Registradores e Memoria cache

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Memoria Cache e Registradores
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Registradores e Memoria cache
  1. Memoria Cache
    1. Memória do tipo SRAM (Memoria Estática) de alta velocidade que fica localizada dentro do processador. Armazena dados e instruções que possam vir a ser utilizados pelo processador.
      1. O principal objetivo da utilização de memória cache é aumentar o desempenho na busca de dados e instruções que estão armazenados na memória RAM.
      2. NIVEIS
        1. O Cache de memória pode ser classificado em níveis, de acordo com sua proximidade das unidades de execução do processador (L1, L2, L3).
          1. Unificada: tanto dados quanto instruções são armazenados no mesmo cache. Dividida: há um cache de memória para dados e outro cache para instruções.
          2. Funcionamento
            1. A princípio quando a primeira instrução a memória cache está vazia, ocorrendo um erro do cache ao prever qual instrução o processador precisaria (miss). Então o processador irá buscar na memória principal a instrução necessária, e todo o bloco de instruções da qual a instrução necessária pertence será armazenado no cache. Prevendo assim que a sequência da execução será as próximas instruções daquele mesmo bloco. Daí em diante quando for requisitada a próxima instrução, ela já estará armazenada na memória cache, evitando que a CPU tenha que fazer outra busca lenta na memória principal. Quando a CPU busca uma instrução e a encontra no cache, dizemos que houve um acerto (hit).
              1. Arquitetura
                1. Cache com Mapeamento Direto: o controlador de cache divide o cache de memória em blocos do tamanho de uma linha. E a memória RAM será dividida em blocos do tamanho da memória cache. Cada linha do cache apontara para sua linha correspondente dentro do bloco de memória RAM.
                  1. Cache Associativo por Grupos: é a solução com melhor desempenho atualmente. Reunindo as vantagens dos dois métodos anteriores.
                    1. Cache com Mapeamento totalmente associativo: a memória RAM não é dívida em blocos, somente em linhas. As linhas do cache de memória poderão armazenar qualquer linha da RAM, independente da sua localização.
              2. Registradores
                1. são unidades de memórias disponíveis para armazenar uma certa quantidade de bits. Estes são mais caros e possuem um maior desempenho que uma outra memória qualquer, sendo utilizado na execução de programas para que os dados necessários ao processador esteja o mais próximo possível das outras unidades existentes na CPU agilizando todo o processo.
                  1. Uso Geral
                    1. Acumulador
                      1. O acumulador é um dos registradores da CPU, no qual se armazena (registra) os resultados de alguma operação aritmética (a saída da ULA (unidade lógica aritmética) é ligada nela).
                      2. Base
                        1. Este tipo de registrador oferece aos programadores um subterfúgio para a criação de "ponteiros" (variáveis, contendo o caminho para um endereço no software).
                        2. Contador
                          1. Chamado de “Contador”, como o nome já diz é usado como contador, principalmente para controlar loops.
                          2. Dados
                            1. Normalmente usado para armazenar informações de entrada e saída. Também armazena parte do resultado de operações de multiplicação e divisão de números inteiros.
                          3. Segmentos
                            1. São usados para armazenar o segmento do endereço de memoria a ser acesso quando o processador está no modo real e, portanto, usando o sistema segmento offset. Pode ainda ser utilizado como um seletor de semento quando o processador esta no modo protegido.
                            2. Indices
                              1. No modo Real, os registradores de índice podem ser usados para armazenar o deslocamento, isto é, o valor offset do sistema de endereçamento segmento:offset. Estes registradores podem ser utilizados como registradores de uso geral.
                              2. Controle
                                1. Os registradores são usados para armazenar o modo de operação do processador e as características da tarefa sendo executada no momento.
                                2. Gerenciamento de Memoria
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