O processador é responsável pela actividade fim do sistema, isto é, computar, calcular, processar.
É responsável pela realização de qualquer operação realizada por um computador.
Comanda não somente as acções efectuadas internamente, como também em decorrência de interpretação de uma determinada instrução, ele emite sinais de controle para os demais componentes do computador agirem e realizarem alguma tarefa.
Definição de ALU ou ULA
A ULA (“ALU”) é o dispositivo do processador que efectivamente executa as operações matemáticas com os dados. Tais operações podem ser, por exemplo:
Soma, subtração, multiplicação e divisão;
Operação lógica AND, OR, XOR;
Deslocamento à direita, deslocamento à esquerda; Entre outros
Operação lógica AND, OR, XOR;
Deslocamento à direita, deslocamento à esquerda; Entre outros
Ela é composta por dispositivos lógicos digitais simples, capazes de armazenar bits e efetuar operações simples de lógica booleana.
Os dados são fornecidos à ULA em registadores e uma vez processados eles são armazenados novamente em registadores.
Os registadores são interligados a ULA por meio de caminhos de sinal.
A ULA também pode activar bits especiais (flags) para indicar o estado de uma operação.
A Unidade de Controle fornece sinais para controlar a operação da ULA e a transferência de dados entre a ULA e os registradores.
Os dados são fornecidos à ULA em registadores e uma vez processados eles são armazenados novamente em registadores.
Os registadores são interligados a ULA por meio de caminhos de sinal.
A ULA também pode activar bits especiais (flags) para indicar o estado de uma operação.
A Unidade de Controle fornece sinais para controlar a operação da ULA e a transferência de dados entre a ULA e os registradores.
Definição de UC e sua função no CPU
A UC é o dispositivo mais complexo do processador.
Ele possui a lógica necessária para realizar a movimentação de dados e instruções “de” e “para” o processador, através dos sinais de controle que emite em instantes de tempo determinados conforme uma programação prévia.
A figura abaixo mostra o diagrama em bloco simplificado da função controle:
Ele possui a lógica necessária para realizar a movimentação de dados e instruções “de” e “para” o processador, através dos sinais de controle que emite em instantes de tempo determinados conforme uma programação prévia.
A figura abaixo mostra o diagrama em bloco simplificado da função controle:
A Unidade de Controle – UC é responsável por:
Controlar a transferência de dados e instruções para dentro e fora da CPU;
Controlar a operação da ULA;
Controlar a execução de instruções;
Gerar sinais de controle externos ao processador para comandar a transferência de dados entre o processador e a memória ou módulos de entrada / saída;
O relógio (clock) é um dispositivo gerador de pulsos cuja duração é chamada de ciclo.
A quantidade de vezes em que este pulso básico se repete em um segundo define a unidade de media do relógio denominada freqüência, a qual também é utilizada para definir a velocidade da UCP. Servem para:
Sincronizar, ou seja, permitir que duas ou mais acções ocorram no mesmo instante de tempo.
Cadenciar as ações realizadas em um determinada positivo, ou seja, controlar a velocidade com que elas ocorrem.
Sincronizar, ou seja, permitir que duas ou mais acções ocorram no mesmo instante de tempo.
Cadenciar as ações realizadas em um determinada positivo, ou seja, controlar a velocidade com que elas ocorrem.
Principais elementos:
Um ciclo do relógio (clock clycle) é o intervalo de tempo entre o início de um pulso e o início do seguinte.
Um período (cycle time ou period) é o intervalo de tempo gasto para ser obter um ciclo do sinal do relógio.
Usualmente medido em unidades de tempo em nanossegundos.
Freqüência (frequency ou clock rate) é a quantidade de ciclos por segundo de um relógio. É o inverso do período.
A unidade de medida utilizada para a freqüência é o Hertz(Hz) onde, 1 Hz = 1 ciclo por segundo.
Assim, se um processador funciona com um clock de 25 milhões de vezes por segundo, isto é, 25MHz, e sendo seu período de duração o inverso da freqüência, então cada ciclo será igual a 1/25000000, ou 0,00000004 ou 40 nano segundos (nS).
Registadores utilizados no CPU
Registrador de Dados da Memória – RDM (Memory Buffer Register MBR)
É utilizado pela UCP para a transferência de informações entre esta e o barramento de dados. No ciclo de busca de uma instrução, assume a função de armazenar temporariamente a instrução a ser executada, a qual foi trazida, via barramento de dados, da memória, e na sequência é transferida para o RI.
O RDM tem tamanho (em bits) geralmente igual ao do barramento de dados, sendo que o tamanho deste último tem tamanho múltiplo do tamanho da palavra do processador.
Registrador de Endereços da Memória – REM (Memory Address Register MAR)
Armazena o endereço da memória onde a informação deve ser lida ou escrita. No ciclo de busca de uma instrução, armazena o endereço da memória onde se encontra a instrução a ser executada, fornecido pelo CI.
Tem tamanho (em bits) igual ao tamanho dos endereços de memória e ao tamanho do barramento de endereços.
É utilizado pela UCP para a transferência de informações entre esta e o barramento de dados. No ciclo de busca de uma instrução, assume a função de armazenar temporariamente a instrução a ser executada, a qual foi trazida, via barramento de dados, da memória, e na sequência é transferida para o RI.
O RDM tem tamanho (em bits) geralmente igual ao do barramento de dados, sendo que o tamanho deste último tem tamanho múltiplo do tamanho da palavra do processador.
Registrador de Endereços da Memória – REM (Memory Address Register MAR)
Armazena o endereço da memória onde a informação deve ser lida ou escrita. No ciclo de busca de uma instrução, armazena o endereço da memória onde se encontra a instrução a ser executada, fornecido pelo CI.
Tem tamanho (em bits) igual ao tamanho dos endereços de memória e ao tamanho do barramento de endereços.
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