2 - assembly e risc cisc

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Departamento de Ciência da Computação Arquitetura de Processadores Digitais Assembly Tipos de Arquiteturas (RISC e CISC) Tipos de computadores

Author: pedrocorreia

Post on 23-Dec-2015

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2 - Assembly e Risc Cisc

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  • Departamento de Cincia da ComputaoArquitetura de Processadores Digitais

    Assembly

    Tipos de Arquiteturas (RISC e CISC)

    Tipos de computadores

  • Assembly

    Difcil de aprender?

    Difcil de debugar ou manter?

    Consome mais tempo?

    Os compiladores eliminam a necessidade de programar em Assembly?

    Os computadores j so rpidos?

    Melhor usar algoritmos mais rpidos?

    No porttil!

  • Assembly

    VantagensRapidezEspaoCapacidadeConhecimento

  • ArquiteturaHardware tem evoludo rpido

    Velocidade dos processadoresTecnologia de processamento (pipelining,

    superescalar, processamento paralelo)Aumento da largura da palavra (de 32 para 64

    bits)Capacidade de armazenamento (caches e

    registradores)

  • ArquiteturaNovas e poderosas linguagens de alto nvel

    surgiramConceitos de programao mais sofisticados:

    Buscam atender o raciocnio humano Mas, se afastam cada vez mais da simplicidade e do

    primitivismo do hardware, ou seja, das instrues que a mquina entende

    Consequncia: Separao acentuada entre as linguagens de alto nvel e as linguagens de mquina

  • ArquiteturaUm nico comando de uma linguagem de alto

    nvel pode gerar muitas instrues de mquina Os compiladores so complexos Semantic gap (espao semntico)

    Consequncia: fabricantes (Intel, IBM, DEC, AMD) tomaram algumas medidas estratgicas:

    Aumentar a quantidade de instrues dos seus processadores para se aproximar da linguagem de alto nvel

    Objetivo: Diminuir o gap semntico

  • CISCCComplex IInstruction SSet CComputersCapazes de executar centenas de instrues complexas

    diferentes (famlia x86)Microprogramao

    conjunto de cdigos de instrues so gravados no processador

    as instrues, j em baixo nvel, so quebradas em diversas instrues mais prximas do hardware (as instrues contidas no microcdigo do processador)

    Cacterstica: conjunto grande de instrues, a maioria delas em um elevado grau de complexidade.

  • Caractersticas

    Formato de 2 operandos mais comumUsos de modo registrador para registrador,

    registrador para memria, memria para registrador

    Instrues de largura varivelInstrues com mltiplos ciclos (de tamanho

    varivel)Poucos registradoresRegistradores especializados

  • RISC Reduced Instruction Set Computer Otimizao do emprego das instrues que consomem

    mais tempo de execuo

    Soluo: utilizar arquiteturas simples

    Resultado da pesquisa de vrios indivduos IBM 801, John Cocke Stanford, Hennessy MIPS Berkley, Patterson RISC-1 e RISC-2 -- SPARC

  • CaractersticasConjunto pequeno de instrues baixo nvel de

    complexidade.No h micro-programao, as instrues so

    executadas diretamente pelo hardware Conjunto simples de instrues que levam a mesma

    quantidade de tempo para serem executadasUso intenso de pipelining A maioria dos microprocessadores modernos so RISCs

    DEC Alpha, SPARC, MIPS, e PowerPC O tipo de microprocessador mais largamente usado em desktops,

    o x86, mais CISC do que RISC, embora chips mais novos traduzam instrues x86 baseadas em arquitetura CISC em formas baseadas em arquitetura RISC mais simples, utilizando prioridade de execuo.

  • ConsequnciasMenor quantidade de transistores no chipReduo da complexidade do decodificador de

    instrues, reduzindo o tempo de decodificaoMenor quantidade de bits no campo de cdigo

    de operao da instruo, reduzindo o tamanho dos programas

    VAX: 300 instrues com larguras de 4 a 57 bytes SPARC: 65 instrues com 32 bits

  • ConsequnciasComo sobra espao no chip mais

    registradoresUso de registradores na passagem de

    rotinas e funes reduzindo o tempo gasto Lembrando que estas so as funes que

    gastam mais tempo em alto nvel; Se usarmos acesso memria, o programa

    fica mais lento.Pipelining Paralelismo

  • Para que o objetivo de completar uma instruo a cada ciclo seja atingido, utiliza-se pipelining em larga escala

    Pipelining

    Instrues load/store, desvio e operaes aritmticas

    Menor quantidade de modos de endereamento

    Registradores para armazenar parmetros e variveis em chamada de rotinas e funesCISC usam memria

    Execuo otimizada da chamada de funes

    Simplifica o processamento de cada instruo e torna este item mais eficazMaioria das instrues realizada em um ciclo

    Menor quantidade de instrues que as mquinas CISC

    ConsideraesCaracterstica

    Em relao ao CISC ...

  • Processadores CISC e RISC

    8163232Quantidade de registradores

    1-122-5744Largura de cada instruo

    112241Modos de endereamento

    23530318394Quant. de instrues

    Intel 486VAX11/ 780

    RS/6000MIPS R4000

    CISCRISCCaractersticas

  • O ComputadorO 1 computador tinha Processador, Entrada e SadaJohn Von Neumann adicionou a memria

    Serve para guardar dados e instrues Torna o processo mais rpido e eficiente.

    entrada sada

    Memria Principal ou Primria

    Processador

    Memria secundria

  • Dentro do PC

  • Processador

    CPU ou UCPUnidade Cental de Processamento

    Caminho de dados e Processamento

  • Memria

    DRAM (Dynamic Random Access Memory) Guardam as instrues e dados do programa RAM -> acesso aleario e, portanto, mais rpido

    Memria Cache Buffer para DRAM (dento do processador) SRAM (Static Random Access Memory) Mais rpida, menos densa, mais cara

    Memria secundria (HD, CD, etc.)Memria ROM

  • Tipos de Computadores

    Computadores pessoais (desktop) Forma mais conhecida e de baixo custo; Bom desempenho para um nico usurio; 30 anos.

    Servidores Antigos Mainframes; Grandes cargas de trabalhos e Caros.

  • Tipos de Computadores

    Computadores Embutidos Computador dentro de outro dispositivo;

    Execuo de uma aplicao determinada;

    Desempenho mnimo e limitaes rgidas;

    Minimiza custo e potncia;

    O crescimento do nmero de computadores embutidos bem maior que os dos desktops.

    ITRON o SO mais popular do mundomais popular do mundo

  • Computadores Embutidos

  • Sistemas Embarcados

    Desafio

    Processamento

    Consumo Calor

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