Como funciona o processador Nomes: Fernando, Maurício, William Turma: 1J-1PC1 Disciplina: Fundamentos da Computação Curso: Técnico em Programação de Computadores.

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1 Como funciona o processador Nomes: Fernando, Maurício, William Turma: 1J-1PC1 Disciplina: Fundamentos da Computação Curso: Técnico em Programação de Computadores

2 2 Introdução Processador é o componente do computador responsável por qualquer e todo tipo de processamento de dados, ele busca e executa instruções presentes na memória do computador para executá-las. As instruções (processos) que ele executa consistem em operações lógicas e aritméticas (ULA), e de controle (UC),sendo todas feitas em código binário.

3 3 Clock O clock é uma forma de indicar o número de instruções que podem ser executadas a cada segundo (ciclo). Para definir o ritmo de processamento existe o gerador de clock. Clock interno: o clock interno indica a freqüência na qual o processador trabalha individualmente. O valor do clock é correspondente ao número de bits interno do processador, geralmente são 32 bits. Clock externo: É o que indica a freqüência de trabalho do barramento de comunicação com periféricos. Esse valor é correspondente à quantidade de bits externo que o processador pode operar.

4 4 Pinos A parte inferior do processador é composta por pinos de ouro, cada um destes pinos possui uma função e trabalha com 1 bit por vez. Os processadores atuais possuem vários pinos (no mínimo, 400). A memória cache consiste numa pequena quantidade de memória SRAM, incluída no chip do processador. Quando este precisa ler dados na memória RAM, um circuito especial, chamado de controlador de Cache, transfere os dados mais requisitados da RAM para a memória cache, agilizando o processamento. Memória cache

5 5 Sinais de controle Cada processador tem uma estrutura interna única, logo tem um conjunto de instruções particular, mas os processadores possuem algumas funções-padrão. Estas são conhecidas como "sinais de controle“, algumas delas são citadas abaixo: MIO: acesso a memória ou à E/S; RW: leitura ou gravação; INT: interrupção efetuada por dispositivos externos, para que o processador efetue uma operação que não pode esperar; NMI: sinal de interrupção especial, usado em emergências, onde a interrupção enviada por este sinal deve ser atendida prontamente; GND: sinal usado para controle de energia; VCC: entrada de corrente elétrica que alimenta os circuitos internos do processador; RESET: sinal ligado ao botão RESET do gabinete do computador. Ao ser ativado, o processador pára o que está fazendo e inicia as operações novamente; CLOCK: este recebe um sinal digital usado internamente para sincronizar todo o funcionamento do processador;

6 6 O endereçamento consiste na capacidade que o processador tem de acessar um número máximo de endereços da memória. Para auxiliar nesse acesso, existe a MMU (Memory Management Unit) que é um dispositivo de hardware que transforma esses endereços virtuais em endereços físicos e administra a memória principal do computador, facilitando o trabalho da CPU. Endereçamento Os registradores são memórias velozes que armazenam os comandos e os valores que serão importantes para o processamento de cada instrução. Os registradores mais importantes são: O Registrador de Instrução, que registra as instruções da ULA e o Registrador de Dados que armazena os dados a serem processados. Registradores

7 7 Busca de processos Exemplo de sintaxe Assembly CONB 1 SAVEB 128 CONB 1 SAVEB 129 LOADA 128 CONB 5 COM JG 17 LOADA 129 LOADB 128 MUL SAVEC 129 LOADA 128 A busca de processos ocorre entre processador e memória, através de barramentos de endereços, que indica o endereço da memória que a CPU precisa acessar; barramento de controle, que busca na memória as instruções da execução; e barramento de dados, que é a via de transição dos dados (feita através de corrente elétrica, tendo valor 0 quando desligado e valor 1 quando ligado).

8 8 Unidade lógica e aritmética (ULA) O componente principal do processador é a Unidade lógica e aritmética (ULA) que realiza todas as operações lógicas e de cálculo que serão usadas para executar uma tarefa. Os circuitos da ULA são feitos com a tecnologia de semi-condutores (elementos tratados quimicamente para melhor performance na transmissão e controle da corrente elétrica).

9 9 Unidade de Controle (UC) A Unidade de controle (UC) é responsável pela tarefa de controle das ações a serem realizadas pelo computador, comandando todos componentes, o fluxo de informação, entrada e tratamento de dados e tem a função de informar a ULA qual operação executar. A unidade de controle executa três ações básicas intrínsecas e pré-programadas pelo próprio fabricante do processador, são elas: busca, decodificação e execução. Assim sendo, todo processador, ao iniciar sua operação, realiza uma operação cíclica, tendo como base essas três ações.

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