Descrição Sobre Funcionamento e Fluxo da Dados de Uma CPU

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Descrição sobre funcionamento e fluxo de dados de uma CPU

Resumo—No artigo abaixo descreveremos o funcionamento de um processador e seu fluxo de dados e também simularemos as operações de uma CPU através de Assembly..

Palavras Chave— Processadores, fluxo da CPU.

1. INTRODUÇÃO

N

o artigo abaixo será descrito o funcionamento estrutural de uma CPU e reproduziremos o fluxo de uma Unidade Central de Processamento que desempenha um papel muito importante no funcionamento dos sistemas de computação, no qual é responsável por computador, calcular e processar. Atualmente são produzidos no módulo pastilha – chip., please contact your conference editor concerning acceptable word processor formats for your particular conference.

1. Funcionamento de uma cpu

Todos os processadores modernos estão contidas em só um chip, que acaba fazendo sua interação com o sistema bem definida. Cada Unidade Central de Processamento tem uma variedade de pinos que se comunicam com o restante do computador. Existem pinos que enviam sinais, alguns recebem as informações e outros podem realizar ambas a funções.

        Estes pinos que são conectados memória e dispositivos I/O devido a diversos fios paralelos, que são chamados de barramento. Durante a busca de instrução, inicialmente a CPU coloca o endereço de memória daquela instrução em seus pinos, após isso ela ativa algumas linhas da parte de controle para guardar uma palavra. A RAM responde disponibilizando a palavra nos pinos do processador e enviando um sinal que já finalizou. Após o final da troca, é aceitado a informação e executado pela CPU.

        Dois parâmetros fundamentais que determinam o desempenho é o número de pinos de endereço e os de dados. Uma CPU com X pinos pode endereças até 2x localizações de memória. Existem valores de X 16, 32 e 64. Além da pinagem de endereço e dados, existem os pinos de controle, que são responsáveis por regular o fluxo e temporizar os dados recebidos da CPU. Também temos pinos de energia elétrica (em média +1,2volt a +1,5 volt). Não obstante a classificação de pinos de controle podem ser agrupados nas seguintes categorias:

1. Controle de barramento.
2. Interrupções.
3. Arbitragem de barramento.
4. Sinalização de coprocessador
5. Estado
6. Diversos

Conforme imagem abaixo mostrando a pinagem de uma CPU tipica.

[pic 1]

1. BARRAMENTOS

Barramento se trata do caminho elétrico entre vários dispositivos. Podemos categorizar pela sua função. No interior da CPU é usada para transportar dados ou ser externos, pode ser conectada a memória ou dispositivos I/O.

O computador atual tem um barramento de uso especial entre CPU e RAM e outro para dispositivos I/O, conforme figura abaixo vemos um computador com mais e um barramento.

[pic 2]

1. REGISTRADORES

A memória da CPU é composta por registradores, cada um tem uma função especifica, são locais de armazenamento rápido. Guardam dados temporariamente e podem ser lidos e escritos em alta velocidade, temos 3 registradores:

        1. Contador de programa – é o mais importante. Indica a próxima instrução a ser buscada para execução.

2. Registrador de instrução – mantém a instrução que está sendo executada.
3. Registrador de dados – mantém os dados de entrada, os resultados intermediários e os finais.

1. UNIDADE LOGICA E ARITMETICA (ULA)

A ULA efetua a adição, subtração e outras operações simples sobre suas entradas, produzindo um resultado no registrador de saída. Realiza 3 tipos de operações:

1. Operações logicas – tratam a entrada de dados e os resultados como padrões binários.
2. Operações aritméticas – realizam as operações básicas da matemáticas ou outras operações simples.
3. Operações de deslocamento – são compostas por dois grupos distintos:

1. Deslocamento lógico – tem a função de deslocar padrões binários para a esquerda ou direita.
2. Deslocamento aritmético – é aplicado a inúmeros inteiros e tem o objetivo de dividir ou multiplicar os números inteiros por dois.

1. testes

If you are using Word, use either the Microsoft Equation Editor or the MathType add-on (http://www.mathtype.com) for equations in your paper (Insert | Object | Create New | Microsoft Equation or MathType Equation). “Float over text” should not be selected.

1. Equations

Number equations consecutively with equation numbers in parentheses flush with the right margin, as in (1). First use the equation editor to create the equation. Then select the “Equation” markup style. Press the tab key and write the equation number in parentheses. To make your equations more compact, you may use the solidus ( / ), the exp function, or appropriate exponents. Use parentheses to avoid ambiguities in denominators. Punctuate equations when they are part of a sentence, as in

        (1)

Be sure that the symbols in your equation have been defined before the equation appears or immediately following. Italicize symbols (T might refer to temperature, but T is the unit tesla). Refer to “(1),” not “Eq. (1)” or “equation (1),” except at the beginning of a sentence: “Equation (1) is ... .”

1. Units

Use either SI (MKS) or CGS as primary units. (SI units are strongly encouraged.) English units may be used as secondary units (in parentheses). This applies to papers in data storage. For example, write “15 Gb/cm2 (100 Gb/in2).” An exception is when English units are used as identifiers in trade, such as “3½-in disk drive.” Avoid combining SI and CGS units, such as current in amperes and magnetic field in oersteds. This often leads to confusion because equations do not balance dimensionally. If you must use mixed units, clearly state the units for each quantity in an equation.