arquitetura de sistemas operacionais – machado/maia
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Arquitetura de Sistemas Operacionais Francis Berenger Machado / Luiz Paulo Maia Revisto Capítulo 2 Conceitos de Hardware e Software. Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia. 2 – Conceitos de Hardware e Software. Sistema Computacional. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Arquitetura de Sistemas OperacionaisArquitetura de Sistemas OperacionaisFrancis Berenger Machado / Luiz Paulo MaiaFrancis Berenger Machado / Luiz Paulo Maia
RevistoRevisto
Capítulo 2 Capítulo 2
Conceitos de Hardware e SoftwareConceitos de Hardware e Software
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Sistema Computacional
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M em óriaPr in cip a l
D ispo sitivo sd e E/ S
Processa d or / U C P
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Unidade Central de Processamento
o Registradores mais importantes PC (Program Counter) SP (Stack Pointer) PSW (Program Status Word) IR (Instruction Register)
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Memória Principal com 64 Kbytes
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Memória Principal com 64 Kbytes
o Tamanho das células pode variar, geralmente 1 byteo Acesso à memória através do MAR e do MBR
MAR (Memory Address Register) MBR (Memory Buffer Register)
o Se barramento de memória com n bits (idem para o MAR), endereça no máximo 2n endereçoso Ciclo de leitura ou gravação em 4 passos 2/4
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Relação entre Dispositivos de Armazenamento
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M em ó ria Secu nd ár ia
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Memória Cache
o Alta velocidade de acesso, baixa capacidade e alto custoo Uso da cache baseia-se no Princípio da Localidade
Localidade espacial Localidade temporal
o Se dado encontrado na cache, tem-se um cache hito Se dado não encontrado na cache, tem-se um cache miss mais acesso à MP 2/6
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Barramentos Processador-Memória e de E/S
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Barramento Processador-Memória
o Barramento de Dadoso Barramento de Endereçoso Barramento de Controle
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Barramento de Backplane
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Barramentos Processador-Memória e de E/S
o Barramentos processador-memória geralmente proprietários
Exemplo: PCI, da Intelo Barramentos de E/S geralmente padronizados
Exemplos: IDE, SCSI, SATA
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Arquitetura Pipeline com Quatro Estágios
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U nida de de b usca d ainstru çã o
P1 P4P3P2
A na lisad o rd a
instru çã o
U nida de de b usca d os
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Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 Instr.5 Instr.6 Instr.7
Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 Instr.5 Instr.6
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P1
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Arquitetura RISC x Arquitetura CISC
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Arquitetura RISC x Arquitetura CISC
o Características do RISC Poucas instruções Instruções executadas diretamente pelo HW Instruções com formato fixo Poucos ciclos de máquina p/ instrução Poucos modos de endereçamento Muitos registradores Uso intensivo de pipeline Ex’s: Sun SPARC, IBM RS-6000, DEC Alpha
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Arquitetura RISC x Arquitetura CISC
o Características do CISC Muitas instruções Instruções executadas por microcódigo Instruções com formatos diversos Vários ciclos de máquina p/ instrução Diversos modos de endereçamento Poucos registradores Uso pouco efetivo de pipeline Ex’s: Intel Pentium, DEC VAX, Motorola 68xxx
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Análise de Desempenho
o Métricas consideradas para a avaliação de desempenho de processadores
Freqüência de clock (relativo a dado processador) Tempo para se executar um determinado programa, ou tempo de CPU
= no de clocks x ciclos de clock MIPS = Millions Instructions Per Second FLOPS = Floating-Point Operations Per Second 2/15
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Análise de Desempenho
o Benchmark Conjunto de programas executado para comparação do tempo de execução Programas escolhidos criteriosamente de acordo com a potencialidade analisada Exemplo: SPEC (System Performance Evaluation Cooperative)
o SPECint, SPECfp, SPEC CPU2006
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Tradutor
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Tradutor
o Interpretador: Traduz cada instrução ao longo da execução do programa, executando-as Mais lento devido à tradução interativa
o Compilador: Gera código executável de uma vez Execução mais rápida, instruções já num nível entendido pelo processador 2/18
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Linker
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Linker
o Gera um executável a partir de vários módulos objetoso Resolve referências simbólicas entre os módulos, incluindo bibliotecas
Loadero Carrega na memória o programa a ser executado, fazendo relocação, e inicia sua execuçãoo Analisa o tamanho do programa e os espaços em memória para carregamento
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Ativação do Sistema
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D isco M em ór iaPr in cip a l
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O pera cio na l
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2 – Conceitos de Hardware e Software2 – Conceitos de Hardware e Software Ativação do Sistema
o Carregamento e ativação do sistema (boot) realizado por programa localizado em bloco específico do disco (boot block)o Executa programas de inicialização responsáveis pela customização e configuração de HW e SW específicos para cada ambienteo Desativação (shutdown) faz com que aplicações e componentes sejam desativados de forma ordenada, garantindo integridade dos dados (p/ex: arquivos temporários) 2/22