Microarquitetura

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MICROARQUITETURA – ISA

O que é Microarquitetura
O que é ISA
Performance
Suas aplicações.

Microarquitetura:

A microarquitetua é a descrição de um circuito elétrico de um computador, uma unidade centra de processamento ou um processador digital de sinais, que é suficiente para descrever completamente a operação de hardware.
Histórico:

Desde 1950 muitos computadores utilizammultiprogramação para implementar seus controles lógicos que decodificam as instruções que executam. O termo microarquitetura foi usado para descrever as unidades que eram controladas pelo microprograma.
Definição:

A microarquiteura esta relacionada com a arquitetura do set de instruções porém não é a mesma coisa.
A microarquitetura de uma maquina é usualmente representada como diagrama quedescrevem as interconexões dos diversos elementos da microarquitetura da máquina.
Uma microarquitetura consiste de uma unidade de controla e de registradores visíveis pelo programador, unidades funcionais como a ALU, e quaisquer registradores adicionais necessários à unidade de controle.
Uma microarquitetura simples, especialmente se ela incluir microcódigo, pode ser usada para implementar muitosdiferente sets de instruções através da troca do controle de armazenamento.
Duas máquinas podem ter a mesma microarquitetura
Performace:

Decisões de projeto a novel de sistema (por exemplo, decidir se periféricos como controladores de memória devem ou não ser incluídos), podem ser consideradas parte do processo se projeto da microarquitetura. Estas decisões envolvem níveis de performance econectividade destes periféricos.
Diferentemente de projeto de arquitetura, onde obter um nível de performance específico é o principal objetivo, o projeto de microarquiteturas se concentra mais em outras restrições.
Uma vez que as decisões de projeto da microarquitetura afeta o que vai no sistema, toda atenção se volta para aspectos como:
Área/custo do chip
Consumo de energia
Complexidade dalógica
Aspectos construtivos
Conectividade
Facilidade para debugar
Testabilidade

Dada a importância que a microarquitetura têm na performance da máquina, muitos esforços são dispensados no sentido de se obter novas e mais eficientes microarquiteturas.

Recusos:

Um dos recursos mais comuns foi a adição de mais memória cachê no die. A memória cachê é simplesmente uma memória muito rápida eque pode ser acessada em poucos ciclos de máquina em oposição aos mitos ciclos necessários para acessar a memória principal. A CPU possui um controlador de cachê que autoriza o processo de escrita e leitura na memória cachê.
Uma microarquitetura é dividida em duas partes:

Parte Operativa
Parte de Controle

ISA:

É a interface entre o software e hardware.
É o nível mais próximo aohardware que o usuário pode programar.
E é organizada em níveis.

Características:

No nível de linguagem de máquina está definida a interface entre Software e Hardware.
Deve ser o mais simples possível, para facilitar projeto do hardware.
Deve facilitar a geração de código por parte do compilador.
Projeto do nível de linguagem de máquina deve dar suporte aos níveis superiores, possibilitando ouso de estrutura de dados tais como procedimentos, variáveis locais, variáveis globais, constantes, etc., utilizados pela linguagem de alto nível.

Aspectos importantes do ISA:
Modelo da memória;
Conjunto de registradores;
Formato de instruções;
Modos de endereçamento;
Tipos de instruções;
Fluxo de controle;

Modelos de memória:

Antes de ser executado o programa em linguagem demáquina é armazenado na memória principal; a memória e dividida em células referenciadas por endereços consecutivos; cada célula pode ter qualquer tamanho, mas um byte é padrão atualmente; Os bytes são agrupados em palavras.
O nível ISA disponibiliza um conjunto de registradores visíveis ao programador. Registradores de propósito geral: utilizado para armazenar intermediários e variáveis locais,...
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