Arquitetura

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Trabalho de arquitetura
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INTRODUÇÃO

O computador bem como qualquer sistema deverá possuir uma arquitetura que lhe permita encontrar um compromisso aceitável entre o hardware e software, devendo estar estruturado de modo a permitir uma fácil criação e gestão de software e assentar num modelo estandardizado estabelecido por assembladores que permitamprogramar em linguagens de mais alto nível e para isso diminuir os custos relacionados com a criação de software, possibilitando atualmente que qualquer instituição possa possuir software dedicado e exclusivo sem que isso represente um elevado esforço financeiro.
Baseados nestes conceitos, os desenhadores de sistemas desenvolveram arquiteturas que se destinavam fundamentalmente a reduzir custos dehardware e software através do melhoramento da semântica das linguagens de programação e dos compactadores de código, (para evitar as situações criticas de transferência de dados e do espaço em memória) redução ou eliminação de software do sistema e facilidade na depuração. Com estes melhoramentos distinguem-se três arquiteturas, nomeadamente a HLLCA, RISC e CISC, mas só as duas últimas é que foramimplementadas a nível comercial.
Arquitetura CISC (Complex Instruction Set Code) de modo pejorativo qualquer coisa que não RISC

O desenvolvimento da microelectrónica permitiu a construção de processadores cada vez mais complexas e mais próximas de instruções de linguagens de alto nível (HLL), mas manteve o modelo de programação ao nível da linguagem máquina, assente numa utilização elevada damemória em detrimento do uso de registos (por exigirem compiladores mais complexos).
Esta arquitetura processa e trata grandes e complexas instruções, nomeadamente operações de multiplicação e divisão, mas também executa e/ou descodifica grandes quantidades de operações, parecendo possuir outro processador pelo facto da maioria dos algoritmos já se encontrarem no processador sendo o seu tempo derestabelecimento praticamente nulo.
A CISC é implementada e guardada em micro-código no processador, sendo difícil modificar a lógica de tratamento de instruções.
Esta arquitetura suporta operações do tipo "a=a+b" descrita por "add a,b", ou seja podem simplesmente utilizar dois operandos para uma única instrução, sendo um deles fonte e destino (acumulador) e permite um ou mais operadores emmemória para a realização das instruções. Com isto se comprova a necessidade de abranger um elevado leque de modelos de endereçamento, com acesso direto à memória e com apontadores para as variáveis em memória, armazenados eles próprios (ponteiros) em células de memória.
A complexidade que envolve estes modelos compromete o produto a nível de comercialização e desenvolvimento, limitando oudiminuindo o aumento a frequência de relógio, não só pelo tempo de acesso às memórias como devido ao reduzido número de registos.

Arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Code)

Para os processadores anteriores a esta tecnologia, o tempo de execução representava 90% do tempo total de funcionamento e apenas os restantes 10% eram deixados para o estabelecimento das instruções de execução doalgoritmo, devido a possuírem maior numero de instruções internas ao processador.
Esta tecnologia baseia-se fundamentalmente numa estrutura de instruções simples e rápidas, que permitam interpretar maior número possível de instruções pelo processador, deixando para o compilador a tarefa de estruturar as funções mais complexas com base nas funções simples internas ao processador.
Esta arquiteturasuporta operações do tipo “a=b+c” descritas por "add a,b,c", ou seja, podem especificar três operandos para uma única instrução, mas exclusivamente se estes forem registos, originando em situação contrária (operadores em memória) um atraso provocado pela introdução de ações extra no processador que se reflete no funcionamento encadeado (piplining).
Para garantir rapidez e eficiência do sistema,...
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