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PROGRAMAÇÃO
ASM
Lição
2 -
Funcionamento do CPU, da memoria ROM e da RAM.
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O
CPU, também chamado de
Microprocessador é o órgão
principal dum computador. Cabe a
ele a tarefa de executar o programa e de controlar todos os outros
componentes que fazem parte da placa-mãe (motherboard). O
aspecto do CPU
tem variado muito ao longo dos anos, começou por
ser
fabricado num invólucro rectangular de 40 terminais como se
pode ver na
Fig.1
A
figura anterior mostra o CPU de 8 bits Z80
da Zilog. Este microprocessador foi usado durante
mais de uma década em vários computadores,
consolas e sistemas
digitais. Foi considerado o melhor CPU de 8 bits e é por ele
que vamos
começar o nosso curso de programação
ASM. Segue-se mais uma imagem dum
CPU, desta vez o INTEL 486-33Mhz varias gerações
acima do Zilog Z80.
Pode-se constatar a maior complexidade do Microprocessador (CPU),
através da observação
dum numero muito superior de terminais
de ligação, na ordem das 4 centenas de pinos (Fig.2).
Embora
o curso não seja sobre hardware
é sempre bom aprender
algumas noções básicas sobre o modo
como trabalha um computador.
Continuando então o estudo podemos acrescentar que o CPU usa
3
conjuntos de condutores eléctricos chamados barramentos
ou vias (do ingles BUS) para
comunicar com os outros chips (circuitos
integrados) localizados na placa-mãe, com as
funções que
passamos a descrever:
- DATA BUS (Barramento
de dados) - Este barramento é
usado para
transferir os dados para a memoria do computador e desta para o CPU. O
numero de fios é igual ao numero de bits com que o CPU
trabalha. Assim
temos 8 fios para CPU's de 8 bits , 16 fios para CPU's de 16 bits , etc.
- CONTROL BUS (Barramento
de controle) - Este barramento , como o nome indica
é utilizado para controlar os CHIP's com os quais o CPU
comunica. O
numero de fios empregues para esta função
é variável, dependendo do
tipo de CPU.
- ADDRESS BUS (Barramento
de Endereços) - Por fim temos o
barramento de
endereços. É usado pelo CPU para indicar o
endereço da célula de
memoria que pretende aceder.
Os barramentos podem ser colocados em 3 estados de
funcionamento pelo sistema. O primeiro estado é "0 volts" e
equivale ao
valor binário "0". O segundo estado é "+5
volts" e representa
o valor binário "1". Por ultimo temos o terceiro estado que
é um estado
de alta impedância e que corresponde à
situação de barramento
desligado. O terceiro estado permite que vários chips possam
controlar
os barramentos, desde que só 1 chip os active em cada
instante. Para
terminar o tema sobre os barramentos , podemos dizer ainda que os
mesmos podem ser bidireccionais quando os dados circulam nas duas
direcções ou unidireccionais quando só
se movem numa direcção. Como
exemplo dum barramento bidireccional podemos apontar o
bus de dados onde a informação pode
mover-se do CPU para a
MEMORIA ou da MEMORIA para o CPU. Pelo contrario o bus de
endereços é um barramento
unidireccional pois cabe ao CPU
fornecer o endereço de MEMORIA que quer aceder. Os
endereços são
indicados somente pelo CPU. A Fig.3 mostra esquematicamente esta
questão dos barramentos do computador.
Depois
de vermos em traços gerais como funciona o
CPU vamos
falar um pouco sobre as memorias ROM e RAM. O modo de funcionamento dos
dois tipos de memoria são praticamente iguais à
excepção de que não é
possível escrever dados na memoria ROM. Para percebermos
melhor este
assunto podemos comparar uma memoria de computador a uma pilha de
caixas como se mostra na Fig.4. Suponhamos que a memoria em causa tem
uma capacidade de 4 bytes, logo seria formada por 4 caixas numeradas de
0 a 3. Em informática os endereços das memorias
começam sempre pelo
valor zero.
Continuando
no campo hipotético, imaginemos que as
tampas
frontais das caixas são transparentes e que dentro de cada
caixa existe
um cartão onde podemos escrever um numero na gama de 0 a 255
(255 é o
valor máximo que 1 byte pode guardar). No caso das memorias
RAM é
possível abrir as caixas e alterar o numero escrito no
cartão (a esta
operação chama-se escrita de dados).
Pelo contrario
as caixas da memoria ROM não podem ser abertas, permitindo
somente que
espreitemos para dentro delas e que leiamos o valor que está
escrito no
cartão (Leitura de dados), uma vez que
este tipo de
memoria é só de leitura. Depois desta
explicação breve, deu para
perceber que existem 2 coisas relacionadas com as memorias. A primeira
refere-se ao numero da caixa (Endereço da memoria)
e
a segunda fala-nos do seu conteúdo (Dados da memoria).
Para terminar esta lição resta-nos
dizer que todas as
operações efectuadas pelo CPU são
temporizadas e sincronizadas por um
sinal de relógio, que é gerado por um circuito
externo e que é aplicado
a um terminal do CPU destinado a essa função.
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Lição - Inicio do
estudo do CPU Z80. |
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