Estrutura e funcionamento da cpu

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Estrutura e fun\u00e7\u00f5es do CPU Arquitectura de Microprocessadores Virtualmente quase todos os computadores contempor\u00e2neos s\u00e3o baseados na arquitectura de Von Newman e s\u00e3o baseados em 3 conceitos: Os dados e as instru\u00e7\u00f5es s\u00e3o armazenados numa mem\u00f3ria de leitura/escrita O conte\u00fado desta mem\u00f3ria \u00e9 endere\u00e7ado por localiza\u00e7\u00e3o sempreocupa\u00e7\u00e3o com o tipo de dados A execu\u00e7\u00e3o ocorre de uma forma sequencial (a n\u00e3o ser que explicitamente modificada) de uma instru\u00e7\u00e3o para outra A CPU \u00e9 quem vai exercer o controlo entre os v\u00e1rios registos da mem\u00f3ria e calcular as opera\u00e7\u00f5es tendo em conta os v\u00e1rios sinais de controlo. Estrutura e fun\u00e7\u00f5es do CPU Arquitecturade Microprocessadores Fazem parte dos registos internos do CPU: O MAR (Memory Address Register) que especifica o endere\u00e7o de mem\u00f3ria para a pr\u00f3xima leitura e escrita O MBR (Memory Buffer Register) que cont\u00e9m os dados que v\u00e3o ser escritos na mem\u00f3ria ou ent\u00e3o que det\u00e9m os dados lidos da mem\u00f3ria Do mesmo modo, os registos I/O AR e o I/O BR especificam om\u00f3dulo de entradas e sa\u00eddas usado para a troca de dados entre o m\u00f3dulo de entradas e sa\u00eddas do CPU Organiza\u00e7\u00e3o Interna da CPU Para compreendermos a organiza\u00e7\u00e3o do CPU temos de considerar as suas fun\u00e7\u00f5es b\u00e1sicas: Adquirir Instru\u00e7\u00f5es (Fetch Instructions): o CPU tem de ler as instru\u00e7\u00f5es a partir da mem\u00f3ria InterpretarInstru\u00e7\u00f5es: as instru\u00e7\u00f5es t\u00eam de ser descodificadas por forma a determinar a ac\u00e7\u00e3o a executar Adquirir dados (Fetch Data): a execu\u00e7\u00e3o de uma instru\u00e7\u00e3o pode necessitar a leitura de dados da mem\u00f3ria ou do m\u00f3dulo de entradas e sa\u00eddas (I/O) Processar dados: a execu\u00e7\u00e3o de uma instru\u00e7\u00e3o pode implicar opera\u00e7\u00f5esl\u00f3gicas ou aritm\u00e9ticas nos dados Escrever dados: os resultados de uma execu\u00e7\u00e3o podem implicar escrever dados na mem\u00f3ria ou num m\u00f3dulo de E/S. Organiza\u00e7\u00e3o Interna da CPU Tendo em conta estas opera\u00e7\u00f5es, o computador tem de ter um s\u00edtio onde guardar os dados. \u00c9 necess\u00e1rio saber qual o endere\u00e7o f\u00edsico da \u00faltimainstru\u00e7\u00e3o para que ele pr\u00f3prio consiga executar a pr\u00f3xima. \u00c9 necess\u00e1rio que o computador guarde temporariamente os dados enquanto \u00e9 executada uma instru\u00e7\u00e3o. Por outras palavras \u00e9 necess\u00e1rio que o CPU tenha uma pequena mem\u00f3ria interna.





Para além dos registos internos do processador, onde serão alocadas as instruções e os dados de memóriatemporariamente. O CPU é constituído por uma Unidade Lógica Aritmética e uma Unidade de Controlo Organização Interna da CPU A ALU (Unidade Lógica Aritmética) processa e calcula os dados. A Unidade de Controlo, controla o fluxo de dados e as instruções enviadas e recebidas do CPU e controla também as operações da ALU. Na figura seguinte podemos visualizar a constituição interna do CPU. Para além daALU, dos registos e Unidade de Controlo, as interligações entre os vários componentes é feita pelo Bus do CPU Organização Interna da CPU CPU Bus Registos Controlo ALU Organização Interna da CPU Veja-se as grandes semelhanças entre as partes constituintes do CPU e a estrutura dos computadores. Computador=CPU,I/ O,Memória CPU= Unidade de Controlo,ALU,Registos Organização Interna da CPU A ALU e todosos registos do CPU estão interligados através de umbus interno. As portas e os sinais de controlo servem para mover os dados de e para o bus em cada registo. Sinais de controlo adicionais controlam a transferência de e para o bus do sistema e operações da ALU. Quando estiverem envolvidas operações na ALU, é necessário envolver mais registos. Quando uma operação envolvendo dois operandos for...
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