segunda-feira, 20 de dezembro de 2010

3.4.1.2 Barramento de dados

O barramento mais frequente discutido é o dos dados. Neste barramento, tal como o nome indica, circulam os dados que são recebidos ou enviados, de e para periféricos e memória. Quantos mais sinais puderem ser enviados simultaneamente, maior quantidade de dados pode ser transmitida durante um determinado intervalo de tempo. Assim, e em consequência disso, teremos um barramento mais rápido.

Nos computadores, os dados circulam como informação digital, a qual consiste no intervalo de tempo que um fio condutor leva para transportar um só bit, seja ele de valor “1” ou “0”. Isso quer dizer que, quantos mais fios tiverem, maior será o número de bits individuais que o microprocessador consegue transportar durante o mesmo intervalo de tempo. Assim sendo, um processador de 16 bits tem 16 fios a transmitir e a receber dados, pelo que terá um barramento de dados de 16 bits. Um microprocessador de 32 bits tem o dobro dos fios e assim consegue transmitir o dobro dos dados simultaneamente, durante o mesmo intervalo de tempo que o seu congénere de 16 bits.

Para percebermos isto melhor, vamos utilizar um exemplo que não será do dia-a-dia, mas pelo menos é do fim-de-semana. Imaginemos um estádio de futebol em dia de jogo, onde temos 16 portas que nos permitem fazer entrar 16 adeptos simultaneamente. Se demorar 20 segundos para que cada conjunto entre no estádio, em 1 minuto conseguimos introduzir 48 adeptos. Mas se tivermos 32 portas em vez de 16, conseguimos no mesmo intervalo de tempo fazer entrar o dobro dos adeptos (tabela 3.4).

Modelo

Freq.

Externa

MHz

Freq.

Interna

MHz

Registos

Internos

em bits

Barramento

de Dados

em bits

Pipelines

Memória

em MB

FPU

Cache

L1

em KB

MMX

8088

8

8

16

8

1

1

N

0

N

8086

8

8

16

16

1

1

N

0

N

80286

20

20

16

16

1

16

N

0

N

80386DX

40

40

32

32

1

4096

N

0

N

80386SX


25

16

32

1

4096

N

0

N

80486DX


25

33

50

32

32

1

4096

S

8

N

80486SX


20

25

33

32

32

1

4096

N

8

N

80486DX2


40

50

66

32

32

1

4096

S

8

N

80486DX4


75

100

32

32

1

4096

S

8

N

Modelo

Freq.

Externa

MHz

Freq.

Interna

MHz

Registos

Internos

em bits

Barramento

de Dados

em bits

Pipelines

Memória

em MB

FPU

Cache

L1

em KB

MMX

Pentium

60

66

100-200

32

64

2

1

S

16

N

Pentium

MMX

66

200

233

266

32

64

2

1

S

32

S

Pentium Pro

60

66

166

200

32

64

3

16

S

32

N

Pentium II

66

100

233-400

32

64

3

4096

N

32

S

Celeron

66

233-300

32

64

3

4096

S

32

S

Xeon

100

350

400

32

64

3

4096

S

32

S

Tabela 3.4 – Características dos Processadores Pentium

Na tabela 3.4 podemos ver algumas das características de alguns processadores da Intel e entre elas temos as características do barramento de dados.

Vejamos o significado de cada uma destas características:

Ø Frequência externa – É a velocidade com que o processador comunica com os componentes externos, por outras palavras, a velocidade dos barramentos externos.

Ø Frequência interna – Em oposição à anterior, trata-se da velocidade dos barramentos internos ou, como é mais conhecida, velocidade de processamento.

Ø Registos internos – Indica o maior número que o processador pode manipular numa só operação

Ø Barramento de dados – Transporta os dados de e para o exterior do processador.

Ø Pipelines – Indica quantos processos o processador consegue executar simultaneamente

Ø Memória – Capacidade máxima de memória endereçável pelo processador. Depende do tamanho do barramento de endereços.

Ø FPU – Floating Point Unit ou coprocessador matemático, como é mais conhecido.

Ø Cache L1 – Cache nível 1 ou cache interna

Ø MMX- Capacidade de executar operações multimédia.

Algumas destas noções já foram referidas, as outras serão vista mais à frente.

3.4.1.1 Barramento de endereços

O barramento de endereços permite identificar qual o componente e a localização exacta dentro do mesmo, para que o processador possa comunicar com ele e enviar os respectivos dados. No entanto, o dispositivo de destino tem de saber que algo lhe é dirigido e para isso usa um descodificador próprio, o “adress decoder”, que lhe permite identificar o endereço e saber qual a localização no seu interior.

Como vimos, o barramento de endereços transporta a informação usada para descrever a localização de memória para a qual os dados serão enviados ou de onde os dados serão recolhidos. Cada fio de barramento de endereços transporta um único bit de informação que corresponde a um só dígito do endereço. Quantos mais fios ou dígitos o processador tiver para calcular estes endereços, maior será o número total de localizações endereçáveis. O tamanho, ou o comprimento do barramento de endereços, indica a quantidade máxima de memória que o processador poderá endereçar, pelo que vamos ver como é que isso funciona.

Como já sabemos, os computadores usam um sistema numérico binário ou de base 2. Assim, um número com dois dígitos permite-nos obter quatro endereços (00,01,10 e 11), calculados do seguinte modo: 2 elevado à potência 2; um número com três dígitos já nos permite oito endereços (000 a 111), que é o mesmo que dizer 2 elevado à 3ª potência.

Por exemplo, um processador Intel 8088/86 tem um barramento de endereços de 20 bits, pelo que teremos 220, o que nos dá 1.048.576 bytes ou 1 MB de endereços de memória.

Vejamos na tabela 3.3 os valores para cada um dos processadores da família Intel.

Processador

Bar.Endereços

Bytes

KB

MB

GB

8088/86

20 bits

1.048.576

1.024

1

0

286/386SX

24 bits

16.777.216

16.384

16

0

386DX/Pentium Pro

32 bits

4.294.967.296

4.194.304

4.096

4

Pentium II/III

36 bits

68.719.476.736

67.108.864

65.536

64