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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.


Proxima Lição - Inicio do estudo do CPU Z80.


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