pucc 1 agenda - aula 2 introdução (computador digital) processadores execução / instrução...
TRANSCRIPT
![Page 1: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/1.jpg)
1PUCC
Agenda - Aula 2
• Introdução (Computador Digital)
• Processadores• Execução / Instrução• Organização Computador• Organização UCP (CPU)
![Page 2: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/2.jpg)
2PUCC
Computador Digital
UCP Memória E/S
Organização básica proposta por von Neumann
Barramento simples
![Page 3: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/3.jpg)
3PUCC
Processadores (UCP)
UCP - “cérebro” do computador
UCResponsável pelo controle de todas as operações dos componentes do computador, fornecendo sinais de temporização e controle.
ULAParte do computador onde são feitas as operações aritméticas e lógicas com os dados.
Memória (registradores)Armazena grupos de dígitos binários (palavras) que podem representar instruções a serem executadas ou dados a serem operados pelas instruções durante a execução de um programa
![Page 4: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/4.jpg)
4PUCC
Processadores (UCP) - UC
Constituído por circuitos lógicos combinacionais e sequenciais, responsáveis pela geração de sinais de controle necessários à execução das instruções de um programa.
Operações da unidade de controle:
– Busca uma instrução localizada na memória, enviando o endereço da instrução e um comando de leitura para a memória.
– A instrução armazenada no endereço é transferida para a unidade de controle.
– Esta instrução é decodificada pelos circuitos da unidade de controle para determinar qual é a instrução.
![Page 5: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/5.jpg)
5PUCC
Processadores (UCP) - ULA
Os dados a serem operados poderão vir da memória ou dos dispositivos de entrada.
Os resultados obtidos poderão ser enviados para a memória ou para dispositivos de saída de dados.
O tipo de operação a ser executado é determinado por sinais vindos da Unidade de Controle.
As ULAs mais modernas, possuem circuitos capazes de executar também as operações de multiplicação e divisão.
Operações básicas realizadas pela ULA:Operações básicas realizadas pela ULA: adição, subtração, AND, OR, EX-OR, deslocamento, incremento...
![Page 6: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/6.jpg)
6PUCC
Processadores (UCP) - Registradores
Armazena também, resultados intermediários ou finais obtidos pelas operações realizadas na ULA.
Operações Básicas: leitura e escrita.
As operações da memória são controladas pela Unidade de Controle a qual indica, através de sinais de controle, qual a operação que a memória deve realizar em um determinado instante.
As informações que serão escritas na memória podem vir da unidade lógica e aritmética ou de dispositivos de entrada de dados.
As informações pode ser lidas da memória para a unidade lógica e aritmética ou para algum dispositivo de saída.
![Page 7: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/7.jpg)
7PUCC
Processadores (UCP) - Registradores
Há um determinado número de registradores, cada um com uma dada função.
O registrador denominado de contador de programa - PC contém o endereço da próxima instrução a ser executada.
O registrador de instrução - IR, contém a instrução que está sendo executada.
O acumulador (AC) armazena um operando (resultado) de entrada, ou de saída na execução de várias instruções.
Outros registradores são responsáveis pelo armazenamento de resultados intermediários.
![Page 8: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/8.jpg)
8PUCC
InstruçõesInstrução operação que um microprocessador executa.
Grupo de instruções conjunto de instruções. Classificados:- Instruções aritméticas - ADD, SUBTRACT, COMPARE;- Instruções lógicas - AND, OR, NOT;- Instruções de transferência de dados - LOAD, STORE;- Instruções de desvio - BRANCH IF POSITIVE;- Instruções de chamada de subrotina - CALL;- Instruções de retorno - RET;- Instruções diversas - PUSH, WAIT, HALT.
Tipos de categorias de instruções:- registrador-memória;- registrador-registrador;- memória-memória.
![Page 9: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/9.jpg)
9PUCC
Instruções - Formato
código da operação
cód. da operação endereço
endereço 1 endereço 2cód. da operação
Formatos típicos de instruções:
Exemplo:
ADD 1,2ADD Operação1 e 2 Operandos
![Page 10: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/10.jpg)
10PUCC
Execução de InstruçõesADD 1,2
1. Busca o primeiro operando, armazena no registrador A 2. Busca o segundo operando, armazena no registrador B 3. Diz a ALU para "adicionar" A e B 4. Coloca o resultado em AC
Fluxo de Dados - Máquina Von Neumann
1+2
1
2
1
2
1+2ULA
Registradores Reg. Entrada
Reg. Saída
![Page 11: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/11.jpg)
11PUCC
Busca próxima instrução na memória para o IR
Atualiza o contador de instrução para a instrução seguinte
Determina o tipo de instrução
Determina os endereço dos dados, se a instrução usa dados
Busca dados na memória, se necessário
Executa a instrução
Armazena os resultados em locais apropriados
Execução de InstruçõesCiclo “Busca-Decodifica-Executa”
![Page 12: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/12.jpg)
12PUCC
Execução de InstruçõesExemplo
Programa:1. Pressione a letra A do teclado;2. Armazene a letra A na memória;3. Imprima a letra A na tela do monitor de vídeo.
Instruções:1. Entre com os dados na porta 1 de entrada;2. Armazene os dados da porta 1 na posição de memória 200;3. Saia com os dados para a porta 10 de saída.
![Page 13: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/13.jpg)
13PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PCRI
ULAUC
ACC
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 14: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/14.jpg)
14PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 100RI
ULAUC
ACC
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 15: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/15.jpg)
15PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 102RI - Entre com dados 101
ULAUC
ACC
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 16: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/16.jpg)
16PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 102RI - Entre com dados 101
ULAUC
ACC
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 17: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/17.jpg)
17PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 102RI - Entre com dados da porta 1
ULAUC
ACC
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 18: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/18.jpg)
18PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 102RI - Entre com dados da porta 1
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 19: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/19.jpg)
19PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 102RI - Entre com dados da porta 1
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 20: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/20.jpg)
20PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 104RI - Armazene os dados 103
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 21: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/21.jpg)
21PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 104RI - Armazene os dados 103
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 22: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/22.jpg)
22PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 104RI - Arm. os dados no end. 200
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 23: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/23.jpg)
23PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 104RI - Arm. os dados no end. 200
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 24: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/24.jpg)
24PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
A
PC 104RI - Arm. os dados no end. 200
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 25: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/25.jpg)
25PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
A
PC 104RI - Arm. os dados no end. 200
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 26: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/26.jpg)
26PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
A
PC 106RI - Saia com dados 105
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 27: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/27.jpg)
27PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
A
PC 106RI - Saia com dados 105
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 28: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/28.jpg)
28PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
A
PC 106RI - Saia com dados p/ porta 10
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo
![Page 29: PUCC 1 Agenda - Aula 2 Introdução (Computador Digital) Processadores Execução / Instrução Organização Computador Organização UCP (CPU)](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062700/552fc14d497959413d8e2dc6/html5/thumbnails/29.jpg)
29PUCC
Porta 1 - Entrada
Endereço Conteúdo100101102103104105
Entre com dadosda porta 1
Armazene os dadosno end. 200
Saia com dadospara a porta 10
200201
PC 106RI - Saia com dados p/ porta 10
ULAUC
ACC - A
Barramento de Dados
Porta 10 - Saída
Barramento de Endereço e Controle
Execução de InstruçõesExemplo