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Microprocessadores: mudanças entre as edições

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[[Imagem:Pentium3processor.jpg|thumb|Processador Pentium III, da Intel.]]
#REDIRECT [[Microprocessador]]
[[Imagem:AMD INFERIOR.JPG|thumb|Vista inferior de um Athlon XP 1800+ núcleo Palomino.]]
 
O '''processador''' é um [[circuito integrado]] que realiza as funções de cálculo e tomada de decisão de um [[computador]], por isso é considerado o cérebro do mesmo. Ele também pode ser chamado de [[Unidade Central de Processamento]] (em [[Língua inglesa|inglês]] CPU: ''Central Processing Unit'').
 
Nos computadores de mesa ([[desktop]]) encontra-se alocado dentro do gabinete juntamente com a placa-mãe e outros elementos de hardware. No passado, os processadores eram constituídos de elementos discretos e ocupavam grandes espaços físicos. Com o advento da microeletrônica, a válvula foi substituída pelo transistor, e este por sua vez, permitiu integração em alta escala, originando os microprocessadores.
 
Os processadores trabalham apenas com [[Código de máquina|linguagem de máquina]] ([[lógica booleana]]). Realizam as seguintes tarefas:
 
- Busca e execução de instruções existentes na [[Memória (computador)|memória]]. Os programas e os dados que ficam gravados no disco (disco rígido ou disquetes), são transferidos para a memória. Uma vez estando na memória, o processador pode executar os programas e processar os dados;
 
- Controle de todos os chips do computador.
 
== Componentes ==
O processador é composto basicamente de quatro partes:
===Unidade lógica e aritmética===
{{Artigo principal|[[Unidade lógica e aritmética]]}}
O componente principal, a [[Unidade lógica e aritmética]] (ULA) realiza todas as operações lógicas e de cálculo que serão usadas para executar uma tarefa.
 
===Unidade de Controle===
{{Artigo principal|[[Unidade de controle]]}}
A [[Unidade de controle]] (UC) é responsável pela tarefa de controle das ações a serem realizadas pelo computador, comandando todos os outros componentes.
 
===Registradores===
{{Artigo principal|[[Registrador (informática)|Registrador]]}}
Os [[Registrador (informática)|registradores]] são pequenas memórias velozes que armazenam comandos ou valores que utilizados no controle e processamento de cada instrução.
Os registradores mais importantes são:
- Contador de Programa (PC) – Sinaliza para a próxima instrução a ser executada;
- Registrador de Instrução (IR) – Registra a instrução da execução;
Os outros realizam o armazenamento de resultados intermediários.
 
===Memory Management Unit===
{{Artigo principal|[[MMU|Memory Management Unit]]}}
A [[MMU]] (em inglês: Memory Management Unit) é um dispositivo de [[hardware]] que transforma endereços virtuais em endereços físicos e administra a memória principal do computador.
 
== Frequência de Operação ==
O relógio do sistema ([[Clock]]) é um circuito oscilador a cristal ([[piezoeletricidade|efeito piezoelétrico]]) que tem a função de sincronizar e ditar a medida de tempo de transferência de dados no computador. Esta freqüência é medida em ciclos por segundo, ou [[Hertz]].
A capacidade de processamento não está relacionada exclusivamente à frequência do relógio, mas também a outros fatores como: largura dos barramentos, quantidade de [[memória cachê]], arquitetura do processador, tecnologia de co-processamento, tecnologia de previsão de saltos (branch prediction), tecnologia de [[pipeline]], conjunto de instruções etc.
 
O aumento da frequência de operação nominal do processador é denominado [[Overclocking]].
 
== Arquitetura ==
Existem duas principais [[arquiteturas de processadores|arquiteturas]] usadas em processadores:
* A arquitetura de [[Von Newmann]]. Esta arquitetura caracteriza-se por apresentar um barramento externo compartilhado entre dados e endereços. Embora apresente baixo custo, esta arquitetura apresenta desempenho limitado pelo gargalo do barramento.
* A arquitetura de [[Harvard]]. Nesta arquitetura existem dois barramentos externos independentes (e normalmente também memórias independentes) para dados e endereços. Isto reduz de forma sensível o gargalo de barramento, que é uma das principais barreiras de desempenho, em detrimento do encarecimento do sistema como um todo.
 
== Modelos de Computação ==
Existem dois modelos de computação usados em processadores:
* [[CISC]] (em inglês: ''Complex Instruction Set Computing'', Computador com um Conjunto Complexo de Instruções), usada em processadores Intel e AMD; possui um grande conjunto de instruções (tipicamente centenas) que são armazenadas em uma pequena memória não-volátil interna ao processador. Cada posição desta memória contém as microinstruções, ou seja, os passos a serem realizados para a execução de cada instrução. Quanto mais complexa a instrução, mais microinstruções ela possuirá e mais tempo levará para ser executada. Ao conjunto de todas as microinstruções contidas no processador denominamos [[microcódigo]]. Esta técnica de computação baseada em microcódigo é denominada [[microprogramação]].
* [[RISC]] (em inglês: ''Reduced Instruction Set Computing'', Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções) usada em processadores PowerPC (da Apple, Motorola e IBM) e SPARC (SUN); possui um conjunto pequeno de instruções (tipicamente algumas dezenas) implementadas diretamente em hardware. Nesta técnica não é necessário realizar a leitura em uma memória e, por isso, a execução das instruções é muito rápida (normalmente um ciclo de clock por instrução). Por outro lado, as instruções são muito simples e para a realização de certas tarefas são necessárias mais instruções que no modelo CISC.
 
== Exemplos de processadores ==
*[[Microprocessador]]es — São utilizados nos [[Computador pessoal|computadores pessoais]], onde são chamadas de [[Unidade Central de Processamento]] (''CPU''), ''workstations'' e ''[[mainframe]]s''. Podem ser programados para executar as mais variadas tarefas. 
*[[DSP|Processadores Digitais de Sinal]] (''DSP'' do inglês ''Digital Signal Processor'') — são microprocessadores especializados em processamento digital de sinal usados para processar sinais de áudio, vídeo, etc., quer em tempo real quer em off-line. Estão presentes, por exemplo, em aparelhos de [[CD]], [[DVD]] e [[televisão digital|televisores digitais]]. Em geral, realizam sempre uma mesma tarefas simples.
*[[Microcontrolador]]es — Processadores relativamente flexíveis, de relativo baixo custo, que podem ser utilizados em projetos de pequeno tamanho. Podem trazer facilidades como [[ADC|conversores A/D]] embutidos, ou um conjunto de instruções próprias para comunicação digital através de algum protocolo específico.
*[[Unidade de processamento gráfico|GPU]] — ou Unidade de Processamento Gráfico), é um microprocessador especializado em processar gráficos. São utilizadas em placas de vídeo para fazer computação gráfica.
 
== Processadores da atualidade ==
Até os dias de hoje usou-se microprocessadores para atividades domésticas ou de negócios com simples núcleo. Atualmente estão sendo utilizados microprocessadores de múltiplos núcleos para melhorar a capacidade de processamento sem aumentar diretamente o clock, como vinha-se fazendo. Assim, aumentando a capacidade sem aumentar excessivamente o consumo de energia e superaquecer a CPU.
Espera-se que no futuro os Sistemas Operacionais domésticos sejam [[compilados]] para trabalhar com processadores de múltiplos núcleos corretamente, realizando assim inúmeras tarefas ao mesmo tempo (como já acontece com os supercomputadores).
 
=={{Ver também}}==
* [[Anexo:Lista de arquiteturas de processadores]]
 
[[Categoria:Hardware]]
[[Categoria:Arquitetura de computadores]]
 
[[lv:Procesors]]
[[mk:Процесор]]
[[sk:Procesor]]
[[uk:Процесор]]

Edição atual tal como às 18h54min de 5 de agosto de 2009

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