Componentes do Hardware: CPU
A CPU (central processor unity - unidade central de processamento), também chamada de processador, seria equivalente para a maquina o que o cérebro é para o ser humano, ele é um chip instalado na placa-mãe por meio de um soquete(dispositivo que permite ao processador receber energia para comandar as atividades do computador), a CPU é responsável por processar dados(bits e bytes) e transformá-los em informação.
As informações processadas pela CPU, são transmitidas para a placa-mãe que, então ás transmite para onde essas informações são necessárias para cumprir uma certa tarefa, sendo assim, a placa-mãe funciona como ponte entre o processador e os outros componentes do hardware da maquina.
ULA:
A
CPU contém diversos registradores que são circuitos capazes de
receber informações, guardá-las e transferi-las na direção de
algum dispositivo de controle. Na verdade, os registradores são
algumas posições de memória com as mesmas características das
palavras da memória principal. Alguns registradores mais comuns são:
- ACUMULADOR - armazena os resultados de um cálculo.
- REGISTRADOR DE ENDEREÇO - guarda o endereço de uma locação de memória ou de um dispositivo.
- REGISTRADOR DE INSTRUÇÃO - guarda a instrução que deve ser interpretada e executada.
- APONTADOR DE INSTRUÇÕES - IP ou PC (Program Counter) - aponta para a instrução a ser executada.
- REGISTRADORES DE USO GERAL - guardam diversos tipos de dados.
As informações processadas pela CPU, são transmitidas para a placa-mãe que, então ás transmite para onde essas informações são necessárias para cumprir uma certa tarefa, sendo assim, a placa-mãe funciona como ponte entre o processador e os outros componentes do hardware da maquina.
As
CPUs
são construídas colocando bilhões de transistores microscópicos
em um único chip de computador. Esses transistores vão
operar somente em duas posições ligados ou desligados(Modelo
binário) permitindo
que
ele faça os cálculos necessários para executar programas
armazenados na memória do seu sistema.
CARACTERÍSTICAS DA CPU
- Bits
Processadores
podem ser de 32 bits ou 64 bits, embora hoje em dia praticamente não
se é mais vendido modelos com 32 bits, uma vez que os modelos de
64-bits permitem que o processador possa trabalhar com uma quantidade
maior de dados por vez, além de suportar mais memória RAM.
Os
termos 32 bits e 64 bits referem-se ao tamanho de seus registros, o
registro de um processador é o local onde ele armazena os
"endereços" dos dados que ele precisa acessar mais
rapidamente para funcionar bem.
Processadores
de 32-bits conseguem guardar um total de 2 elevado à 32, ou
4.294.967.295 endereços diferentes. Esses endereços apontam para a
memória RAM, onde as informações de que o processador precisa
ficam armazenadas. Por isso modelos 32 bits só conseguem aproveitar
cerca de 4GB de RAM, mesmo tendo mais memória instalada o
processador não conseguira acessá-la.
Processadores
de 64 bits, por sua vez, conseguem guardar 2 elevado à 64, ou
18.446.744.073.709.551.616 endereços diferentes! Por esse motivo,
podem acessar muito mais RAM do que seus companheiros mais novos.
Eles conseguiriam distribuir endereços para 17 bilhões de GB de
RAM, mas computadores atuais raramente suportam mais que 64GB.
-Núcleos
Também
afeta
o
desempenho da maquina a
quantidade de núcleos
na
CPU,
quanto mais núcleos,
mais tarefas simultâneas
a
maquina pode
realizar, os processadores single
core(núcleo
único)
são os mais antigos, porém não tinham um bom desempenho, logo
surgiram os processadores dual core(com dois núcleos)
que podiam trabalhar com multitarefa
com muito mais eficiência,
na sequencia temos os processadores quad core(quatro núcleos)
que permite o computador realizar mais funções
sem perder desempenho.
- Clock
Outro
fator que determina a "velocidade" de uma CPU é quantidade
de instruções que ela é capaz de executar por segundo. A essa
"velocidade" se dá o nome de clock e utiliza-se a medida
Hertz (Hz) para calculá-la, sendo um 1Hz equivalente a 1 instrução
por segundo. Quanto maior o número, mais rápido e potente é o
processador. Os processadores atuais trabalham na faixa dos poucos
GHz (leia-se Giga Hertz), entre 1 GHz e 5 GHz. Um Giga Hertz
significa um bilhão de passos por segundo.
COMPONENTES DA CPU
ULA:
É
a Unidade logica e aritmética
é
um circuito digital que realiza operações aritméticas e booleana.
A ULA é uma peça fundamental da CPU,
é
na ULA onde os dados são processados.
É na verdade, uma "grande calculadora eletrônica" do tipo
desenvolvido durante a II Guerra Mundial, e sua tecnologia já estava
disponível quando os primeiros computadores modernos foram
construídos.
A
ULA realiza seus cálculos
com dados dos registradores e sob o comando da unidade de controle.
UC:
A
unidade de
controle
(UC), em inglês control
unit (CU), é a responsável
por gerar todos os sinais que controlam as operações no exterior da
CPU, e ainda por dar todas as instruções para o correto
funcionamento interno da CPU.
A
UC não processa dados, ela apenas controla e comanda como esses
dados serão processados
REGISTRADORES:
É
a memoria interna da CPU, ela é
de alta velocidade e
sua função
é armazenar
temporariamente
informações necessárias para o processamento de uma dada instrução
ou informações de comando.
Os
registradores tem a maior velocidade entre as memórias, porem, ela
também
é a mais cara, por isso ela é encontrada em pouca quantidade na
CPU(de
8 a 64 bits),
por
precisar de energia
elétrica
,ela também
é uma memoria volátil,
logo, se a maquina for desligada, a memoria será esvaziada
- ACUMULADOR - armazena os resultados de um cálculo.
- REGISTRADOR DE ENDEREÇO - guarda o endereço de uma locação de memória ou de um dispositivo.
- REGISTRADOR DE INSTRUÇÃO - guarda a instrução que deve ser interpretada e executada.
- APONTADOR DE INSTRUÇÕES - IP ou PC (Program Counter) - aponta para a instrução a ser executada.
- REGISTRADORES DE USO GERAL - guardam diversos tipos de dados.
Resumindo,
para a CPU processar um dado, ela precisa armazenar esse dado nos
registradores , a UC decide como o dado será processado para então
a ULA realmente efetuar o processamento, então, com os dados já
processados, a informação vai para os registradores, onde então,
são enviadas para outro componente do hardware que seja necessário.
Em
um sistema de computação, a destinação final do conteúdo de
qualquer tipo de memória é o processador (a CPU). Isto é, o
objetivo final de cada uma das memórias (ou do subsistema de
memória) é armazenar informações destinadas a serem, em algum
momento, utilizadas pelo processador.
Fontes:
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