MICROPROCESSADOR
Definição
Historial
TiposPor: Henrique Mateus Chigumane
O QUE É MICROPROCESSADOR?
Microprocessador é um circuito
integrado que realiza as funções de
cálculo e tomada de decisão de um
computador.
O microprocessador é considerado o
cérebro do computador.
O QUE É
MICROPROCESSADOR?(CONT)
 Diz-se circuito integrado (C.I) ao circuito cujos
componentes estão contidos (ou se integram) no
mesmo encapsulamento.
Obs: Cada circuito é capaz de executar apenas
função para qual foi projectada e somente ela.
CIRCUITO INTEGRADO
Fig 1: Circuto Integrado numa
calculadara
O QUE É MICROPROCESSADOR?
(CONT.)
Microprocessador
CPU
CPU
Basicamente, a CPU executa cálculos
muito simples como somas e
comparações entre números, mas com
uma característica muito especial: uma
velocidade extremamente elevada
CPU
Obs: A função das CPU’s é sempre a mesma, que as
diferenciam é sua estrutura interna e, o mais importante,
o fato de cada uma ter seu conjunto de instruções
próprio, ou seja, um programa escrito para uma CPU
dificilmente poderá ser executado directamente em
outra - esse é um dos principais motivos da
incompatibilidade entre os computadores.
CICLO DE EXECUÇÃO
Busca da instrução
Decodificação da
instrução
Busca de dados Execução
1 – Busca da instrução – buscar instruções na memória, sempre uma de cada
vez;
2 – Descodificão - interpretar a instrução;
3 – Buscar dados - Buscar dados armazenados para o processamento;
4 – Execução - Processar ou executar operações com os dados;
4.1 armazenar ,se for necessário, o resultado no local definido pela instrução;
FUNÇÃO DA CPU
 Esse ciclo se repete indefinidamente até que o sistema seja desligado,
ou ocorra algum tipo de erro, ou seja encontrada uma instrução de
parada.
 Em outras palavras, a CPU é projectada e fabricada com o propósito
único de executar sucessivamente pequenas operações matemáticas (ou
outras manipulações simples com dados), na ordem e na sequência
definidas pela organização do programa.
FUNÇÃO DA CPU
As actividades realizadas pela UCP podem ser divididas em duas grandes
categorias funcionais:
Função processamento
 Se encarrega de realizar as actividades relacionadas com a efectiva execução de
uma operação, ou seja, processar.
Função controle
 Encarregam das actividades de busca, interpretação e controle da execução das
instruções
 e do controle da acção dos demais componentes do sistema de computação
ESTRUTURA DO CPU
(GENÉRICA)
Fig 2: Estrutura Da CPU
ESTRUTURA DA CPU
 A unidade lógica e aritmética (ULA), como o nome indica, é
responsável pela realização de operações:
 Lógicas
 Testes e comparações
 Aritméticas
 Somas e subtracções
UC – UNIDADE DE CONTROLE
 A unidade de controle (UC) é responsável pelo controle das
actividades de todos os componentes do computador, através da
emissão de pulsos eléctricos (sinais de controle).
 Este controle pode ser a gravação de um dado no disco ou a busca de uma
instrução da memória.
 Unidade de controle é um circuito lógico responsável pelo funcionamento da
máquina;
REGISTRADORES
são utilizados para assegurar o armazenamento temporário de
informações importantes para o processamento de uma dada
instrução
 PC, (Program Counter), -Tem a função específica de armazenar o
endereço da próxima instrução a ser executada;
 IR, (Instruction Register), - É o registrador que tem a função
específica de armazenar a instrução a ser executada péla UCP;
 MAR - Registrador de Endereço da Memória e MDR Registrador de
Dados da Memória
BARRAMENTO
Fig 3: Barramento
BARRAMENTOS (BUS)
 Um barramento nada mais é do que um
caminho comum pelo qual os dados
trafegam dentro do computador.
 O tamanho de um barramento é
importante pois ele determina quantos
dados podem ser transmitidos em uma
única vez. Por exemplo, um barramento
de 16 bits pode transmitir 16 bits de
dados a cada vez.
BARRAMENTO (CONT.)
O Barramento de Endereços - é apenas de saída (em
relação CPU) e define o caminho de comunicação dentro
do sistema
O Barramento de Dados - é bidireccional sendo o meio de
comunicação entre os componentes do sistema.
O Barramento de Controlo: como o próprio nome indica,
envia e recebe os sinais de controlo
BARRAMENTO
Fig 4:Tipos de Barramentos
MEMORIA CACHE
Memória cache tem a função que armazenar os dados mais
frequentemente usados pelo processador, evitando na
maioria das vezes que ele tenha que recorrer à memória RAM,
comparativamente lenta ;
É como se fosse um memória auxiliar a RAM.
São usados dois tipos de cache:
 cache L1 (level 1) - cache primário;
 cache L2 (level 2) - cache secundário.
O cache primário (L1) é embutido no
próprio processador e é rápido o
bastante para acompanhá-lo em
velocidade.
Fig 5: Memórias Cache
MEMORIA CACHE
CLOCK
É um circuito oscilador que tem a função de sincronizar
e ditar a medida de velocidade de transferência de
dados no computador, por exemplo, entre o
processador e a memória principal. Esta frequência é
medida em ciclos por segundo, ou Hertz.
UNIDADE E/S
É a quantidade bits acessados a cada ciclo de
interacções com um dispositivo de E/S
(entrada/saída).
Entrada Saída
EVOLUÇÃO DOS
MICROPROCESSADORES
197
0
1993
Intel
4004
Intel 8088
1979
Intel
Pentium
Intel core 2
duo
2006
Intel core i7
Fig 7: Evolução dos
Microprocessadores
SISTEMAS MULTINUCLEAR
Fig 8: Sistemas Multinucleares
MODELOS DE COMPUTAÇÃO
CISC - (Complex Instruction Set Computing)
Na sua essência são processadores que tem um conjunto de instruções
complexas e que requerem vários Ciclos de Máquina para serem
executadas.
Têm instruções guardadas no próprio processador
Arquiteturas RISC (Reduced Instruction Set Computer)
São processadores que têm um conjunto de instruções reduzido, pois
somente são permitidas as instruções que possam ser executadas em um
ciclo de máquina.
Microprocessador - Historial, Conceitos,Tipos

Microprocessador - Historial, Conceitos,Tipos

  • 1.
  • 2.
    O QUE ÉMICROPROCESSADOR? Microprocessador é um circuito integrado que realiza as funções de cálculo e tomada de decisão de um computador. O microprocessador é considerado o cérebro do computador.
  • 3.
    O QUE É MICROPROCESSADOR?(CONT) Diz-se circuito integrado (C.I) ao circuito cujos componentes estão contidos (ou se integram) no mesmo encapsulamento. Obs: Cada circuito é capaz de executar apenas função para qual foi projectada e somente ela.
  • 4.
    CIRCUITO INTEGRADO Fig 1:Circuto Integrado numa calculadara
  • 5.
    O QUE ÉMICROPROCESSADOR? (CONT.) Microprocessador CPU
  • 6.
    CPU Basicamente, a CPUexecuta cálculos muito simples como somas e comparações entre números, mas com uma característica muito especial: uma velocidade extremamente elevada
  • 7.
    CPU Obs: A funçãodas CPU’s é sempre a mesma, que as diferenciam é sua estrutura interna e, o mais importante, o fato de cada uma ter seu conjunto de instruções próprio, ou seja, um programa escrito para uma CPU dificilmente poderá ser executado directamente em outra - esse é um dos principais motivos da incompatibilidade entre os computadores.
  • 8.
    CICLO DE EXECUÇÃO Buscada instrução Decodificação da instrução Busca de dados Execução 1 – Busca da instrução – buscar instruções na memória, sempre uma de cada vez; 2 – Descodificão - interpretar a instrução; 3 – Buscar dados - Buscar dados armazenados para o processamento; 4 – Execução - Processar ou executar operações com os dados; 4.1 armazenar ,se for necessário, o resultado no local definido pela instrução;
  • 9.
    FUNÇÃO DA CPU Esse ciclo se repete indefinidamente até que o sistema seja desligado, ou ocorra algum tipo de erro, ou seja encontrada uma instrução de parada.  Em outras palavras, a CPU é projectada e fabricada com o propósito único de executar sucessivamente pequenas operações matemáticas (ou outras manipulações simples com dados), na ordem e na sequência definidas pela organização do programa.
  • 10.
    FUNÇÃO DA CPU Asactividades realizadas pela UCP podem ser divididas em duas grandes categorias funcionais: Função processamento  Se encarrega de realizar as actividades relacionadas com a efectiva execução de uma operação, ou seja, processar. Função controle  Encarregam das actividades de busca, interpretação e controle da execução das instruções  e do controle da acção dos demais componentes do sistema de computação
  • 11.
  • 12.
    ESTRUTURA DA CPU A unidade lógica e aritmética (ULA), como o nome indica, é responsável pela realização de operações:  Lógicas  Testes e comparações  Aritméticas  Somas e subtracções
  • 13.
    UC – UNIDADEDE CONTROLE  A unidade de controle (UC) é responsável pelo controle das actividades de todos os componentes do computador, através da emissão de pulsos eléctricos (sinais de controle).  Este controle pode ser a gravação de um dado no disco ou a busca de uma instrução da memória.  Unidade de controle é um circuito lógico responsável pelo funcionamento da máquina;
  • 14.
    REGISTRADORES são utilizados paraassegurar o armazenamento temporário de informações importantes para o processamento de uma dada instrução  PC, (Program Counter), -Tem a função específica de armazenar o endereço da próxima instrução a ser executada;  IR, (Instruction Register), - É o registrador que tem a função específica de armazenar a instrução a ser executada péla UCP;  MAR - Registrador de Endereço da Memória e MDR Registrador de Dados da Memória
  • 15.
  • 16.
    BARRAMENTOS (BUS)  Umbarramento nada mais é do que um caminho comum pelo qual os dados trafegam dentro do computador.  O tamanho de um barramento é importante pois ele determina quantos dados podem ser transmitidos em uma única vez. Por exemplo, um barramento de 16 bits pode transmitir 16 bits de dados a cada vez.
  • 17.
    BARRAMENTO (CONT.) O Barramentode Endereços - é apenas de saída (em relação CPU) e define o caminho de comunicação dentro do sistema O Barramento de Dados - é bidireccional sendo o meio de comunicação entre os componentes do sistema. O Barramento de Controlo: como o próprio nome indica, envia e recebe os sinais de controlo
  • 18.
  • 19.
    MEMORIA CACHE Memória cachetem a função que armazenar os dados mais frequentemente usados pelo processador, evitando na maioria das vezes que ele tenha que recorrer à memória RAM, comparativamente lenta ; É como se fosse um memória auxiliar a RAM.
  • 20.
    São usados doistipos de cache:  cache L1 (level 1) - cache primário;  cache L2 (level 2) - cache secundário. O cache primário (L1) é embutido no próprio processador e é rápido o bastante para acompanhá-lo em velocidade. Fig 5: Memórias Cache MEMORIA CACHE
  • 21.
    CLOCK É um circuitooscilador que tem a função de sincronizar e ditar a medida de velocidade de transferência de dados no computador, por exemplo, entre o processador e a memória principal. Esta frequência é medida em ciclos por segundo, ou Hertz.
  • 22.
    UNIDADE E/S É aquantidade bits acessados a cada ciclo de interacções com um dispositivo de E/S (entrada/saída). Entrada Saída
  • 23.
    EVOLUÇÃO DOS MICROPROCESSADORES 197 0 1993 Intel 4004 Intel 8088 1979 Intel Pentium Intelcore 2 duo 2006 Intel core i7 Fig 7: Evolução dos Microprocessadores
  • 24.
    SISTEMAS MULTINUCLEAR Fig 8:Sistemas Multinucleares
  • 25.
    MODELOS DE COMPUTAÇÃO CISC- (Complex Instruction Set Computing) Na sua essência são processadores que tem um conjunto de instruções complexas e que requerem vários Ciclos de Máquina para serem executadas. Têm instruções guardadas no próprio processador Arquiteturas RISC (Reduced Instruction Set Computer) São processadores que têm um conjunto de instruções reduzido, pois somente são permitidas as instruções que possam ser executadas em um ciclo de máquina.