O Processador

Processador

De acordo com o Dicionário Michaelis:

“1 aquele que processa. 2 Inform Dispositivo de hardware ou software capaz de manipular ou modificar dados de acordo com instruções. P. de alimentos, aparelho, elétrico ou manual, usado para preparar (cortar, ralar, descascar) alimentos que serão utilizados na cozinha. P. de sinais digitais, Inform: processador especial que executa cálculos matemáticos sobre sinais digitais convertidos a partir de sinais analógicos, tais como voz, áudio ou vídeo.”

Fonte:http://michaelis.uol.com.br/moderno/portugues/index.php?lingua=portugues-portugues&palavra=processador

São chamados de processadores ou CPU(Central Processing Unit), em português(Brasil), UCP(Unidade central de Processamento) – são circuitos integrados passíveis de ser programados para executar uma tarefa predefinida, basicamente manipulando e processando dados.

        Papel dele é somente um: pegar dados, processar esses dados conforme programação tipo “beta” e devolver o resultado com precisão. De onde vêm os dados e para onde vai o resultado é, para, indiferente.

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Esquema de funcionamento do processador.

http://bootblockbios.files.wordpress.com/2010/10/processador-001-esquema-de-funcionamento-de-um-processador.png

A maioria dos equipamentos eletrônicos são micro processados, ou seja têm um certo processador.
Exemplo: fornos de micro-ondas(nele você programa o tempo, temperatura, tipo de alimento, a hora, descongelar etc.), videocassetes(você programa para ele gravar seu programa preferido), carros (no seu sistema de injeção,  ele comanda a quantidade de ar e combustível que devem ser inseridos no motor, de acordo com dados recebidos e logo lidos em alguns do seus sensores).

Essas programações são feitas através de instruções, que são “comandos” que o processador entende. Não faz sentido para um processador de um forno de micro-ondas ter uma instrução do tipo “repetir faixa tal”, tanto que não faz sentido para o processador de um roteador uma instrução do tipo “fazer tapioca”.

Nesse caso, o conjunto de instruções é pequeno e limitado, e só servem para aplicações muito específicas, ou seja pra aplicações do tipo, processar um programa algo do gênero e que faz sentido, não do tipo do exemplo citado acima.

Funcionamento dos Processadores

Os programadores são programados através de instruções. Um grupo de instruções forma um programa ou software.

A figura abaixo mostra o funcionamento básico de um sistema microprocessado.

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http://bootblockbios.files.wordpress.com/2010/10/processador-002-funcionamento-basico-de-um-sistema-microprocessado.png

Na figura, encontra-se um componente chamado memória. O processador não tem a capacidade interna de armazenamento muito grande. Só se for em casos muito especiais (processadores dedicados), os programas não ficam armazenados dentro do processador, porque simplesmente não cabem lá dentro.
Claro que a na figura é um sistema teórico. Na prática, o acesso do processador à memória RAM é intermediado por um circuito da placa-mãe (controlador de memória, que atualmente está embutido em um circuito chamado ponte norte).

O processador não busca dados na memória RAM, mais sim a cópia dos dados da memória RAM presente  um circuito chamado cache de memória.

Todos os processadores trabalham de uma forma muito parecida. Para executarem uma determinada instrução. São seguidos da seguinte forma:

BUSCA DE INSTRUÇÃO => DECODIFICAÇÃO DA INSTRUÇÃO => BUSCA DE DADOS  =>  EXECUÇÃO

Quando chega na execução e faz o processo novamente.

Na busca de instrução, também conhecida como fetch, o processador busca a instrução na memória. Em seguida, a decodifica, isto é, verifica se é uma instrução válida e oque a mesma faz. Em seguida, busca na memória os dados necessários para executar a instrução, caso seja acompanhada de dados. Após a execução da instrução, o processo começa novamente, com o processador indo na memória buscar a próxima instrução a ser executada.

Transistores

O transistor começou a ser popularizar a partir do ano de 1950, tendo sido a principal revolução da eletrônica.

Ele é o principal componente do processador que possuem milhões destes, ele possui tamanho, válvulas, os processadores atuais podem chegar até à 955 milhões de transistores, eles são muito pequenos.

Mas não era assim antigamente. O primeiro transistor possuía 5cm da tamanho. No caso, o transistor foi elaborado para substituir as antigas válvulas.

O primeiro microprocessador que foi o 4004 da Intel possuía 2300 transistores que media 15000 nanômetros. Um nanômetro tem 0,000000001 metros.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Trans%C3%ADstor

Soquetes

Até o 386, os processadores eram soldados ou mesmo encaixados em soquetes de pressão. Como a frequência das placas-mãe era fixa e não se usava ainda a multiplicação de clock, não existiam muitos motivos para atualizar o processador.

Muita coisa mudou a partir do 486, que marcou a introdução dos soquetes ZIF (Zero Insertion Force), destinados a facilitar os upgrades de processador, quem precisava ter melhores processadores isso foi a melhor coisa que pode ter acontecido a partir disso. Eles utilizam um sistema de trava por alavanca, que permite inserir e remover o processador facilmente, sem precisar fazer força, mas muitas vezes pessoas que não tem habilidade de manusear acaba quebrando a trava e terá que soldar ou acabar ter que trocar a placa mãe:

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Fonte: http://e.cdn-hardware.com.br/static/blog/50947-soquetes_html_m1b8ce04f.jpg.optimized.jpg

Com exceção do slot 1 usado no Pentium II da Intel e do slot A usado no Athlon original, todos os processadores daí em diante adotaram o uso de soquetes ZIF, muito embora os encaixes tenham mudado conforme foram sendo lançadas novas plataformas. De uma maneira geral a Intel é a mais afoita por lançar novos encaixes, já que as mudanças ajudam a popularizar novas tecnologias e, principalmente, ajudam a vender mais placas e chipsets, que são a segunda maior fonte de renda da empresa, com inclusão disso, o lucro na empresa foi relevante e a vida dos usuários foi bem desenvolvida.