8 Organização do Processador
A CPU é responsável pelo processamento e execução de programas que estão armazenados nela. Ela é dividida em três partes:
Unidade Central (UC);
Registradores;
Unidade Lógica Aritmética (ULA ou UAL);
Podendo ser dividida em duas partes funcionais:
Unidade Funcional de Controle;
UC
Unidade Funcional de Processamento;
ULA e Registradores
Diagrama de Funcionamento da CPU
Unidade Funcional de Processamento
Todo sistema operacional possui uma única função de existência, ou seja, o porquê dele existir e a função para esses sistemas são: entrar com dados, processar dados, saída de dados processados, assim nasce a Unidade Funcional de Processamento.
Logo a UFP, possui algumas operações básicas:
Operações Aritméticas
Álgebra Booleana
Movimentação de Dados entre a CPU e a Memória
ULA
É a parte central da CPU já que é onde as operações lógicas e aritméticas irão ser feitas. Ela não recebe as instruções diretamente, e sim as instruções são processadas pela UC. Assim que processado, é enviado para a ULA que realiza o que se pede e retorna o resultado.
Registradores
É o tipo de memória que é rápida e com pouco armazenamento. Sendo que varia em sua função e quantidade de acordo com o modelo do processador. A maioria dos processadores utilizam a arquitetura baseada em registradores de processos gerais (RISC/CISC):
RISC (Reduced Instructions Set Computer):
Caracterizado pela simplicidade e eficiência nas execuções de instruções (voltado mais para dispositivos que exigem menos processamento como dispositivos móveis e laptops);
CISC (Complex Instructions Set Computer):
Caracterizado por um conjunto de instruções mais complexas e abrangentes (voltado para dispositivos que exigem mais poder de processamentos como desktops e servidores);
Unidade Funcional de Controle
Executa algumas funções:
Busca de instruções a serem executadas e armazenadas em um registrador da CPU;
Interpretar as instruções para serem enviadas à ULA
Gerar sinais de controle, ao interpretar vai gerar um sinal para a ULA dizendo qual das operações devem ser executadas;
Contador de Instruções (CI)
O Contador de Instruções é aquele que vai registrar a contagem para sequenciamento das instruções, ou seja, montar aquela fila de fichas, onde cada ficha possui um número de ordem de chamada para que se possa ter o controle das ordens de instruções.
Registrador de Instruções (RI)
Este Registrador de Instruções possui a função de armazenar a instrução que deve ser executada pela CPU.
Decodificador de Instruções
O RI irá passar uma sequência de bits representando a instrução a ser executada para o Decodificador de Instruções que, por sua vez, irá interpretar essa sequência de bits e relacionar com a operação que deve ser feita. Em seguida, mandar essa instrução já interpretada para a UC, assim ela manda os sinais necessários para a ULA, por exemplo, do que deve ser feito.
Diagrama de funcionamento RI e Decod. Instruc.
RDM e REM
RDM (Registrador de Dados em Memória): sendo o registrador que armazena os dados que estão sendo transmitidos da CPU e para a Memória e vice-versa.
REM (Registrador de Endereços de Memória): sua função é armazenar o endereço de acesso à memória para que seja necessária a leitura e a escrita de dados.