Organização e Arquitetura de Computadores
Prof. Esp. Sérgio Marcos de Morais
UNITRI - Centro Universitário do Triângulo
Disciplina: Organização e Arquitetura de Computadores
Arquitetura RISC X CISC
RISC (Reduced Instruction Set Computing) – Computador com um Conjunto de Instruções Reduzidas.
Um computador RISC simplifica o processador de apenas implementar instruções que são frequentemente utilizados em programas; operações pouco utilizadas são implementados como sub-rotinas; uma combinação de instruções existentes. Mas em compensação, um programa é implementado por um número maior de instruções, onde o tempo de execução do processador extra é compensado pelo seu uso raro.
Uma instrução em um programa de alto nível é implementado por diversas instruções de processador a mais baixo nível.
Complexo de Instruções.
Um computador CISC tem muitas instruções especializadas, que só podem ser usados raramente em programas práticos.
Atualmente os microprocessadores são, em sua maioria, chips CISC.
Um processador CISC suporta um conjunto maior de instruções, sendo cada instrução mais especializada; graças a isso, ele pode executar, de modo direto, a maioria das operações programadas pelos programas de alto nível.
Com a execução direta, o número de instruções de processador para implementar uma instrução de mais alto nível são menores. Mas quanto maior a quantidade de instruções que um processador suporta, mais lenta é a execução de cada uma delas.
Parâmetros que influenciam o desempenho de um computador
A definição dos parâmetros e a forma como os diversos componentes de um computador são organizados, define aquilo que é conhecido por arquitetura de computador e vai determinar aspectos relacionados à qualidade, ao desempenho e à aplicação para a qual o computador vai ser orientado.
Parâmetros que influenciam o desempenho de um computador
CPU – Central Processor Unit – Unidade Central de Processamento
Unidade Lógica e Aritmética: Primeiro componente essencial num computador - realiza todas as tarefas relacionadas às operações lógicas (ou, e, negação, etc.) e aritméticas (adições, subtrações, etc...) a serem realizadas no contexto de uma tarefa.
Tamanho da Palavra: processada pela unidade lógica e aritmética, o sistema de numeração adotado nas arquiteturas de computadores é o sistema binário, o tamanho de palavra é dado em números de bits. Quanto maior for o tamanho da palavra manipulada pelo microprocessador, maior será o seu potencial de cálculo e maior a precisão das operações realizadas.
Quantidade de operações suportadas: Os primeiros processadores suportavam um conjunto relativamente modesto de operações lógicas e aritméticas. Em particular, no que diz respeito às operações aritméticas, os primeiros processadores suportavam apenas operações de adição e subtração, sendo que as demais operações tinham de ser implementadas através de seqüências destas operações básicas.
Velocidade de cálculo: A velocidade de cálculo é outro parâmetro relevante para o desempenho do computador, a mesma está diretamente relacionada com a frequência do relógio, uma vez que ela será determinante para o tempo de resposta de um sistema computacional com respeito à execução de uma determinada aplicação.
Parâmetros que influenciam o desempenho de um computador
Memória Cache: Memória de rápido acesso, interno a um sistema. Auxilia o processador nas operações de calculo.
Sua função principal é evitar o acesso ao dispositivo de armazenamento, que pode ser demorado, armazenando os dados em meios de acesso mais rápidos.
Memória RAM: Memória de Acesso Aleatório:
Capacidade de memória: Não só a capacidade, ou seja, a quantidade de informações que ela pode armazenar, mas alguns outros aspectos da memória são relevantes para o desempenho do computador como:
Velocidade de transferência de dados: é velocidade que a memória consegue transferir/trocar dados entre os demais dispositivos, principalmente com o processador. Uma memória atualmente usada nos computadores como a DDR3 1600Mhz, teoricamente é capaz de transferir a uma taxa de 12.800 MB /s (MegaBytes/s), em torno de 13 Gbits/s.
Parâmetros que influenciam o desempenho de um computador
Memória RAM: Memória de Acesso Aleatório:
CAS latency (Column Address Strobe)é o atraso que é criado quando os dados são
Parâmetros que influenciam o desempenho de um computador
Disco Rígido: é tido como memória secundária que permitem armazenar uma maior quantidade de dados, com acesso mais lento que as memórias principais, dentre alguns parâmetros dos discos influenciam no seu desempenho estão:
Barramento: caminho de dados, ou seja o caminho de comunicação de troca de dados entre o disco rígido e os demais dispositivos. (IDE, SATA, SAS, SCSI, etc) Velocidade: medida em RPM (rotação por minutos) – velocidade que o disco opera.
Taxa de leitura/escrita: quantidade de MB/s que ele consegue atingir na leitura e escrita dos dados
O fabricante não é um parâmetro de desempenho, embora possa ter disco com mesmas especificações, mas com performance diferentes.
Curiosidade: A Seagate lançou em 2014 um disco híbrido (SSHD) de 6TB que opera na velocidade de 7200 rpm (rotações por minuto) e será comercializado com duas opções de interface para conexão: SATA de 6 Gb/s ou SAS de 12 Gb/s. (Gigabits por segundo)
Parâmetros que influenciam o desempenho de um computador
Barramento de Dados: um barramento, ou bus, nada mais é do que um caminho comum pelo qual os dados trafegam dentro do computador. Este caminho é usado para comunicações e pode ser estabelecido entre dois ou mais elementos do computador.
O tamanho de um barramento é importante pois ele determina quantos dados podem ser transmitidos em uma única vez.
Por exemplo, um barramento de 16 bits pode transmitir 16 bits de dado, um barramento de 32 bits pode transmitir 32 bits de dados a cada vez, um barramento de 64 bits pode transmitir 64 bits de dados a cada vez e assim sucessivamente.
Um PC tem muitos tipos de barramentos, que incluem:
Barramento do processador: é o barramento que o chipset usa para enviar/receber informações do processador.
Barramento de Cache: é um barramento dedicado para acessar o sistema cache.
Barramento de memória: é um barramento que conecta o sub-sistema de memória ao chipset e ao processador. Em alguns sistemas o barramento do processador e o barramento de memória são basicamente a mesma coisa Barramento local de E/S (Entrada/Saída). É usado para conectar periféricos de alto desempenho à memória, chipset e processador, tais como placa de video PCI, PCIex, e os periféricos de baixa velocidade, como: disco rígido, usb, paralela, ISA, etc..
