Home Matérias / Concurso Certificações Conhecimentos Básicos de Computação – Arquitetura dos Microprocessadores


Neste tutorial serão mostrados alguns conceitos básicos, definições, e utilizações de alguns microprocessadores. Tecnologias de uso e variantes de alguns microprocessadores. Serão vistos as características de alguns dispositivos de processamento, bem como alguns modelos de marcas. Todos os nomes aqui relatados com relação a nomes de empresas têm totais direitos reservados a seus respectivos donos, sendo aqui mencionados somente para efeito de consulta e auxílio no uso diário das tecnologias.

 

CONCEITOS BÁSICOS DA ARQUITETURA DOS MICROPROCESSADORES

 

A arquitetura básica se inicia com a ligação de uma CPU com o dispositivo de memória, através de uma via chamada BUS ou traduzindo barramento de computador.

 

Podemos definir via como um conjunto de fios e interligações que conecta os microprocessadores com os chips de memória localizado na placa mãe do computador.

 

Essas vias são assim divididas:

 

– VIA DE CONTROLE > faz a sincronização das vias chamada de : VIA DE DADOS E VIA DE ENDEREÇO.

 

– VIA DE ENDEREÇOS > é o canal por onde é enviado ou transpassado o endereço de dado da memória.

 

– VIA DE DADOS > é o canal por onde trafegam todos os dados enviados.

 

Um outro fator importante está relacionado à velocidade do processador, que é calculado em MIPS (Milhões de Instruções por Segundo)

 

Alguns exemplos da arquitetura dos diversos modelos (aqui é mencionado plataforma Intel) de microprocessadores em relação a sua velocidade MIPS.

  1. Intel Pentium – MIPS = 100
  2. Intel 80486 – MIPS = 20/40
  3. Intel 80386 – MIPS = 8
  4. Intel 80286 – MIPS = 2
  5. Intel 8086 – MIPS = 0,4
  6. Intel 8088 – MIPS = 0,4
  7. Intel 8085 – MIPS = 0,1

O Dispositivo Clock

 

Este é o dispositivo responsável pelo monitoramento e verificação da quantidade de ciclos por segundo.

 

A unidade de medida do clock é o MHz (milhões de ciclos por segundo). O número de ciclos está ligado diretamente com o número de instruções (clock interno) e também ligado com o número de acesso a memória do computador (clock externo).

 

O Barramento

 

Em uma definição simples, é uma via de comunicação entre os diversos componentes/dispositivos de um computador.

 

Tipos de barramento:

 

– IrDA (Infrared Developers Association)

 

Espécie de barramento sem fio que tem sua funcionalidade baseada no sistema de infravermelho.

 

– USB (Universal Serial Bus)

 

Sistema de barramento que se caracteriza em permitir que todos os periféricos externos sejam encaixados em uma única porta no computador.

 

– ISA (Industry Standard Architecture)

 

Tipo de barramento que tem como velocidade 08 bits para computadores PC XT e logo após 16 bits. A freqüência deste barramento é de 08 MHz.

 

– EISA (Extended Industry Standard Architecture)

 

Sistema de barramento com velocidade de 32 bits atuando com freqüência de 08 MHz.

 

– VLB (VESA Local Bus)

 

Tipo de barramento de dados igual ao do processador e frequência idêntica ao barramento local.

 

– PCI (Peripheral Component Interconnect)

 

Barramento com velocidade de trabalho de 32 bits, atuando com freqüência de 66 e 33 MHz e barramento de 64 bits.

 

– AGP (Acelerad Graphics Port)

 

Espécie de barramento de 32 bits trabalhando com freqüência de 66 MHz, dependendo da exigência e uso do barramento pode chegar a 133 MHz.

Este barramento é utilizado para periféricos de vídeo (placa de vídeo) e utiliza a memória RAM do computador para fazer armazenamento de dados mais abrangentes.

 

* Características principais dos processadores

 

Existem no mercado inúmeros e diversos modelos de processadores de computadores, os quais apresentam preços e desempenho diferenciados. Esta pequena explanação se destina a estabelecer os diferenciais básicos que determinam a performance de um processador, a parte teórica que vai lhe auxiliar a compreender as diferenças entre alguns principais processadores.

 

Ao adquirir um processador, a primeira coisa que se deve ter como prioridade e atenção é saber qual a sua frequência de operação, que é medida em Megahertz (MHz) ou milhões de ciclos por segundo, esta frequência também pode ser denominada de clock.

 

Veja este exemplo: Processador 486 de 100 MHz, ao lado de um Pentium também de 100 MHz. Apesar da frequência de operação ser a mesma, o 486 perde em muito no desempenho. Na prática, o Pentium seria pelo menos 2 vezes mais rápido. Este fato acontece em decorrência às diferenças na arquitetura dos processadores.

 

O processador ainda é um componente básico de qualquer PC. Com o avanço cada vez mais acelerado da tecnologia, e várias empresas disputando uma fatia do mercado, os engenheiros das empresas são obrigados a desenvolver projetos cada vez mais ousados com intuito de produzir os processadores com alto desempenho. De certa forma isto é excelente para os usuários, mas também pode trazer muitas armadilhas, visto que com a diversidade de projetos, cada processador acaba saindo-se bem em algumas tarefas, mas com resultados nada agradáveis em outras. Não se pode ter preconceito e julgar o desempenho de um processador apenas pela frequência de operação, como era feito na época dos computadores 486.

 

Alguns modelos de processadores e informações básicas

 

1. PC 80286

Velocidade: 16 bits (Interno e Externo)

 

– As informações são armazenadas e gravadas na memória RAM do computador (aqui não tratamos da mesma memória RAM de execução) que tem seu conteúdo através de uma bateria.

 

– Velocidade de acesso a memória de 16 MB.

 

– Fazia uma simulação de memória RAM feita no HD do computador, utilizando memória virtual, todo este processo sendo realizado através de uma troca de arquivos denominado swap file.

 

– Tinha um soquete (é o local de encaixe) para os co-processadores 80287.

 

– Características de multitarefa, que pode ser definido como a realização de várias tarefas ao mesmo tempo.

 

– Proteção de memória, pois os programas tinham endereços próprios de memória alocada, não podendo desta forma invadir o espaço determinado para outro programa.

 

– Quando havia a invasão de espaço reservado por parte dos programas, acontecia o que chamamos de GPF (General Protection Fault – Falha Geral de Proteção ).

 

2. PC 80386

Velocidade: 32 bits

 

– Velocidade de acesso a memória podendo chegar a 04GB.

 

– Utilização do modo protegido, podendo retornar para o modo real.

 

– Existia um co-processador chamado de 80387SX para processador 80386SX e 80387DX para o 80386DX.

 

– Modelos 80386DX (Double Word) com barramento trabalhando a uma velocidade externa e interna de 32 bits.

 

– Modelos 80386SX (Single Word) trabalhando com barramento interno e externo a uma velocidade de 16 bits (externo) e 32 bits (interno).

 

– Era possível usar programas de modo real dentro do sistema de modo protegido, o que é chamado de Modo Virtual 8086.

 

– Usava a memória cache (espécie de memória que armazena uma quantidade reduzida da parte do conteúdo da RAM). Este processo agiliza e velocidade do processamento.

 

3. PC 80486

Velocidade: 32 bits (interno e externo)

 

– Utilizava cache integrado interno com velocidade de 08KB.

 

– Característica de cache externo de 256 KB e 512 KB.

 

– Modelos 80486 DX com co-processador aritmético interno e 80486SX que não tinha co-processador. A placa mãe do computador permitia inserir um processador 80487SX.

 

– Este processador teve um aumento significativo em sua velocidade chegando a ser quase duas vezes mais rápido que o 386.

 

– Variações de velocidade de 25MHz, 33 MHz e 40 MHz. Porém foi criada uma grande dificuldade, pois na época não havia circuitos capazes de trabalhar com velocidades superiores a 40 MHz.

 

– Sistema de Multiplicação de Clock, que pode ser definido como a velocidade que o processador trabalha internamente maior do que a da placa mãe. Desta forma foram lançados no mercado processadores 486DX2 (trabalhando com o dobro de freqüência da placa mãe). Logo em seguida foi lançado o 486DX4 (com velocidade de trabalho 03 vezes maior do que a velocidade da placa mãe).

 

4. PC 80486DX2

Velocidade: 32 bits (interno e externo)

 

– Modelos:

 

* 80486DX2-50 com velocidade clock externo de 25 MHz e interno de 25×2 = 50 MHZ

 

* 80486DX2-66 com velocidade clock externo de 33 MHz e interno de 33×2 = 66 MHZ

 

* 80486DX2-80 com velocidade clock externo de 40 MHz e interno de 40×2 = 80 MHZ

 

– Como já informado anteriormente, trabalhava com o sistema de multiplicação de clock, onde a frequência interna era superior ou mais precisamente o dobro da freqüência externa.

 

5. PC 80486DX4

Velocidade: 32 bits (interno e externo)

 

– Modelos:

 

* 80486DX4-75 com velocidade de clock externo 25 MHz e interno de 25×3 = 75 MHZ.

 

* 80486DX4-100 com velocidade de clock externo 33 MHz e interno de 100 MHZ.

 

– Trabalhava também com o sistema de multiplicação de clock, onde a frequência interna ao invés de ser o dobro era o triplo da freqüência externa, aumentando consideravelmente a capacidade de processamento

 

Nesta quinta parte do tutorial, foi visto algumas características de um componente muito importante em um computador: O processador. Apesar deste dispositivo não ser o único responsável pela velocidade de um computador, é de grande necessidade conhecer o funcionamento e características básicas de alguns deles. O fato é que o computador é um conjunto de dispositivos trabalhando coordenadamente de forma a otimizar e melhorar a velocidade do trabalho e não somente o processador, propriamente dito, responsável direto pela velocidade do conjunto.

Fonte: http://www.juliobattisti.com.br/artigos/infoconc/informaticaconcursos005.asp

   

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