Arquitetura de processadores

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CENTRO PAULA SOUZA
FACULDADE TÉCNICA ESTADUAL DE ARAÇATUBA
CURSO ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS

ARQUITETURAS DE PROCESSADORES

Luana Inada Souza Santos

Professora: Lucilena Lima

ARAÇATUBA – SP
2012

Capítulo 1 - Introdução
Este trabalho vai definir os processadores conforme a arquitetura e a complexidade de execução de instruções.
Serão definidas as arquiteturas de VonNeumann e de Harvard e as linhas de arquiteturas RISC e CISC.

Capítulo 2 - Arquiteturas de conjunto de instruções simples
2.1. Arquitetura de Harvard
A origem desta arquitetura originou-se na Universidade de Harvard, devido ao projeto de computador Harvard Mark I, criado entre 1937 a 1944, idealizado por Howard Aiken e apoiado pela IBM e pela marinha norte-americana. Apesar disto, aarquitetura de Harvard foi reconhecida somente na década de 70, com a criação de circuitos integrados por diversas empresas como Signetics, no qual criou o dispositivo 8x300, a intel com o 8048, a General Instruments para uso como interface controladora de periféricos (PIC) que foi projetada para compensar o fraco barramento de I/O da sua CPU CP1600 de 16 bits. A divisão de microeletrônica foi depoistransformada na Arizona Microchip Technology (por volta de 1985), com os PICs como seu produto principal, etc.
A arquitetura de Harvard tem procedimentos semelhantes às de Von Neumann, mas se distingue por ter duas memórias diferentes, a de dados e a de instruções.
É aplicada nos microcontroladores PIC, tem como principal característica acessar a memória de dados separadamente da memória deprograma.
A arquitetura também é baseada na separação de barramentos de dados das memórias por onde estão as instruções e a de dados. Devido a isto, o processador acessa as duas memórias simultaneamente, buscando uma nova instrução enquanto executa a outra.
Tem menos instruções que a arquitetura de Neumann e são executadas num único ciclo de clock.
Arquitetura de Harvard é aplicada em sistemasespecializados ou usos específicos. É utilizado em processamento de sinal digital especializado (DSP), normalmente por produtos de áudio e vídeo de transformação. Ele também é usado em muitos pequenos microcontroladores utilizados em aplicações eletrônicas, tais como máquinas RISCO Advanced (ARM) para produtos à base de muitos vendedores.

2.2. RISC
Reduced Instruction Set Computer ou Computador comum Conjunto Reduzido de Instruções (RISC) é uma linha de arquitetura de computadores no qual favorece um conjunto de instruções que levam, aproximadamente, a mesma quantidade de tempo a serem executadas.
As instruções dos processadores baseados em RISC são executadas diretamente pelo hardware, dispensando o uso de uma microprogramação.
A linha RISC suporta operações como “a=b+c” descrita por “adda, b, c”, ou seja, podem especificar três operandos para uma única instrução, porém se estes forem somente os que estão armazenados nos registradores, e ocorrem atrasos provocados pela introdução de ações extras no processador que se reflete no funcionamento encadeado (piplining).
Para garantir rapidez e eficiência do sistema, pretende-se que os operadores sejam acedidos á velocidade defuncionamento do processador, logo se justifica a utilização dos registros, e para que a representação de todas as variáveis para processamento seja apresentada como registros, tem que se garantir um número elevado destes, assegurando-se atualmente a maioria das variáveis escalares pela utilização de 32 registros genéricos que caracterizam a maioria da tecnologia dos compiladores atuais.
Na representaçãode variáveis estruturadas, a sua atribuição não se apresenta de formato linear, a título de exemplo, um inteiro nesta arquitetura ocupa 32 bits, os reais 32 ou64 bits (consoante a precisão) e cada célula de memória contem apenas 8 bits, logo cada variável ocupa várias células, portanto uma operação básica entre duas variáveis estruturadas implicava várias operações entre registros (efetuadas...
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