arquiteturas de microprocessadores

• Microprocessadores• RISC• CISC• WISC

É todo circuito integrado que realiza as funções de calculo e tomadas de decisão em um computador. Todos os computadores e equipamentos eletrônicos baseiam-se nele para executar suas funções.

Existem dois tipos de microprocessadores, RISC e CISC.

Unidade Lógica e Aritmética (ULA): responsável por executar efetivamente as instruções dos programas, como instruções lógicas, matemáticas, desvio, etc.

Unidade de Controle (UC): responsável pela tarefa de controle das ações a serem realizadas pelo computador, comandando todos os outros componentes.

Registradores: memórias velozes que armazenam comandos ou valores que são utilizados no controle e processamento de cada instrução. Os registradores mais importantes são:

○ Contador de Programa (PC) : Sinaliza para a próxima instrução a ser executada;

○ Registrador de Instrução (IR) : Registra a execução da instrução;

Memory management unit (MMU): é um dispositivo de hardware que transforma endereços virtuais em endereços físicos e administra a memória principal do computador;

Unidade de ponto flutuante: Nos processadores atuais são implementadas unidades de cálculo de números reais. Tais unidades são mais complexas que ULAs e trabalham com operandos maiores, com tamanhos típicos variando entre 64 e 128 bits;

RISC (Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções);

○ 32 bits;○ Pentium Pro e superiores;

É uma arquitetura de processadores baseada na percepção de que as instruções simplificadas podem proporcionar maior desempenho, se essa simplicidade permitir uma execução mais rápida de cada instrução.

Caracterização das arquiteturas RISC:

Conjunto reduzido e simples de instruções; Formatos simples e regulares de instruções; Opera sempre em registros; Modos simples de endereçamento à memória; Uma operação elementar por ciclo máquina; Uso de pipeline (permite que o CPU realize a

busca de uma ou mais instruções além da próxima a ser executada);

DEC Alpha: workstations, servidores; AMD 29k: Utilizado em impressoras

laser até 1995; ARC : Chips multimídia ; ARM: iPad, Smartphones, celulares,

modens; Atmel AVR: Automotivas, sistemas de

entretenimento;

MIPS: Simuladores; PA-RISC: Workstations, servidores ; Power: Playstation 3, Xbox 360, Wii; SuperH: Dreamcast, CD-ROM drives,

Automotivas; SPARC: Estações SUN e

Supercomputadores;

CISC : (Complex Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Complexo de Instruções);

○ 8 a 120 bits;○ Tempo de execução variada;○ De 8086 a Pentium;

É uma linha de arquitectura de processadores capaz de executar centenas de instruções complexas diferentes, sendo assim, extremamente versátil;

Estes processadores contém um grande número de instruções em código máquina.

Instruções necessitam serem descodificadas para poderem ser aplicadas pelo processador.

Reduzem o tamanho do código executável por já possuírem muito do código comum em vários programas, em forma de uma única instrução.

Impossibilidade de se alterar alguma instrução composta para se melhorar a performance;

Muitas das instruções são guardadas no próprio processador;

x86 : Basicamente todos os processadores atuais desktop se enquadram nessa categoria, desde os 80386 até os modernos Core i7;

WISC (Writable Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Gravável de Instruções);

São chamados de WISC os processadores que em vez de armazenar o microcódigo em ROM ou em uma hard-wired¹ lógica, armazena o microcódigo em uma RAM chamada de Writable Control Store ou WCS.

Arquitetura baseada em pilha²; RAM de microcódigo modificável pelo

usuário; Grande flexibilidade, velocidade e

simplicidade na configuração do sistema;

Técnicas para otimizar o software e o hardware para uma determinada tarefa;

ISAJ: Conjunto de instruções baseados em pilha, o melhor desempenho em Java Language ByteCode;

ISAC: Um pouco mais otimizado para outras linguagens de alto nível como C;

ISA3: Projetado para a linguagem Forth; ISA1: Um registo do conjunto de

instruções da máquina, as instruções básicas Zilog Z80 ou similares;

No geral, é um processador otimizado para uma linguagem determinada pelo usuário e aplicações em tempo real.

1) HardWired : unidade de controle no qual os bits de instrução geram os sinais diretamente ou por controle de micro-programação em que um micro-controlador dedicado executa um micro-programa para gerar os sinais.

2) Pilha (Stack): É um tipo abstrato de dado e estrutura de dados baseado no princípio de Last in First Out (LIFO). Pilhas são usadas em cada nível de um sistema de computação moderno. Por exemplo, um PC moderno usa pilhas ao nível de arquitetura, as quais são usadas para manipular interrupções e chamadas de função do sistema operacional. Entre outros usos, pilhas são usadas para executar uma máquina virtual Java e a própria linguagem Java possui uma classe denominada "Stack”. Um sistema informático baseado em pilha é aquele que armazena a informação temporária basicamente em pilhas, em vez de registradores de harware da UCP.

http://en.wikipedia.org http://pt.wikipedia.org/ http://WWW.GUIADOHARDWARE.NET http://c2.com/cgi/wiki?

WritableInstructionSetComputer Mario A. Monteiro, “Introdução à

Organização de Computadores”, 4ª Edição, LTC.

Phil Koopman, “Stack Computers & Forth” and “MISC M17”

Grupo Amarelo B

Rafael Santana Freire Paulo Figueiredo Vicente