PROCESSADOR E REGISTRORES

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS

CAMPUS DO SERTÃO – DELMIRO GOUVEIA

DISCIPLINA: INICIAÇÃO Á COMPUTAÇÃO

CURSO: ENGENHARIA CIVIL - TURMA B

DOCENTE: PROF. DALGOBERTO MIGUILINO PNHO JUNIOR

DISCENTE: ALLEX BARBOSA SIVA

IAGO JOSÉ DE LIMA SILVA

LUIS FELLIPE RODRIGUES BEZERRA

PROCESSADOR E REGISTRORES

O processador, conhecido também como (CPU) Unidade Central de Processamento, é o principal dispositivo do computador.

Ele é o considerado o cérebro do computador, motor do computador. Ele transforma dados em informações para isso ele carregar e realizar as operações aritméticas e lógicas de que os programas de computador fazem uso.

Levou décadas para que chegássemos aos modelos atuais de processadores. Na verdade, demoramos alguns anos para chegar também à ideia que temos hoje de como uma CPU funciona.

Ele é composto por 3 componentes principais:

UC (Unidade de Controle) – controla o funcionamento da ULA (Unidade Lógica e Aritmética) e da memória. É responsável também por distribuir e organizar tarefas, transferir informações da entrada para a memória e da memória para a saída.

ULA /UAL (Unidade Lógica e Aritmética) – é responsável pelas operações elementares (soma, subtração, multiplicação e divisão), e pelas decisões lógicas, ou seja, pelas comparações entre informações. Por exemplo, decidir se 8 > 4 ou 8 >=4.

Registrador – Contida na CPU, o registrador é um tipo memória com pequena capacidade, porém muito rápida. É utilizada no armazenamento temporário durante o processamento. Os registradores estão no topo da hierarquia de memória e são considerados o meio mais rápido e caro de ser armazenar um dado.

Alguns exemplos de registradores evoluíram e foram sendo incorporados aos processadores entre eles podemos citar: Registrador acumulador, contador, de base, de dados, de carga paralela, de deslocamento e circular.

A velocidade de um processador é calculada em Hertz – atualmente em GigaHertz.

Exemplo: 2GHZ (corresponde em média 2 bilhões de instruções/operações por segundo)

Socket é o local onde se encaixa o processador na Placa-Mãe.

Os primeiros computadores antecessores da CPU Moderna, anteriores à década de 50, possuíam um diferencial considerável, se comparados com as máquinas de hoje: eles não eram capazes de armazenar programas. Alguns deles, como o ENIAC, que teve seu desenvolvimento iniciado em 1943, tinham inicialmente o plano de armazenamento de softwares em seu interior. Mas, para agilizar o lançamento da máquina, essa ideia acabou ficando para trás.

Dessa forma, o ENIAC tinha que ser modificado fisicamente cada vez que uma tarefa diferente fosse executada. Cabos deveriam ser reposicionados, chaves ligadas ou desligadas e um novo programa ser carregado. Era dessa forma que o processamento em si era realizado.

Em 1945, a ideia de uma unidade central de processamento capaz de executar diversas tarefas foi publicada por John Von Neumann. Chamado de EDVAC, o projeto desse computador foi finalizado em 1949. Essa é a origem dos primeiros modelos “primitivos” de processadores da forma como os conhecemos. Além disso, o EDVAC e outros computadores, como o Mark I, da Universidade de Harvard, marcam o início da era dos computadores modernos, capazes de armazenar programas.

Durante a década de 50, a organização interna dos computadores começou a ser repensada. Esse foi o momento em que os processadores começaram a ganhar funcionalidades básicas, como registradores de índices, operandos imediatos e detecção de operadores inválidos.

Processadores Modernos

Nos modelos apresentados acima, os processadores ainda não eram compostos por uma unidade central, mas por módulos interconectados entre si. Foi só no início da década de 70 que surgiram as CPUs desenvolvidas totalmente em circuitos integrados e em um único chip de silício.

Geração Pré-x86

O Intel 4004 foi o primeiro microprocessador a ser lançado, em 1971. Sendo desenvolvido para o uso em calculadoras, essa CPU operava com o clock máximo de 740 KHz e podia calcular até 92 mil instruções por segundo, ou seja, cada instrução gastava cerca de 11 microssegundos.

Com o sucesso do 4004, a Intel desenvolveu o processador 8008, em 1972. Esse era uma CPU de 8 bits, com barramento externo de 14 bits e capaz de endereçar 16 KB de memória. Seu clock trabalhava na frequência máxima de 0,8 MHz.

Esse modelo foi substituído, em 1974, pelo Intel 8080, que apesar de ainda ser um processador de 8 bits, podia executar, com algumas limitações, operações de 16 bits. O 8080 foi desenvolvido, originalmente, para controlar mísseis guiados. Tinha clock limite de 2 MHz, um valor muito alto para a época, era capaz de realizar centenas de milhares de operações por segundo e de endereçar até 64 KB de memória.

A arquitetura x86, lançada em meados da década de 70, ainda serve como base para boa parte dos computadores atuais. O primeiro processador que aproveitou todo o seu potencial foi o Intel 8086, de 1978. Pela primeira vez, a velocidade do clock alcançava 5 MHz, utilizando instruções reais de 16 bits. O nome "x86" veio do fato de que o nome dos processadores que vieram depois do Intel 8086 também terminavam em "86".

Ainda no mesmo ano, foi lançado o 8088, sucessor que possuía barramento externo de 8 bits, porém, com registradores de 16 bits e faixa de endereçamento de 1 MB, como no 8086. Esse foi o chip utilizado no IBM PC original.

Nos anos seguintes, a Intel desenvolveu os modelos 80186 e 80188, criados para serem usados com sistemas embarcados. Em 1982, a capacidade de processamento chegou ao patamar de 6 e 8 MHz, com o Intel 80286. Posteriormente, as empresas AMD e Harris Corporation conseguiram romper essa barreira, chegando a 25 MHz.

As CPUs 80386 e 80486, lançadas entre o meio e o fim da década de 80, trabalhavam com clocks que iam de 33 MHz a 100 MHz, respectivamente. O 80386 permitiu que vários programas utilizassem o processador de forma cooperativa, através do escalonamento de tarefas. Já o 80486 foi o primeiro a usar o mecanismo de pipeline, permitindo que mais de uma instrução fossem executadas ao mesmo tempo.