Informatica

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

Evolução Arquitetural e
Microprogramação

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Índice
1. Evolução das Arquiteturas

2. Multiprogramação

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Evolução das Arquiteturas
•

Arquitetura Tradicional

E

CPU

S

– Uma única unidade ativa

Memória
•

Unidades de E/S autônomas

E

CPU

S

– Multiprogramação

Memória

•

Hierarquia de Memória
– Acelerar alimentação da CPU

E

CPU
L1

L2

Memória

S

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Evolução das Arquiteturas
•

Pipeline
– Separa memória de dados e instruções
– Pipe de instrução (superescalar)
– Pipe de dados (máquinas vetoriais)

F

E

D E W
F D E W
F D E W
CPU
L1

L2

Memória

•

Diversas técnicas arquiteturais

S

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Considerações
• Processamento paralelo implica várias unidades simultaneamente ativas
• Processador é uma unidade ativa, mas não a única
– Partes autônomas dentro do processador, como ULAs
– Sistemas autônomos fora do processador, como unidades de E/S

• Processamento paralelo pode também existir em máquinas com apenas um processador

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Índice
1. Evolução das Arquiteturas

2. Multiprogramação

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Multiprogramação
•

Conceito
– Técnica para executar simultaneamente vários processos

•

Habilitador
– Unidades de E/S se tornaram ativas  Executam operações de forma autônoma liberando processador para outras tarefas

•

Funcionalidade
– SO intercala CPU e E/S entre diferentes processos
– Quando técnica é bem aplicada dá impressão de paralelismo espacial

•

Paralelismos
– Processamento paralelo espacial entre CPU e unidades de E/S
– Processamento paralelo temporal entre diferentes processos

•

Objetivos
– Aumentar taxa de utilização do processador  mantê-lo ocupado maior parte do tempo
– Aumentar chance do SO encontrar processo pronto para rodar (que não esteja esperando por E/S)

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Multiprogramação
• Exemplo de multiprogramação considerando CPU e E/S
unidades