Arquitetura

15.1) Explique a diferença entre a sequência de escrita e a sequência de tempo de uma instrução?

R: A operação de um computador ao executar um programa, consiste na sequência de ciclos de instruções, em que é executada uma instrução de máquina a cada ciclo. Esta sequência de ciclos de instruções não é necessariamente o mesmo que a sequência escrita que aparecem no código do programa, por causa da existência de instruções de desvio. A execução atual de instruções segue a sequência de tempo de instruções.

15.2) Qual é a relação entre instruções e micro-operações?

R: Micro-operações é a operação elementar da CPU, executada durante um pulso do clock. Uma instrução consiste da sequência de micro-operações.

15.3) Qual é a função geral de uma unidade de controle do processador?

R: A unidade de controle de um processador executa duas funções: 1) Faz com que o processador execute micro-operações na sequência adequada, determinada pelo programa a ser executado e 2) gera os sinais de controle que fazem com que cada micro-operação seja executado.

15.4) Defina um processo em três passos que leva à caracterização da unidade de controle?

R: 1) Define os elementos básicos do processador.

2) Descreve as micro-operações que o processador deve executar.

3) Determina as funções que a unidade de controle deve realizar para causar a execução das micro-operações.

15.5) Quais tarefas básicas de uma unidade de controle efetua?

R: Sequenciamento: A unidade de controle faz com que o processador percorra uma série de micro-operações na sequencia apropriada, com base no programa que está sendo executado.

Execução: A unidade de controlo faz com que cada micro-operação a seja executada.

15.6) Forneça uma lista típica de entradas e saídas de uma unidade de controle?

R: As entradas são:

• Clock: é a forma pela qual a unidade de controle “marca o tempo”. A unidade de controle faz com que micro-operação seja executado a cada pulso do clock, também chamado de ciclo de processador ou de ciclo de relógio.

• Registrador de instrução: o código de operação da instrução corrente é usado para determinar micro-operações que devem ser executadas durante o ciclo de execução.

• Códigos de condição: essa informação é requerida pela unidade de controle para determinar o estado do processador e a saída de operações previamente executadas pela ULA.

• Sinais de controle do barramento de controle: a parte de controle do barramento de sistema fornece sinais para a unidade de controle, tais como sinais de interrupção e de reconhecimento.

As saídas da unidade de controle:

• Sinais de controle interno ao processador: Esses sinais são de dois tipos: os que causam movimentação de dados de um registrador para o outro e os que ativam funções específicas da ULA.

• Sinais de controle para o barramento de controle: existem também dois tipos de sinais: sinais de controle para a memória e sinais de controle para o módulo de E/S.

15.7) Relacione três tipos de sinais de controle?

R: 1) Os que ativam uma função da ULA. 2) Os que ativam um caminho de dados . 3) Os sinais de barramento externo do sistema ou para alguma interface externa .

15.8) Explique resumidamente o que significa implementação por hardware de uma unidade de controle?

R: Na implementação por hardware, a unidade de controle é essencialmente uma combinação de circuitos. Seus sinais lógicos de entrada são transformados em um conjunto de sinais lógicos de saída, que são os sinais de controle.

16.1) Qual é a diferença entre uma implementação por hardware e uma implementação microprogramada de uma unidade de controle?

R: Unidade de controle de hardware é uma combinação circuitos, na qual enviam sinais lógicos que são transformados em sinais de saída lógicos que funcionam como sinais de controle. E na unidade de controle microprogramada, a lógica é especificada pelo microprograma. O microprograma consiste de uma sequência de instruções na linguagem do microprograma, que são instruções muito simples que especificam micro-operações.

16.2) Como é interpretada um microinstrução horizontal?

R:

1. Para executar essa microinstrução, ative todas as linhas de controle indicadas por um bit de valor 1, deixando inativas as linhas de controle indicadas por bits de valor 0. Os sinais de controle resultante fazem com que uma ou mais microinstruções sejam executadas.

2. Se a condição especificada no campo de condição for falsa, execute a próxima microinstrução da sequência.

16.3) Qual é o propósito de uma memória de controle?

R: Definir a sequência de micro-operações a serem efetuadas durante cada ciclo (busca, indireção, execução, interrupção) e especifica a ordem na qual esses ciclos ocorrem. Resumindo ela contém configurações que definem a unidade de controle.

16.4) Qual é a sequência típica na execução de uma microestrutura horizontal?

R: As microinstruções de cada rotina são executadas sequencialmente. Cada rotina termina com um desvio que indica para onde ir em seguida.

16.5) Qual é a diferença entre microestrutura horizontal e vertical?

R: Em uma microinstrução horizontal cada bit de um campo de controle é ligado a uma linha de controle. Em uma microinstrução vertical, é usado um código para cada ação a ser efetuada e o decodificador traduz esse código em sinais de controle individuais. As vantagens de microinstruções verticais é que elas são mais compactas que microinstruções horizontais, ao custo de uma pequena lógica e tempo de atraso adicional.

16.6) Quais são as tarefas básicas utilizadas por uma unidade de controle programada?

R:

• Sequenciamento de microinstruções: buscar a próxima microinstrução da memória de controle.

• Execução