O Processador

1. O Processador ARQUITECTURA INTERNA DE COMPUTADORES Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

2. 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

3. 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

4. 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

5. 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". Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

6. 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 Memória CPU Barramento de endereços Barramento de controlo Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

7. 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

8. 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

9. 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

10. 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

11. 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

12. 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 selecciona-se 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. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3

13. 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? Abrir o Gestor de Gestor de tarefas clicando com o botão direito do rato e, em seguida, clicando em Gestor de tarefas. Clique no separador Aplicações, clique no programa que não está a responder e, em seguida, clique em Terminar Tarefa. Arquitectura de Computadores – Técnico de Sistemas Nível 3