A respeito dos sistemas de computadores, responda:
O que é o ciclo do caminho de dados?

Passo 1

Beleza, o enunciado pergunta “O que é o ciclo do caminho de dados?” dentro da matéria de Sistemas de Computadores (Arquitetura de CPU). Para responder isso a gente vai precisar entender dois pontos básicos:
  1. O que é o ciclo de instrução (instruction cycle).
  2. Como os sinais e os dados trafegam pelos componentes do processador (o chamado Data Path).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar do ciclo de instrução. Cada instrução que o processador executa passa por etapas bem definidas, geralmente chamadas de:
  1. Busca (Fetch)
  2. Decodificação (Decode)
  3. Execução (Execute)
  4. Acesso à memória (Memory)
  5. Escrita de resultado (Write Back)
Esse conjunto de passos forma o “ciclo de instrução”.

Passo 3

Agora, o “ciclo do caminho de dados” é exatamente como, dentro de cada uma dessas etapas, os bits de endereço, instrução e operando percorrem os vários blocos do processador (registradores, barramentos, ALU, unidade de controle, memória etc.).
Por exemplo, na fase de Busca:
  • O PC (Program Counter) envia o endereço da próxima instrução.
  • Esse endereço vai na linha de endereço da Memória de Instruções.
  • O conteúdo lido vai para o IR (Instruction Register).
  • Ao mesmo tempo, o PC recebe um novo valor: PC PC + 4
Isso tudo é “um ciclo do caminho de dados” para a etapa de Fetch.

Passo 4

Repetindo para as outras fases:
– Decode: o IR “abre” o opcode e os campos de registrador; a UC (unidade de controle) gera sinais de controle; os registradores fonte são lidos e colocados em barramentos.
– Execute: os barramentos alimentam a ALU, que faz operações aritméticas ou lógicas; o resultado sai dela e pode ir para um multiplexador.
– Memory: se for load/store, a ALU já tem o endereço efetivo e o envia à memória de dados; lê ou grava o operando.
– Write Back: o resultado final (da ALU ou da memória) é escrito no registrador destino.
Em cada uma dessas fases, sim, o “caminho de dados” (Data Path) estendeu-se por vários componentes, acionados por sinais da UC.

Resposta

O ciclo do caminho de dados é a sequência de movimentos de bits e sinais de controle pelos diversos blocos internos do processador (PC, memória, registradores, barramentos, ALU, multiplexadores) durante as etapas de busca, decodificação, execução, acesso à memória e escrita de resultado de uma instrução. É esse trajeto que efetivamente faz a instrução “andar” pelo hardware até ser concluída.

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