Arquitetura e Organização de Computadores

Estrutura e Funcionamento da CPU

Sumário
Sumário 2
Introdução 3
Organização do Processador 3
Arquiteturas de CPU e conjuntos de instruções 3
Elementos Internos Básicos de um Computador 4
Elementos Internos Avançados do Processador 4
Como Funcionam 5
Clock 6
Organização dos Registradores 7
Registradores Visíveis para o Usuário: 7
Registradores de Controle e de Estado 8
Ciclo de Instrução (CI) 9
Ciclo Indireto 10
Fluxo de dados no ciclo de busca 10
Fluxo de dados no ciclo indireto 10
Fluxo de dados no ciclo de interrupção 10
Pipeline de Instrução 11
Conclusão 12
Bibliografia 13

Introdução

O processador ou CPU (Central Processing Unit) é o encarregado de processar informações, acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Para o processador, não faz diferença se essa aplicação é uma planilha ou um jogo, pois ele não entende o que o programa está realmente fazendo.
Basicamente, o processador é uma poderosa máquina de calcular. Ele recebe um determinado volume de dados, orientados pelo padrão binário 0 e 1 e sua função é responder a esse volume, processando a informação com base nas instruções armazenadas em sua memória interna.
Organização do Processador

Para entender a organização da CPU, devemos considerar as ações que ela deve executar:

Busca de instrução: a CPU lê uma instrução da memória.
Interpretação de instrução: a instrução é decodificada para determinar a ação requerida.
Busca de dados: a execução de uma instrução pode requerer efetuar uma operação aritmética ou lógica sobre os dados
Escrita de dados: os resultados da execução podem requerer escrever dados na memória ou em um módulo de E/S.

Para que a CPU possa executar essas ações, ela precisa armazenar alguns dados temporariamente. Em outras palavras, ela precisa de uma pequena memória interna, para que possa saber onde obter a próxima instrução e também armazenar instruções e