e aí o olá seja muito bem-vindo eu sou professor afonso miguel e ver se encontro de hoje nós vamos descobrir como funciona um micro-processador vamos lá inicialmente apresenta a você que te fato um computador ele dividido basicamente em três partes nós temos um micro-processador responsável pelo processamento principal né temos também a memória apenas coloquei como ilustração desse desenho um tipo de memória mas existem diversos outros e também os dispositivos de entrada e saída o dispositivos de ai ou esse isso significa input e o o significa out que basicamente são teclado mouse e qualquer outro dispositivo
que você vai interagir com um computador para nós não vai ser necessário trabalharmos com os dispositivos de entrada e saída que o objetivo nós entendermos como funciona o microprocessador então vou deixar apenas o microprocessador que é conhecido como cérebro do computador né e a memória apenas isso para nós já é o suficiente e por dentro com mais detalhes não sabemos que a memória ela armazena uma série de informações eu coloquei ali separava em linhas posição sem posição 103/104 eu coloquei instruções em linguagem assembly pode ser uma licença que eu estou tomando a você porque você
já sabe que de fato a memória não armazena é instruções em acender coisa assim ela venda de fato números só sabemos que instruções que são números interpretado pelo computador aí com linguagem de máquina essas instruções podem ser vistas para nossa facilidade e com instruções em a sempre e é por isso que eu coloco ela sem eu vou tomar essa liberdade mas ela fica claro para nós que de fato a memória possui apenas números e números em binários na arquitetura formal e nós sabemos que nessa memória não apenas instruções nós temos nós também temos dados esses
dados e instruções são acessadas diretamente pelo processador se você já deve ter estudado aqui para arquitetura forma o microprocessador é dividido em algumas partes aqui está e nós temos inicialmente ali registradores os registradores são pequenos as células de memória que uma analogia podem ser ditas como pequenas variáveis são pequenas células de memória que armazenam para nossos números números em binário e também são conhecidas como as células de memória mais rápida que nós temos dentro de um computador temos ali a x b x que são registadores de uso geral imagine como sendo variáveis é de uso
geral e temos o pc e o iir que são dois registradores de uso específico o pc serve para apontar qual a instrução onde vai ser buscado na memória instrução e o iir serve para armazenar temporariamente a instrução buscada na memória daqui a pouco a gente vai testar vou mostrar pra vocês essa simulação também dentro do microprocessador nós temos a unidade lógica aritmética e como o nome já diz é uma unidade que realiza operações lógicas que dispositivos e o dentre outros lá e também operações at a soma e subtração dentre outras também por fim dentro do
processador nós temos a unidade de controle assim como o microprocessador está para o computador a unidade de controle está para o microprocessador certamente você já viu que para a o computador a o cérebro do computador chamado de microprocessador e digo para você que de fato paro microprocessador com cérebro do microprocessador é a unidade de controle a unidade de controle ela é o que nós chamamos um autômato ela é na verdade uma máquina de estado a baseada nos princípios de máquina de turing que coordena todas as ações ali dentro do microprocessador essa unidade de controle geralmente
é desenhada é ilustrada por um diagrama conhecido como ciclo de máquina esse é um diagrama de estados e mostra quais são os estados em criação a unidade de controle geralmente paz é o primeiro estado é conhecido como busca também do inglês frete que serve para buscar a informação que estão lá na memória à informação não há mais do que isso a própria instrução que ele vai executar uma vez quando ele completa o que nós chamamos então de busca o frete ele vem para decodificação que a tentar entender acaba instrução que muitas vezes vem codificada a
instrução vem para dentro do processador ele passa a entender qual é o papel dessa instrução o que que ela faça e finalmente a atividade mais esperavam a mais importante que a execução é execução efetiva naquela instrução vamos dar uma olhadinha agora como funciona o nosso computador através de uma simulação ajude isso dá uma olhadinha na memória vamos entender o programa para que quando fizemos a simulação nós possamos entender exatamente o que está acontecendo ali dentro e tem basicamente três instruções colocadas ali em assembly a primeira situação tem o papel de copiar o valor 10 para
x é uma instrução que realmente existem alguns processadores mas segunda instrução em que a x tem um papel de implementar o valor de a ciência ou seja somar um a esse registradora e finalmente a terceira instrução tem um papel de um shampoo jmp basicamente ela faz um desvio na execução do programa saltando nesse caso para a posição de memória 103 inicialmente vamos assumir que esse processador está sem energia na hora que ligado o computador aplicada energia ao processador ou das primeiras coisas que ele faz e atribuir um valor ao seu registrador pc no meu caso
hipoteticamente estou assumindo o valor sem nesse momento o processador está dizendo que a próxima instrução que no caso é a primeira a primeira instrução a ser executada por ele é apontada na memória na posição sem já estamos eu conheço ele começa então o seu ciclo de máquina o ciclo repetitivo dele na primeira posição do ciclo de máquina a primeira ação que ele faz é a busca ou fat o que ele faz no ciclo de máquina então é pegar o valor de pc e enviar para memória e formando para ela memória mande para mim o valor
contido na posição de memória sem que no caso a instrução ali embuia x10 uma memória recebendo as a posição ali sem pega o valor é correspondente na sua posição sem e transmitir novamente para o processador o processador recebendo essa informação grava em registradores internos que nosso caso aqui simbolizado ou pelo registrador e r com isso ele realiza o processo de busca na instrução na memória ao receber essa instrução memória ele não completa a operação ainda de busca sem antes implementar somar o resultado de pc para que ela possa apontar para próxima instrução e ele vai
automaticamente implementar alterar alterar o valor do resultado do pc apontando para a próxima instrução com isso completa-se o ciclo de busca o ciclo de frete ele está pronto para a próxima etapa a próxima etapa é o ciclo de decodificação o passo de decodificação da decodificação ele vai tentar entender o que significa a instrução decodifique a restrição e finalmente ele vai pro terceiro e último passo do ciclo de máquina que é a execução a efetivação da sua operação e sem dúvida nenhuma passo mais importante esse ciclo ciclo de execução nós temos a ler a transferência da
gripar ana tu desce para o registrador a x com isso completou a primeira instrução e ele volta para o primeiro passo do seu ciclo de máquina nesse primeiro passo novamente agora está apontando o pc está apontando para a posição 103 ele efetivamente buscar ela que ela instrução a memória a posição 103 a memória devolve guarda dentro do registrador iir ocorre um incremento dois instalador pc vai para o outro passo do nosso ciclo de máquina que a tentar entender essa instrução e finalmente vai realizar essa operação essa segunda operação essa segunda instrução que nós temos incremento
de assis tem um papel importante dentro da unidade lógica aritmética hora que realiza operação desses uma dentro do nosso processador é essa unidade a realizar operações aritméticas e tem um parâmetro alguém questão ou melhor o valor ali do nosso estado hx enviado para a unidade lógica aritmética essa realiza operação de sua mão ou seja incremento resultou no bronze e finalmente devolve para o resultado achismo completando então a segunda instrução e para realizar agora a terceira instrução ele volta então para o ciclo de busca joga informação da dpc que é o ponteiro de onde está sendo
acessado na memória instrução do caso ali a instrução é armazenada na posição 104 é jmp 63 ela enviada para dentro do processador dentro da estrutura e r o próximo passo incrementa-se o valor que pc e agora entrou para a passo de decodificação aí mais uma vez sou certo que agora que tá tentando entender com a instrução e finalmente essa instrução é bem peculiar a instrução jmp basicamente vai permitir um desvio no fluxo de execução do programa ou seja basicamente vai pegar a e a próxima instrução que vai ser executada não é mais a instrução que
estava apontada deus não mente como 105 assim agora 103 é isso que nós queremos fazer então execução da instrução é bem simples isso basta com copiar aquele valor 103 do parâmetro diretamente para o pc isso o que é próxima instrução a ser executada não é mais a instrução 105 na posição 105 nós da posição 103 é claro que daí o programa fica repetindo a indefinido às vezes você busca-decodificação-execução o ok nós não entendemos que o ciclo de busca decodificação execução ou ele fica sendo repetido aí e indefinidas vezes enquanto o computador está ligado ele sempre
vai ficar fazendo essas três atividades agora será que não conseguimos dar uma otimizada esse processo primeira coisa dá uma olhadinha nesse nesse desenho que eu coloquei eu coloquei cada instrução com uma cor vermelho azul e verde para facilitar a identificação de embaixo eu coloquei num gráfico tempo o que acontece em cada uma das etapas primeiramente ocorre a busca da instrução e vermelho a decodificação dessas funções vermelho e depois da execução da instrução enfermeira depois vai aparecer o som azul busca-decodificação-execução e por fim busca-decodificação-execução da instrução em verde se o leandro você olhando para esse gráfico
você certamente que serve que existe muito espaço em branco a expressão principal o passo principal desculpe o passo principal ali que a execução observe aqui entre um e outro existe bastante espaço e de fato aquele espaço no meio é necessário para que para que seja executada a instrução por exemplo em azul é necessário que haja a busca ea decodificação dessa instrução agora o seria um sonho para nós se nós não pudesse eu não tivéssemos que perder todo esse tempo podemos executar uma instrução e já realizaram a execução da próxima instrução e já realizaram supressão da
próximo e assim por diante sem aqueles espaços em branco jolie então surge uma técnica baseada no princípio de henry ford que a linha de produção em que nós temos aí finalmente as instruções acontecendo em sequência observe ali é a técnica conhecida como técnica de pipeline é só técnica bastante simples observe o seguinte ó ocorre normalmente a busca da primeira instrução assustam e vermelho quando a instrução em vermelho é completado o processo de busca ela começa a ser reclassificado você acha que ela imediatamente ao concluir o processo de busca ela começa a sua decodificação ou em
vez de ficar parada etapa de decodificação que tal se ia lá buscar seja a próxima instrução e isso é uma coisa bastante comum em problema nossa dizer quanto mais função já vai para próxima então enquanto está sendo decodificado a primeira instrução ocorre a busca já da próxima instrução no caso passou então nós temos ali um paralelismo aí você paralisa então nós chamamos de park live park line de instrução é completada decodificação da instrução em vermelho naturalmente ela começa a sua execução hora se completou a a decodificação das funções vermelho completou também a busca da criação
e azul e aí começa finalmente a decodificação dela sobrando tempo para fazer a busca da próxima instrução a expressão e verde observe que nesse processo esse formato aqui nós temos ao contrário do anterior nós não temos mais aqueles espaços em branco ali entre a execução da instrução em vermelho ea execução das funções azul percebe aquela praticamente ficam todas juntas dando a impressão para nós que não existe mais o processo de busca ou decodificação só existe execução é claro que as as etapas anteriores tanto busca como decodificação elas continham um assistindo mas ocorrem em paralelo com
as etapas anteriores com isso garantidos sem dúvida nenhuma uma quantidade maior ou instruções sendo executadas no processador em unidade de tempo com para aquele gráfico em cima com gráfico de baixo a execução de baixo sem dúvida a cada uma situação está sendo executada ali bem mais rápido e chegamos ao final desta aula vimos nesse encontro que dentro do processador temos a unidade de controle unidade muito importante responsável pelas atividades de busca decodificação execução de cada uma das instruções enquanto está energizado pela sabor fica realizando suas atividades vimos ainda que as etapas de busca decodificação execução
esse ciclo não é conhecido como ciclo de máquina pode realizar pode ser realizado ou com atividades em panela conhecido aí como a técnica de park online ou parque linear de instrução para hoje é só que nós temos um forte abraço a você e vamos tudo tchau tchau e aí
