Aula 06

Arquitetura Von Newmann

A arquitetura Von Newmann é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma maquina armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados. Esta arquitetura é um projeto modelo de um computador digital de programa armazenado que utiliza uma unidade de processamento e uma de armazenamento para comportar instruções e dados.

A Arquitetura tem como objetivo separar as tarefas do processador para agilizar processos, utilizando ULA, memória, I/O, Control Unit, Registradores

FUNÇÃO DA CPU: A unidade central de processamento tem como função executar programas que estão armazenados na memória principal, buscar as instruções desses programas, examinar essas instruções e executar as instruções uma após a outra (sequência).

FUNÇÃO DA UC: A unidade de controle tem como função buscar instruções na memória principal e determinar o tipo dessas instruções.

FUNÇÃO DA ULA: A unidade lógica aritmética tem como função efetuar operações aritméticas e efetuar operações booleanas (E, OU, NOT, etc);

FUNÇÃO DOS REGISTRADORES: Os registradores da unidade central de processamento são memórias de altíssima velocidade que armazenam resultados temporários. Alguns registradores têm uma função e um tamanho específico (em bits e/ou bytes) e são lidos/escritos em alta velocidade pois são internos à CPU. A CPU não consegue manter todos os valores manipulados por um programa apenas em registradores, por isso necessita de uma memória para o armazenamento das informações.

Monociclo

No Processador monociclo cada instrução é executada em ciclos de relógio, este ciclo é determinado pela instrução mais lenta em execução, cada ciclo deve atender o tempo necessário para executar todas as instruções.

Multiciclo

No processador multiciclo executa cada um dos passas em um ciclo próprio de clock, cada passo pode ser utilizada mais de uma vez por instrução, após o inicio do ciclo, ao próxima instrução é colocada no registrador de instrução.

Pipeline

Em resumo, é o processo pelo qual uma instrução de processamento é subdividido em etapas, uma vez que cada uma destas etapas é executada por uma porção especializada da CPU, podendo colocar mais de uma instrução em execução simultânea. Isto traz um uso mais racional da capacidade computacional com ganho substancial de velocidade. Entre os problemas enfrentados estão a dependência de instruções anteriores e desvios que dificultam o processo, bem como a diferença de complexidade de instruções que fazem com que as mesmas possam levar um tempo variável para execução.