Central Processing Unit

• Definição de cpu

É a responsável pelo processamento e execução dos programas armazenados na MP. As funções da UCP são: executar as instruções e controlar as operações no computador.

• Sua composição 

Na figura  acima  vemos o 

diagrama  de  blocos  de 

uma  UCP  simples,  com 

destaque  aos  elementos 

que  exercem  a  função 

controle:

• Unidade de Controle
• Decodificador de Instrução
• Registador de Instrução
• Contador de Instrução
• Relógio
• Registador de Endereços da Memória
• Registador de Dados da Memória

• Definição da ULA

A  ULa   é  o  dispositivo  do  processador  que  efetivamente executa  as  operações  matemáticas  com  os  dados.  

• As suas funções são:

• Soma, subtração, multiplicação e divisão;
• Operação lógica AND, OR, XOR; 
• Deslocamento à direita, deslocamento à esquerda

• Definição de UC 

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.

• Sua função:
• controlar a transferência de dados e instruções para dentro e fora 
  da CPU;
• controlar a operação da ULA;
• controlar a execução de instruções;

• 1. Registos utilizados no UC

Registador de Instrução

Tem a função de armazenar a instrução a ser executada pela UCP.
No início do ciclo de instrução a UC emite sinais de controle sequenciados no tempo para a realização do ciclo de leitura, no qual a instrução é buscada na memória e armazenada no RI, via barramento de dados e RDM.

• Contador de Instrução 

 Armazena o endereço da próxima instrução a ser executada, sendo crucial  para  o  processo  de  controle  e  de  sequenciamento  da execução dos programas. Assim que a instrução a ser executada é lida da memória para a UCP, o conteúdo do CI é automaticamente modificado,  sendo  nele  armazenado  o  endereço  da  próxima instrução na sequência.

• Função do Relógio

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  ações ocorram no mesmo instante de tempo.
•  Cadenciar  as  ações  realizadas  em  um  determinada  positivo, ou seja, controlar a velocidade com que elas ocorrem.

 Em geral o relógio é formado por um cristal de quartzo.

• 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  é o intervalo de tempo gasto para ser obter um ciclo do sinal do relógio Usualmente  medido  em  unidades  de  tempo  em nanossegundos.

Frequência  é a quantidade de ciclos por segundo de um relógio. É o inverso do período.A unidade de medida utilizada para a frequência 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).