SSC0513 Organização e Arquitetura de Computadores/Introdução:

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Visão geral:

Neste módulo, você irá aprender sobre:

1. Função da Unidade de controle
2. Componentes
3. Ciclo de Instrução
4. Ciclo de Busca
5. Ciclo de Execução
6. Características de uma máquina hipotética
7. Ciclo de Instrução

Função da Unidade de controle:

• Unidade de controle: decodifica instruções, busca operandos, controla o ponto de execução e desvios;
• Para cada operação, um código único é fornecido, por exemplo: ADD, MOVE e etc.
• Um hardware interpreta o código e gera sinais de controle que executarão a instrução requerida.

Componentes:

• A unidade lógica e aritmética (ULA) e a unidade de controle compõem a CPU
• Dados -> Dispositivos de E/S
• Armazenamento dos códigos e dados
• Memória principal

Visão geral dos componentes:

PC - Contador de programa

IR - registrador de instruções

MAR - registrador de endereçamento á memória

MBR - registrador temporário de dados

I/O AR - registrador de endereçamento de disp. de E/S

I/O BR - registrador de armazenamento temporário de dados de E/S

Ciclo de instrução:

• Dois pasos: Busca e execução.

Ciclo de busca

• No contador de programa (PC) irá estar o endereço da próxima instrução a ser executada
• O processador faz a busca da instrução na posição de memória que está armazenada no PC
• O PC é incrementado
  • A não ser que a próxima instrução não esteja armazenada na posição seguinte (instruções de desvio)
• A instrução é armazenada no registrador de instrução (IR)
• O processador interpreta a instrução

Ciclo de execução

• Com o código da instrução armazenado no IR, a execução da instrução se resume a uma das seguintes possibilidades:
  • Processador-Memória: transferência de dados do processador para a memória ou da memória para o processador.
  • Processador-E/S: transferência de dados entre o processador e um dispositivo de E/S.
  • Processamento de dados: execução de operações aritméticas ou lógicas sobre os dados.
  • Controle: especifica que a seqüência de execução de instruções seja alterada (ex: JMP, BRA).
  • Combinação dessas 4 possibilidades.
  • Diagrama de estados(inserir imagem).
    

Características de uma máquina hipotética:

• Registradores:
• Contador de programa (PC) = endereço da próxima instrução
• Registrador de instrução (IR) = instrução que está sendo executada
• Acumulador (AC) = armazenamento temporário de dados
• Códigos de operações:
  • LOAD (0001) = carregar AC a partir do endereço de memória especificado
  • STORE (0010) = armazenar o valor contido em AC no endereço de memória especificado
  • ADD (0101) = acrescentar ao valor contido em AC o valor contido no endereço de memória especificado
• Formato de instruções(Inserir imagem)
• Formato de números inteiros(inserir imagem)

Referências:

1. Simões, Eduardo do Valle. Repositório utilizado para pesquisa. <https://gitlab.com/simoesusp/disciplinas>. Último acesso em 14/12/2022