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Arquitetura de Computadores
- Princípio de Funcionamento da CPU Por Helcio Wagner da Silva

Arquitetura de Von Neumann
CPU

ULA Memória Principal UC Dispositivo de E/S

ULA : Unidade Lógica Aritmética UC : Unidade de Controle CPU: Unidade Central de Processamento

• Os dados e as instruções são armazenados em uma única memória de leitura e escrita • O conteúdo da memória é endereçado pela sua posição, independentemente do tipo de dados nela contidos • A execução de instruções ocorre, via de regra, de modo seqüencial
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Visão geral de uma CPU
• Além das ULA e UC, os processadores contam com uma pequena quantidade de memória – são os registradores • Os registradores formam o topo da hierarquia de memória de um computador • Eles se dividem em:
– Registradores visíveis ao usuário – Registradores de controle e estado
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Alguns registradores de controle e estado
PC MAR PC (Contador de Programa): contém o endereço da próxima instrução a ser buscada MAR (Registrador de Endereçamento à Memória): contém o endereço de uma posição de memória UC MBR (Registrador de Armazenamento Temporário de Dados): contém uma Palavra de dados a ser escrita na Memória ou a palavra lida mais recentemente IR (Registrador de Instrução): contém a última instrução buscada
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IR

MBR

Ciclo de Instrução Básico

INÍCIO

Busca da Próxima instrução

Execução da instrução

FIM

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Exemplo de Aplicação do Ciclo de Instrução Básico
• Suposições:
– A CPU possui apenas um registrador de armazenamento de dados visível ao usuário, denominado AC (Acumulador) – Instruções e dados possuem, ambos, 16 bits
0 34 Endereço 15 Magnitude
6

15

Código da operação 0 s 1

Exemplo de Aplicação do Ciclo de Instrução Básico
• Suposições (cont.):
– A memória é organizada em palavras de 16 bits – a quantidade de palavras endereçadas diretamente é igual a 212 = 4.096 (4 K)
16 bits 0000 0001 0002 0003 ... 4095

...
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Exemplo de Aplicação do Ciclo de Instrução