Arquitectura interna de processadores

A Unidade Central de Processamento (CPU – Central Processing Unit), Processador ou Microprocessador é o “cérebro” do computador. A sua missão consiste em controlar e coordenar todas as operações do sistema. O CPU extrai todas as instruções dos programas residentes na memória do computador (memória RAM), uma de cada vez, analisa e emite as ordens necessárias para serem realizadas.

processador1

BARRAMENTO
Os barramentos ou vias internas são os compunentes que interligam os diversos componentes do microprocessador, conduzindo dados e endereços.
Esses barramentos estão divididos em três conjuntos:
* via de dados: por onde passam os dados;
* via de endereços: por onde passam os endereços;
* via de controlo: sinais de controlo que sincronizam as duas anteriores.
O desempenho do barramento é medido pela sua largura de banda (quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo), geralmente potencias de 2:
* 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, etc.
Também pela velocidade da transmissão medida em bps (bits por segundo) por exemplo:
* 10 bps, 160 Kbps, 100 Mbps, 1 Gbps etc.

O barramento de dados (Data Bus) transmite dados entre as unidades. Portanto, um microprocessador de 8 bits requer um barramento de dados de 8 linhas para transmitir dados de 8 bits em paralelo. Semelhantemente, um microprocessador de 64 bits necessita de um barramento de dados de 64 linhas para transmitir dados de 64 bits em paralelo. Se o barramento de dados para um microprocessador de 64 bits fosse formado por 8 linhas, seriam necessárias oito transmissões sucessivas, tornando mais lento o sistema. O Barramento de Dados é bi-direcional, isto é, pode transmitir em ambas as direções.

O barramento de endereços (Address Bus) é usado para selecionar a origem ou destino de sinais transmitidos num dos outros barramentos ou numa de suas linhas. Ele conduz endereços. Uma função típica do Barramento de Endereço é selecionar um registrador num dos dispositivos do sistema que é usado como a fonte ou o destino do dado. O Barramento de Endereço do nosso computador padrão tem 16 linhas e pode endereçar 216 (64 K) dispositivos (1K= 1024, ou 210 , no jargão de computação).

Unidade de Aritmética e Lógica – UAL

A UAL é o dispositivo da UCP que executa realmente as operações matemáticas com os dados.

A UAL é um aglomerado de circuitos lógicos e componentes eletrônicos simples que, integrados, realizam as operações já mencionadas. Ela pode ser uma parte pequena da pastilha do processador, usada em pequenos sistemas, ou pode compreender um considerável conjunto de componentes lógicos de alta velocidade. A despeito da grande variação de velocidade, tamanho e complexidade, as operações aritméticas e lógicas realizadas por uma UAL seguem sempre os mesmos princípios fundamentais.

Registos
• Os registos agrupam-se em dois grandes
grupos:
– Registos visíveis ao utilizador
– Registos de controlo de estado.
• Os registos visíveis ao utilizador permitem ao
programador minimizar as referências à
memória principal e podem ser caracterizados
nas seguintes categorias:
– Registos de Uso Geral
– Registos de Dados
– Registos de Endereço
– Códigos de condição

Unidade de controle

É responsável por gerar todos os sinais que controlam as operações no exterior do CPU, e ainda por dar todas as instruções para o correcto funcionamento interno do CPU.

RISC

Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções (RISC), é uma linha de arquitectura de computadores que favorece um conjunto simples e pequeno de instruções que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas. A maioria dos micro processadores modernos são RISC, por exemplo DEC Alpha, SPARC, MIPS, e PowerPC.

CISC

Sigla para Complex Instruction Set Computer, ou, Computador com um Conjunto Complexo de Instruções: é um uma linha de arquitectura de processadores capaz de executar centenas de instruções complexas diferentes sendo, assim, extremamente versátil.

Uma resposta to “Arquitectura interna de processadores”

  1. GomesC Says:

    Boa explicação, simples e directa.
    Apreciação global: um conteúdo que engloba os conceitos necessários para conhecer a informática.
    Um Obrigado pelos conhecimentos transmitidos.

    Gomes


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