Processadores
Imagine um cérebro humano. Podemos dizer que o processador é o cérebro do computador. Ele é responsável pela emissão de sinais, pela comunicação de componentes, é a parte principal. O processador é aquele que toma decisões e realiza cálculos.
Os processadores trabalham apenas com linguagem de m�quina.
Há duas tecnologias de projeto de processadores:
RISC - Sistema com conjunto de instruções reduzido.
Dentro do processador temos:
Caminho de dados
Unidade de Controle
Através do caminho de dados, comandada pela unidade de controle, existe a conversação com a memória principal.
Quer entender mais? Assista o v�deo abaixo.
Dentro da via de dados temos os registradores, a unidade l�gica aritm�tica e os barramentos.
Os registradores servem para guardar um dado ou um registro, mesmo que
temporariamente. Existem vários tipos de registradores, cada um com sua função mais respectiva.
Por exemplo: o PC (program counter) possui um dado (valor) que aponta para a próxima instrução que será buscada na memória. O IR (registrador de instruções) armazena a instrução que está sendo executada.
A Unidade Lógica Aritmética (ULA) é onde são feitas as operações.
Barramento � um conjunto de linhas de comunica��o que permitem a interliga��o entre dispositivos, como o CPU, a mem�ria e outros perif�ricos. Esses fios est�o divididos em tr�s conjuntos:
- via de dados: onde trafegam os dados;
- via de endere�os: onde trafegam os endere�os;
- via de controle: sinais de controle que sincronizam as duas anteriores.
O desempenho do barramento � medido pela sua largura de banda
(quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo).
Abaixo está um desenho do caminho de dados de uma máquina de Von Neumann:
Os processadores que seguem o modelo de Von Neumann possuem um passo-a-passo de operações conhecido como: busca-decodificação-execução, que é a seqüência de passos que uma instrução precisa seguir ao ser executada pelo processador:
CICLO DE INSTRUÇÃO (Von Neumann)
1) Buscar uma instrução na memória (operação de leitura), uma de cada vez;
2) Interpretar que operação a instrução está explicitando (por exemplo: soma de dois números);
3) Buscar os dados (onde estes estiverem armazenados) e trazê-los para a UCP;
4) Executar efetivamente a operação com os tais dados, guardar os resultados (se houver) no local definido na instrução;
5) Reiniciar o processo apanhando a nova instrução.
E a Unidade de Controle? Para que serve? o que é?
É o dispositivo mais complexo do processador. Ela também controla a ação da ULA.
Os sinais de controle emitidos pela Unidade de Controle ocorrem em vários instantes durante o período de realização de um ciclo de instrução e, de modo geral, originada em um gerador de sinais usualmente conhecido como clock.
O clock é o dispositivo gerador de pulsos cuja duração é chamada de ciclo. Um ciclo de relógio ou de
máquina é o intervalo de tempo entre o início de um pulso e o início do seguinte. Um ciclo possui vários subciclos.
Este ciclo está relacinado à ealização de uma operação elementar, durante o ciclo de instrução.
No entanto, mesmo esta operação elementar não se realiza em um só passo e, por esta razão, costuma-se dividir o ciclo de máquina em ciclos menores.
Por exemplo, um ciclo de instruções se inicia pela movimentação de uma cópia de instrução da memória para o
processador. Esta ação, que corresponde a um ciclo de leitura, corresponde a uma operação elementar.
Usando os ciclos e subciclos, poderíamos imaginar que cada passo do ciclo de leitura seria realizado em um pulso (subciclo).
Na figura abaixo M1 = 1 ciclo e T1, T2, T3, T4 são subciclos.
Existe um vídeo famoso na internet, produzido por uma agência de publicidade
que mostra de forma engraçada a saga de um processador, sua "correria", sua "conversa" com outros componentes do computador.
É bem interessante, pois apesar de ser uma grande metáfora, ele deixa bem claro a importância do processador.
São várias animações ilustrando vários problemas do computador. Assista:
Agora que entendemos a função de um processador, façamos um apanhado geral nas memórias.
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