O Processador
ARQUITECTURA INTERNA
DE
COMPUTADORES
Formadora: Patrícia Mateus
Arquitectura de Computadores – Técnico de
Sistemas Nível 3
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Execução de Tarefas
O software consiste num conjunto de códigos ou instruções desenvolvidos para
facilitar o controlo da máquina.
Um programa para ser executado normalmente precisa de uma requisição ou
ordem externa, uma solicitação feita pelo utilizador.
Em alguns casos os programas são executados automaticamente – por exemplo, o
Windows.
Quando um comando é feito pelo utilizador ou pelo próprio sistema em uso, é
enviada uma solicitação para o processador, que faz o processamento da
informação e, por sua vez, faz também uma requisição de dados e instruções ao
disco rígido, que é o local onde está armazenado o programa.
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Execução de Tarefas
Os dados são enviados através de blocos e passam pela memória RAM antes de
serem processados. A RAM, ao contrário do disco rígido, é uma memória
dinâmica que permite leitura e gravação em velocidades muito superiores ao HD
(disco rígido). Ela existe justamente para evitar que o processador esteja
constantemente a fazer requisições ao disco rígido, o que tornaria a execução de
programas algo muito lento.
Dentro do processador também existem outras memórias dinâmicas, que
armazenam temporariamente resultados de processamento (cálculos e operações
lógicas) e fazem o controlo das informações. São as conhecidas Caches.
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Especificações e características
dos Processadores
A memória Cache
A memória cache consiste numa pequena quantidade de memória
embutida no processador.
Quando o processador precisa ler dados da memória RAM, um circuito
especial chamado "controlador de cache" transfere blocos de dados muito
utilizados da RAM para a memória cache.
Assim, no próximo acesso do processador, este consultará a memória
cache, que é bem mais rápida, permitindo o processamento de dados de
maneira mais eficiente.
Desta forma, a memória cache actua como um intermediário, isto é, faz
com que o processador nem sempre necessite chegar à memória RAM
para aceder os dados dos quais necessita. O trabalho da memória cache
é tão importante que, sem ela, o desempenho de um processador pode
ser seriamente comprometido.
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Especificações e características
dos Processadores
A memória Cache
Os processadores trabalham, basicamente, com dois tipos de cache:
cache L1 (Level 1 - Nível 1)
cache L2 (Level 2 - Nível 2).
A cache L2 é ligeiramente maior em termos de capacidade e passou a ser
utilizado quando a cache L1 se mostrou insuficiente. Antigamente, um tipo
distinguia-se do outro pelo facto da memória cache L1 estar localizada
junto ao núcleo do processador, enquanto a cache L2 ficava localizada na
motherboard. Actualmente, ambos os tipos ficam localizados dentro do
chip do processador, sendo que, em muitos casos, a cache L1 é dividida
em duas partes: "L1 para dados" e "L1 para instruções".
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Especificações e características
dos Processadores
Uma das características principais de um processador ou CPU são os seus
barramentos.
Os barramentos são “auto-estradas” por onde circula a informação, seja no
interior do CPU, ou do interior para o exterior e vice-versa. Vão permitir a
comunicação entre o CPU, memória e dispositivos de entrada e saída.
Barramentos internos – transportam a informação entre os vários componentes
internos do processador, isto é, registos, ALU,etc.
Barramentos externos
- Barramento de Dados
- Barramento de Endereços
- Barramento de Controlo
Barramento de dados
CPU
Barramento de endereços
Memória
Barramento de controlo
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Especificações e características
dos Processadores
Barramento de endereços
Que têm por função transportar a identificação/localização ("endereço")
dos sítios onde se pretende ler ou escrever dados (por ex., o endereço de
uma célula de memória)
Barramento de Dados
Neste barramento, tal como o nome indica, circulam os dados que são
recebidos ou enviados, de e para periféricos e memória.
Quanto maior a sua "largura", maior o número de bits que é possível
transportar em simultâneo.
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Especificações e características
dos Processadores
Barramento de Controlo
Tem como função a sincronização do processador com os restantes
componentes. Como estes são sempre mais lentos do que o
processador, provocam estados de espera que necessitam ser
controlados, de modo a que a comunicação processador e os
componentes externos seja feita eficazmente.
por ex., sinais para indicar que a informação que circula no barramento
de dados é para ser escrita e não lida da célula de memória cuja
localização segue no barramento de endereços.
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Execução de Tarefas
Os factores determinantes para o desempenho de todo este procedimento de
execução de tarefas, realizado pela máquina, são:
• a frequência de clock do processador, identificado por Hertz (ex.: 2.6GHz);
•a frequência do barramento externo na motherboard (ex.: 400MHz);
•a quantidade e frequência de memória RAM (ex.: 1GB e 533MHz);
•a taxa de transferência e velocidade de rotação do disco rígido (ex.: 300MB/s
e 7200RPM).
Outros factores também podem ser considerados, como a quantidade de núcleos
disponíveis no processador (ex.: Core 2 Duo, de 2 núcleos) e etc.
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Definição de Processo
Um sistema operativo não executa apenas os programa que estamos a ver no
momento no computador. As aplicações que normalmente executa reúnem
diversas instruções e comandos, porém, são os processos que efectivamente
executam esses comandos.
Uma única aplicação pode ter vários processos relacionados. Por exemplo, o
Browser
pode ter vários separadores. Para cada separador existe uma
tarefa/processo associado.
Um processo é um programa que está a ser utilizado num determinado momento,
é uma tarefa em execução.
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Estados de um processo
Durante a execução de um processo, ele altera o seu estado
Possíveis estados:
Novo (new): O processo está a ser criado.
A Executar (running):as instruções estão a ser executadas.
Em Espera (waiting): O processo está à espera que algum evento aconteça.
Pronto (ready): O processo está à espera de ser associado a um processador.
Terminado (terminated): O processo terminou sua execução.
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O Gestor de Tarefas
Para termos acesso aos processos que se encontram a decorrer no computador
utilizamos o Gestor de Tarefas.
Para aceder ao Gestor de Tarefas usa-se a combinação Ctrl+Alt+Del e seleccionase Gestor de Tarefas, ou CTRL+SHIFT+ESC.
Com a janela aberta acede-se ao separador “Processos”. Esta é a lista de
processos activos no momento.
Consegue-se ter acesso ao nome do processo, ao nome do utilizador relacionado,
dois indicadores, um do CPU e outro da memória e a descrição do programa.
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O Gestor de Tarefas
Sair de um programa que não está a responder
Se um programa no computador parar de responder, o Windows pode tentar
localizar o problema e corrigi-lo automaticamente. Se não pretende esperar,
pode terminar o programa utilizando o Gestor de Tarefas.
Como proceder?
1. Abrir o Gestor de Gestor de tarefas clicando com o botão direito do rato e,
em seguida, clicando em Gestor de tarefas.
2. Clique no separador Aplicações, clique no programa que não está a
responder e, em seguida, clique em Terminar Tarefa.
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