidade de Controle Registradores
  18. 18. DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM COMPUTADOR
  19. 19. Organização da Unidade de Processamento Central <ul><li>Unidade Central de Processamento – UCP (em inglês, Central Processing Unity - CPU) </li></ul>ACC REGs Unidade de Controle Barramento Interno Barramento de Controle ULA
  20. 20. Organização da Unidade de Processamento Central <ul><li>UAL - Unidade Aritmética e Lógica </li></ul><ul><ul><li>execução das instruções </li></ul></ul><ul><li>Unidade de Controle (UC) </li></ul><ul><ul><li>busca, interpretação e controle de execução das instruções </li></ul></ul><ul><ul><li>controle dos demais componentes do computador </li></ul></ul>
  21. 21. Organização da Unidade de Processamento Central <ul><li>Diagrama funcional </li></ul>PC – Contador de Instruções (Program Counter) IR – Registrador de Instrução (Instruction Register) ACC – Acumulador (Accumulator) REGs – Registradores RDM – Registrador de Dados da Memória REM – Registrador de Endereços de Memória UC – Unidade de Controle Unidade de Controle Barram. de Endereços Barram. de Dados ACC REGs Barramento Interno ULA Barramento de Controle UC Decodificador de Instruções IR REM RDM Clock Memória Principal PC
  22. 22. Organização da Unidade de Processamento Central <ul><li>PC - Contador de Instruções (Program Counter) </li></ul><ul><ul><li>armazena o endereço da próxima instrução a ser executada - tem sempre o mesmo tamanho do REM. </li></ul></ul><ul><li>IR - Registrador de Instrução (IR - Instruction Register) </li></ul><ul><ul><li>armazena a instrução a ser executada. </li></ul></ul><ul><li>ACC - Acumulador (Accumulator) </li></ul><ul><ul><li>armazena os dados (de entrada e resultados) para as operações na UAL; o acumulador é um dos principais elementos que definem o tamanho da palavra do computador - o tamanho da palavra é igual ao tamanho do acumulador. </li></ul></ul>
  23. 23. Organização da Unidade de Processamento Central <ul><li>Diagrama funcional </li></ul>Unidade de Controle Barram. de Endereços Barram. de Dados Barramento Interno Barramento de Controle UC Decodificador de Instruções IR REM RDM Clock Memória Principal PC ACC REGs ULA
  24. 24. Execução de um programa <ul><li>O processador busca uma instrução de cada vez da memória e a executa. Algumas instruções requerem várias operações. </li></ul><ul><li>O processamento de uma instrução é chamado de ciclo de instrução ou de execução (execute cycle). </li></ul><ul><li>O processo de busca de instruções na memória é chamado de ciclo de busca (fetch cycle). </li></ul>Início Busca da Instrução Execução da Instrução Parada
  25. 25. O que acontece em 1 ciclo de Clock <ul><li>Valores lógicos são movidos de um conjunto de registradores através de fios e portas lógicas para um outro conjunto de registradores. </li></ul>
  26. 26. Transferências de Registradores <ul><li>Busca da Instrução (Instruction Fetch) </li></ul><ul><ul><li>Instrução = MEM [PC]; PC <= PC + 1 </li></ul></ul><ul><li>Decodificação e Busca dos Operandos (Decode & Reg. Operand Fetch) </li></ul><ul><ul><li>A = REG[rs]; B = REG[rt]; I = imm11(inst) </li></ul></ul><ul><li>Execução (Execute) </li></ul><ul><ul><li>resultados aritméticos, soma de endereços, comparação </li></ul></ul><ul><li>Memória </li></ul><ul><ul><li>load, store </li></ul></ul><ul><li>Write-register </li></ul>
  27. 27. <ul><li>F I M </li></ul>

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