Finanças

Páginas: 9 (2133 palavras) Publicado: 26 de março de 2012
Capítulo 4

O Processador
4.1 – Introdução
Aprendemos até o presente a utilizar uma linguagem de montagem e como esta linguagem é convertida para linguagem de máquina, que é efetivamente inteligível ao processador. Com os conhecimentos adquiridos é possível descrever, no nível funcional, o comportamento de uma máquina que executa as instruções que nós projetamos. Este capítulo tem a intençãode mostrar como podemos projetar um hardware para tornar realidade um tal processador de instruções. Também introduziremos a questão do desempenho, que será tratada de forma mais abrangente no capítulo 5. Aqui a abordagem será meramente a construção de um pipeline que permita que as instruções sejam executadas por partes, promovendo uma melhor utilização dos recursos e diminuindo o temponecessário para execução de um programa. Finalmente veremos, na visão do software, como podemos especificar uma organização de um computador de forma mais sofisticada utilizando ArchC.

4.2 – Componentes da via de dados
Para construirmos uma via de dados capaz de executar as instruções que nós projetamos é preciso conhecer primeiro os componentes fundamentais de uma organização de computador. Nós já nosdeparamos com o modelo de memória como um grande repositório de informações endereçáveis. Como descreveremos em detalhes o sistema de memórias no capítulo 6, vamos apenas considerar que uma memória é uma caixa que possui duas informações

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Arquitetura de Computadores: a visão do software

de entrada: se haverá uma leitura ou escrita; e qual o endereço será lido/escrito. A Figura4.1 mostra o modelo utilizado. Um sinal de controle W/R indica se haverá uma leitura (02) ou escrita (12). O endereço é posto pelo processador nos 32 bits que compõem o endereço. No caso de uma leitura de informação, o dado requerido é disponibilizado nos 32 bits que compõem a entrada/saída da memória. No caso de uma escrita de informações, o processador disponibiliza o dado e o endereço onde eledeve ser escrito e envia um sinal de escrita (W/R=12). Mencionamos no capítulo 1 deste livro que na memória existem duas regiões distintas: a de código e a de dados. Esta distinção é meramente convencionada, mas existem técnicas que permitem a utilização simultânea das duas regiões. Para o software é como se existissem duas memórias separadas. Vamos seguir este modelo no desenvolvimento do restantede nossa construção da via de dados.
W/R
1

Endereço

32

Memória

32

Entrada/Saída Informação Figura 4.1: Representação de uma memória

O segundo componente da via de dados é o banco de registradores. Nós já sabemos que uma instrução, por exemplo, aritmética lê dois registradores e escreve o resultado em terceiro registrador. Nosso banco de registradores será capaz de ler doisregistradores ao mesmo tempo e escrever em um terceiro (que pode inclusive ser um dos que acabou de ser lido). A Figura 4.2 mostra o projeto de um banco de registradores. O sinal de controle W/R é análogo ao presente na memória. Ele vai controlar leitura e escrita no banco. As duas especificações de registradores a serem lidos são

Capítulo 4: O processador

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feitas utilizando-se de 5 bits.Ora, com esta quantidade de bits é possível endereçar qualquer registrador em um banco de 32 registradores. Os dados que estão armazenados nos respectivos registradores serão disponibilizados em duas vias de 32 bits cada. No caso de uma escrita, a informação do dado a ser escrito é disponibilizado e o sinal W/R é setado, indicando uma escrita.
W/R
1

Reg. Leit. 1 Reg. Leit. 2 Reg, Escrita

55 5

32

Banco Registrador

32

Dado 1 Dado 2

32

Dado para Escrita Figura 4.2: Representação de um banco de registradores

O terceiro e último componente da via de dados é a unidade lógica e aritmética. Este é, certamente, o componente onde as operações ocorrem. Ele é controlado por uma série de sinais que indicam qual operação deve ser realizada em um determinado instante....
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