Como funciona uma CPU?

Instalação do processador no soquete da CPU

Crédito da imagem: golubovy / iStock / GettyImages

A CPU de um computador, ou unidade central de processamento, é frequentemente comparada ao cérebro humano, uma vez que é o controle central do computador. A CPU executa as operações do computador executando rapidamente as instruções do programa. A velocidade da CPU desempenha um grande papel na determinação da potência de um computador. Cada nova geração de microprocessadores possui uma CPU mais poderosa que pode executar instruções mais rapidamente do que a geração anterior.

Como funciona um processador de computador

O funcionamento da CPU é definido como um processo de três etapas. Primeiro, uma instrução é buscada na memória. Em segundo lugar, a instrução é decodificada e o processador descobre o que está sendo instruído a fazer. Terceiro, a instrução é executada e uma operação é realizada. Essas três etapas se repetem em um ciclo que começa novamente com a CPU buscando a próxima instrução. As etapas são chamadas de ciclo de instrução da CPU.

Vídeo do dia

A CPU usa um contador de programa para controlar qual instrução buscar em seguida. O contador é o endereço do local da memória que contém a próxima instrução a ser executada. Ele é armazenado em um registro, que é um local de memória dedicado na própria CPU. O contador do programa é incrementado para apontar para a próxima instrução após cada busca no ciclo de instrução.

Operações realizadas por uma CPU

A CPU executa instruções que realizam um conjunto de operações básicas. Existem operações aritméticas como adição, subtração, multiplicação e divisão. As operações de memória movem dados de um local para outro. As operações lógicas testam uma condição e tomam uma decisão com base no resultado. As operações de controle afetam outros componentes do computador. Esses tipos básicos de operações, executados muito rapidamente, permitem que um computador execute uma ampla gama de funções. O número exato de operações suportadas por uma CPU depende de sua arquitetura.

Como a CPU usa a memória

A memória do computador se refere à área onde os dados e programas são armazenados. A memória não faz parte da CPU, mas a CPU deve interagir intimamente com ela. Existem dois tipos de memória de computador: primária ou principal e secundária. A CPU depende muito da memória principal para armazenar as instruções do programa e os dados nos quais as instruções operam. A memória principal é de natureza temporária e só contém instruções e dados para um programa enquanto o programa está sendo executado. A memória secundária é o armazenamento mais permanente fornecido por discos rígidos e drives flash.

Um componente da CPU conhecido como unidade de controle é responsável por mover instruções e dados do armazenamento secundário para a memória principal antes da execução da instrução. A unidade de controle também move os resultados de uma instrução para o armazenamento secundário.