software básico silvio fernandes 2010.1 universidade federal rural do semi-Árido departamento de...

Software Básico

Silvio Fernandes2010.1

Universidade Federal Rural do Semi-ÁridoDepartamento de Ciências Exatas e Naturais

Ciência da Computação

Aula 01: Revisão arquitetura de computadores

1

Disciplina Software Básico

• Cronograma– Revisão de arquitetura de computadores– Software Básico, SIC e SIC/XE– Montadores– Carregadores e Ligadores– Macroprocessadores– Outros softwares básicos

2

Disciplina Software Básico• Avaliações– 1ª: 30/04/2010– 2ª: 04/06/2010– 3ª: 06/07/2010– Reposições: 13/07/2010– 4ª: 16/07/2010

• Dias sem aula– 02/04/2010: Paixão de Cristo– 16/04/2010: Reunião Regional da SBPC e SEPE

• Processo de avaliação– Provas teóricas, trabalhos de implementação e seminários

3

Disciplina Software Básico

• Referências– Leland L Beck.. “Desenvolvimento de software

básico”. 2ª ed. Rio de Janeiro: Campus, 1993. 525p.

– Andrew S. Tanenbaum. “Organização estruturada de computadores”. 3ª Rio de Janeiro: LTC, 1999. 460p.

– Andrew S. Tanenbaum. “Sistemas Operacionais Modernos”. 2ª Edição, Prentice Hall, 2007.

4

Revisão de Arquitetura de computadores

• Componentes de um computador pessoal simples

5


• Organização de um computador (Modelo de Von Neumann - 1945)– Conceito de programa armazenado– Separação da Unidade Aritmética e de Controle– Utilização de barramentos e registradores– Hardware de entrada e saída (I/O)

• Modelo de Harvard– Separação de barramentos de dados das memórias

onde estão as instruções de programa e das memórias de dados

– O processador pode acessar as 2 simultaneamente

6


• Modelo de Von Neumann

7


• Comunicação

8


• Memória: Conjunto de posições/locações endereçáveis

• Palavras: Posição/locação da memória. Contém dados e instruções. Unidade básica de transferência de/para memória.

• Palavras são localizadas através de um endereço

• Dados, instruções e endereços são codificados em binário

9


• Programa é uma seqüência de instruções, colocadas numa seqüência de endereços

• A execução de um programa corresponde à execução seqüencial de suas instruções

• A seqüência das instruções é definida de forma dinâmica em tempo de execução– Existência de instruções de controle de fluxo

10


• Registradores: Posições de memória internas a CPU (Unidade Central de Processamento).– Dedicados e de Uso Geral

• Barramento: Via de comunicação– Dados e Instruções, Endereços e Controle– Comunicação Síncrona e Assincrona

11


• Em um computador geralmente existe uma hierarquia de memória.

• Cada nível da hierarquia é dividido em palavras de N bits cada

• A palavra é a unidade básica de transferência entre a UCP e a memória.

• Uma memória com 2M palavras necessita de M bits de endereço

12


13


• Processadores– O “cérebro” do computador ou a CPU– Ele busca instruções na memória e as executa– O ciclo básico de execução de qualquer CPU • Buscar a 1ª instrução da memória• Decodificá-la para determinar os operandos e qual

operação executar• Executá-la• Buscar, decodificar e executar as instruções

subsequentes até que o programa termine

14


• Processadores– Cada CPU tem um conjunto específico de

instruções que ela pode executar– Um Pentium não executa programas SPARC e

vice-versa– Todas as CPUs tem registradores internos para

armazenamento de variáveis importantes e de resultados temporários

15


• Processadores– Um registrador especial é contador de programa

(PC – Program Counter)• Contém o endereço de memória da instrução a ser

buscada• Depois da busca de uma instrução, o PC é atualizado

para apontar a instrução seguinte

16


• Processadores– Outro registrador é o ponteiro de pilha• Aponta para o topo da pilha atual na memória que

contém para cada rotina chamada que ainda não encerrou• Uma estrutura de pilha da rotina contém os

parâmetros de entrada, as variáveis locais e as variáveis temporárias que não são mantidas nos registradores

17


• Processadores– Outro registrador é o PSW (program status word)• Contém os bits do código de condições, os quais são

alterados pelas instruções de comparação, pelo nível de prioridade da CPU, pelo modo de execução (núcleo ou usuário) e por outros bits de controle• Programas de usuário podem ler toda a PSW, mas em

geral são capazes de alterar somente alguns de seus campos

18


• Processadores– Muitas CPUs modernas têm recursos para

executar mais de uma instrução ao mesmo tempo– A CPU pode ter unidades separadas de busca,

decodificação e execução– Enquanto estiver executando a instrução n, ela

também pode estar decodificando a n+1 e buscando a n+2

– Isso é chamado de pipeline

19


• Processadores– Pipeline de 3 estágios

20


• Processadores– Ainda mais avançado que um processador

pipeline é um processador superescalar– Que possui múltiplas unidades de execução por

exemplo

21

Referência

• Notas de aula do Prof. Ivan Saraiva. http://www.dimap.ufrn.br/~ivan/orgi.html

• Andrew S. Tanenbaum. “Sistemas Operacionais Modernos”. 2ª Edição, Prentice Hall, 2007

22

software básico silvio fernandes 2010.1 universidade federal rural do semi-Árido departamento de...

Documents