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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ELETRÔNICA E COMPUTAÇÃO
Arquitetura de Von Neumann
Computador ISA
Professor: André Luís Kirsten, Me. Eng.
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Revisão
• Um computador é composto por:
1. CPU (Unidade Central de Processamento)
1. ULA (Unidade Lógica Aritmé?ca)
2. Unidade de Controle
3. Registradores
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Revisão
• Um computador é composto por:
1. CPU (Unidade Central de Processamento)
2. Memória
1. Registradores
2. Memória Primária
3. Memória Secundária
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Revisão
• Um computador é composto por:
1. CPU (Unidade Central de Processamento)
2. Memória
3. Disposi?vos de Entrada e Saída
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Revisão
• O computador é composto de um pequeno
conjunto de componentes lógicos básicos
(OR, AND, NOT, XOR, ...), que podem ser
combinados para executar operações lógicas
e aritmé?cas e armazenar dados.
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Revisão (Exemplo)
ShiWer: Deslocador de bits para esquerda ou direita
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Revisão
• Função básica de um computador:
• EXECUTAR PROGRAMAS
• O que são programas?
Ø Uma sequência de instruções que
descreve como realizar certa tarefa
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Revisão
• A grande maioria dos computadores atuais
são fundamentados na ARQUITETURA de
Von Neumann
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Arquitetura de Von Neumann
• Dados e instruções são armazenados em uma
única memória de leitura e escrita.
• O conteúdo da memória é endereçada pela sua
posição.
• A execução de instruções ocorre de modo
sequencial (exceto quando ocorre saltos para, por
exemplo, sub-‐ro?nas e interrupções).
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Registradores Especiais
MAR : especifica o endereço de memória da próxima instrução. MBR: contém o valor a ser gravado na memória ou recebido da memória. I/O AR: registrador de endereçamento de E/S. I/O BR: usado na troca de dados entre módulos de E/S e a CPU.
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Arquitetura de Von Neumann
(IAS) MAR : especifica o endereço de memória da próxima instrução. MBR: contém o valor a ser gravado na memória ou recebido da memória. I/O AR: registrador de endereçamento de E/S. I/O BR: usado na troca de dados entre módulos de E/S e a CPU.
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Arquitetura de Von Neumann
(IAS)
MAR : especifica o endereço de memória da próxima instrução. MBR: contém o valor a ser gravado na memória ou recebido da memória.
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Demultiplexador
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Demultiplexador
Unidade de Controle
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Arquitetura de Von Neumann
(IAS)
MAR : especifica o endereço de memória da próxima instrução. MBR: contém o valor a ser gravado na memória ou recebido da memória.
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Ciclo de instruções
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Exemplo de ciclo de instruções
• Somar conteúdo do endereço 940 com o endereço
941 e colocar o resultado no endereço 941.
• O PC inicial é 300.
• As instruções e os dados possuem 16 bits.
• 4 bits de códigos de operação
• 12 bits de endereços da memória
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Arquitet
Lista de Códigos de Operação: 0001: AC ß M(X) 0010: M(X) ß AC 0101: AC ß AC + M(X)
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Interrupções
Interrupção
Programa de usuário Tratador de interrupções
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Interrupções
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Interrupções
• Múl?plas interrupções (processamento sequencial)
ß Interrupção Y
ß Desligar interrupções
ß Habilitar interrupções
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Interrupções
• Múl?plas interrupções (processamento aninhado)
ß Interrupção Y
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Interrupções
• Múl?plas Interrupções
• Definir prioridades
• Exemplo:
• 3 Disposi?vos:
Ø Impressora (prioridade 2)
Ø Disco rígido (prioridade 4) Ø Comunicação (prioridade 5)
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Interrupções
ß t = 20 Interrupção de disco
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Professor André L. Kirsten
Interrupções
• Obje?vo:
“Melhorar a eficiência do processador” • Exemplos:
• Interrupção de soWware Ø Resultado indevido de uma instrução
Ø Divisão por zero
Ø Instrução ilegal
Ø Referência de memória fora da faixa
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Interrupções
• Exemplos:
• Interrupção de relógio Ø Gerado por um relógio interno
• Interrupção de E/S Ø Falha de hardware Ø Erro de paridade