Qual a peça do computador responsável por realizar todas as operações lógicas?

CPU é a sigla para Central Process Unit, ou Unidade Central de Processamento. Ele é o principal item de hardware do computador, que também é conhecido como processador. A CPU é responsável por calcular e realizar tarefas determinadas pelo usuário e é considerado o cérebro do PC.

Muitos erram ao confundir a CPU com o que na verdade é o gabinete do equipamento. O gabinete é apenas a estrutura de sustentação e proteção dos componentes internos da máquina - basicamente uma carcaça. O processador, por outro lado, é uma das peças internas.

As características da CPU influenciam diretamente na velocidade com que seus programas vão rodar na máquina. Existem vários tipos de processadores no mercado: de 32 e 64-bits, com um ou múltiplos núcleos, e compatíveis com diferentes placas-mãe. As principais fabricantes são a Intel e a AMD. A CPU é ligada à placa mãe por meio de um soquete, um dispositivo que permite ao processador receber energia para comandar as atividades do computador. Também existem vários tipos de soquetes no mercado e sua escolha limita a lista de CPUs compatíveis com a máquina.

Desempenho da CPU

Embora existam processadores de 32-bits e 64-bits, as versões de 32-bits praticamente não são mais vendidas, uma vez que os modelos de 64-bits permitem que o processador possa trabalhar com uma quantidade maior de dados por vez, além de suportar mais memória RAM. Para efeito de comparação, enquanto os processadores de 32-bits não reconhecem memórias maiores que 4 GB, os de 64-bits suportam até 168 GB. É importante ressaltar que mesmo que a CPU seja de 64-bits, seu Windows pode ser de 32-bits, e isso também limita os dados trabalhados pela máquina.

A quantidade de núcleos influencia na capacidade do seu processador em desempenhar atividades multitarefas. Quanto maior for o número de núcleos, maior é a capacidade do seu computador em lidar com vários programas abertos ao mesmo tempo.

As CPUs single core, com apenas um núcleo, são as mais antigas, e podem operar apenas uma tarefa de cada vez. Como elas não possibilitavam o bom desempenho de mais de uma tarefa (a cada nova operação iniciada, o computador ficava mais lento), logo surgiram as CPUs dual-core, que duplicaram o desempenho dos processadores e permitiram trabalhar com atividades multitarefa com muito mais eficiência.

Os processadores quad-core são ainda mais eficientes porque têm quatro núcleos, possibilitando que a máquina opere ainda mais funções sem perder desempenho e dê conta de programas mais pesados com maior velocidade. No entanto, vale lembrar que nem todos os programas conseguem usar todos os núcleos do PC. Grande parte deles é otimizada para usar dois ou até quatro núcleos. Por isso, processadores com mais de quatro núcleos ainda são úteis para poucas pessoas. Em geral, apenas alguns editores de imagem e vídeo são capazes de usar mais de quatro núcleos.

Além da quantidade de núcleos a velocidade do processador, medida em megahertz ou gigahertz, também faz diferença na rapidez com que os programas são rodados. A velocidade descreve o número máximo de cálculos por segundo que o processador pode executar. Quanto maior o número, mais rápido e potente é o processador.

Tem a função de

• buscar instruções da memória
• examinar ou decodificar a instrução
• executar a instrução

São três as partes principais da CPU:

• Unidade de controle: busca a instrução da memória e decodifica-a.
• ALU (ou unidade aritmética e lógica): realiza operações aritméticas e booleanas.
• Registradores: memória rápida para guardar informações de controle, resultados intermediários.

Alguns registradores importantes incluem: PC (``Program Counter'') - registrador que contém o endereço de memória da próxima instrução a ser executada. IR (``Instruction Register'') - registrador que contém a instrução em execução. PS ou PSW (``program status word'') - registrador que contém uma série de informações de controle, dando o estado do processador (o conteúdo varia de máquina para máquina).

• • Ciclo ``busca-decodifica-executa'' (``fetch-decode-execute'')
  • Conjunto de instruções ou ``instruction set''
  • Organização da CPU
  • Execução paralela de instruções

Unidade 1: Fundamentos

Conceitos b�sicos e Terminologias

• O computador � uma m�quina eletr�nica capaz de realizar uma grande variedade de tarefas com alta velocidade e precis�o, desde que receba as instru��es adequadas.
• As tarefas s�o realizadas a traves da execu��o de opera��es l�gicas /aritm�ticas e tomada de decis�es.
• As instru��es adequadas constituem os programas que dirigem o funcionamento do computador.
• Computador = parte f�sica (hardware) + parte l�gica (software).
• Hardware � o conjunto de todos os elementos f�sicos que comp�e o computador (o equipamento propriamente dito).
• Software � o conjunto de instru��es que controla e orienta (instrui) o computador para execu��o de tarefas.
• Toda m�quina � um sistema. O que � um sistema?
• Sistema � um conjunto de componentes que realiza as seguintes fun��es:

Organiza��o e funcionamento do computador

• Sistema de computa��o realiza processamento eletr�nico de dados.
• Um sistema de computa��o tamb�m realiza as tr�s fun��es b�sicas: entrada, processamento e sa�da.
• A entrada de um sistema de computa��o corresponde ao conjunto dos dados necess�rios para a realiza��o de uma tarefa.
• O processamento refere-se �s modifica��es realizadas sobre os dados de entrada e � elabora��o dos resultados.
• A sa�da corresponde ao conjunto de dados resultantes obtidos.
• Um sistema de computa��o est� organizado em 2 componentes: o hardware e o software.
• HARDWARE - � a parte f�sica que est� dividida em 5 partes funcionais: unidades de entrada, unidades de sa�da, mem�ria principal, mem�ria secund�ria e unidade central de processamento (UCP). A UCP (ou processador) � composta da unidade de controle (UC) e da unidade l�gica e aritm�tica (ULA).
• SOFTWARE: � o conjunto de programas
• O software � classificado em dois tipos: o software aplicativo e o software b�sico.

Por dentro do computador: hardware

• Os componentes de hardware interligam-se � placa-m�e, como mostra a figura a seguir:

• Unidades de entrada: permitem a recep��o de dados e programas pelo computador, obtendo as informa��es atrav�s dos diversos dispositivos de entrada (input devices).
• Dispositivos de entrada mais conhecidos: teclado e mouse.
• Unidades de sa�da: permitem a exporta��o de dados do computador, enviando as informa��es para os dispositivos de sa�da (output devices).
• Dispositivos de sa�da mais conhecidos: monitor e impressora.
• Mem�ria principal: armazena os dados e programas enquanto est�o sendo processados; armazena os dados intermedi�rios resultantes das opera��es l�gicas e aritm�ticas � todos os dados que entram e que saem do computador passam pela mem�ria principal.
• Unidade Central de Processamento � UCP (ou CPU): cont�m a intelig�ncia da m�quina; realiza c�lculos, opera��es l�gicas, toma decis�es e coordena as a��es das outras partes funcionais.
• A UCP (ou processador) � composta da unidade de controle (UC) e da unidade l�gica e aritm�tica (ULA).
• Mem�ria secund�ria: armazena as informa��es que n�o est�o sendo usadas ativamente por outros dispositivos; possui grande capacidade de armazenamento.
• A mem�ria secund�ria� tamb�m chamada de mem�ria auxiliar, funcionando como meio de armazenamento permanente de informa��es (dados/programas) no computador.
• Exemplos: disco r�gido (HD), unidade de disquetes, unidade de CD-ROM, etc.
• A figura a seguir descreve a comunica��o entre os componentes de hardware do computador:

Conhecendo um pouco mais sobre o sistema de processamento MP/Processador

A mem�ria principal (MP):

• Fun��o da mem�ria principal (MP) � armazenar os programas e dados temporariamente, enquanto est�o sendo processados.
• � importante lembrar que um programa s� ser� executado pelo processador se estiver armazenado na MP, juntamente com seus respectivos dados.
• A MP � comumente chamada de RAM (Random Access Memory - Mem�ria de Acesso Aleat�rio).
• A localiza��o de informa��es na MP � feita a partir de endere�os associados � �rea da mem�ria onde tais informa��es foram gravadas.
• A MP � organizada como um conjunto de c�lulas (�reas de mem�ria), onde cada c�lula � identificada por um endere�o �nico e armazena dados ou instru��es de programas.
• A MP pode ser de dois tipos (quanto �s opera��es suportadas):

1.      RAM de leitura/escrita - a mem�ria de trabalho do processador (normalmente referenciada como mem�ria RAM). Esta mem�ria RAM � vol�til, isto significa que quando o computador � desligado ou reinicializado, as informa��es na MP desaparecem.

2.      RAM s� de leitura - mem�ria utilizada para guardar informa��es sobre a inicializa��o do computador (normalmente referenciada como mem�ria ROM - Read Only Memory). Quando desligamos o computador o que est� armazenado na mem�ria ROM, permanece.

• O computador � uma m�quina digital bin�ria: s� trabalha com dois digitos: 0 e 1 (chamados de bits � binary digits).
• Toda informa��o manipulada pela m�quina � representada internamente como um conjunto de 0s e 1s.
• O caractere � a menor informa��o que precisamos representar internamente e um bit n�o � suficiente para tal. Assim, utiliza-se o byte (um conjunto de 8 bits).
• 1 byte corresponde ao espa�o de mem�ria necess�rio para guardar 1 caractere, portanto, pode ser definido como a menor unidade de informa��o endere��vel da mem�ria.
• A capacidade de armazenamento da MP � medida em bytes. Mais especificamente, em termos dos m�ltiplos do byte: Kbyte (210 bytes), Mbyte (220 bytes), etc. Exemplos: 32 Mbyte, 64 Mbyte...

O processador (UCP):

• A unidade central de processamento (UCP) ou processador � tamb�m conhecida como CPU (Central Processing Unit) e sua fun��o � controlar o funcionamento do computador e a execu��o de programas.
• Mais especificamente, a CPU � respons�vel pela entrada de dados, sa�da de resultados, c�lculos, compara��es, tomada de decis�es, emiss�o de sinais de controle para controlar o processamento do computador e a comunica��o entre este e os seus perif�ricos (dispositivos de entrada e sa�da)
• Principais componentes da CPU:
• Unidade de Controle (UC) � � a parte coordenadora do computador, respons�vel pela supervis�o do funcionamento das demais partes (componentes funcionais) do computador. A UC analisa e interpreta cada instru��o de programa e ordena a cada parte funcional envolvida que execute sua tarefa na execu��o daquela instru��o.
• Unidade L�gica e Aritm�tica (ULA) � respons�vel pelas fun��es de processamento, ou seja, execu��o das instru��es - executa opera��es aritm�ticas (c�lculos), compara��es entre itens da mem�ria, movimentos de dados na mem�ria, tomada de decis�es, etc.

• Para executar uma instru��o, a CPU realiza as seguintes opera��es que caracterizam o ciclo de instru��o:

• Todo computador possui um rel�gio (system clock), que � utilizado para cronometrar as opera��es realizadas pelo processador, ou seja definir o tempo de in�cio da execu��o de cada instru��o.
• A velocidade de processamento depende da velocidade do rel�gio (clocks)
• Cada opera��o de processamento demora um ciclo de rel�gio para ser executada.
• Hertz (Hz) � uma medida de ciclos de rel�gio por segundo.
• Mhertz(MHz) significa "milh�es de ciclos por segundo".
• Ghertz(MHz) significa "bilh�es de ciclos por segundo".
• Hoje, os computadores operam em velocidades superiores a 1 GHz.

Por dentro do computador: Software

• "� o software que d� vida � m�quina".
• Os programas que comp�em o software da m�quina s�o instru��es eletr�nicas que informam ao computador como realizar determinadas tarefas.
• Existem duas classes de software:
• Software b�sico.
• Software aplicativo.
• Os programas aplicativos se concentram na solu��o de algum tipo de problema espec�fico, utilizando o computador como ferramenta (o foco est� na aplica��o).
• exemplos: jogos, folha de pagamento, venda de passagens e e-vendas.
• O software b�sico t�m como objetivo possibilitar a opera��o e o uso do computador, seja qual for a aplica��o (o foco est� na m�quina) � o software b�sico se concentra na necessidades gerais de grande parte dos usu�rios.
• exemplos: sistemas operacionais, compiladores, editores de texto, etc.

Redes de Computadores

�  Sistemas Cliente/Servidor

�  Redes locais (LAN)

�  Redes a dist�ncia (WAN)

�  Redes de redes (Internet)

Comunica��o:

�Digital

�Anal�gica

�Modem

M�dias de� Comunica��o

�Cabos coaxiais

�Fibra �ptica

�Micro-ondas / Sat�lite

�Semfio � IrDA, Bluetooth

Padr�es de comunica��o

�Protocolo TCP/IP

Topologia da Rede:

�Estrela

�Anel

�Barramento

Aplica��es

�Correio eletr�nico (e-mail)

�FAX e FTP

�Teleconfer�ncia

� A Internet e a Web

Internet

� uma rede� de redes mundial

�  Web (� uma forma de comunica��o na Internet)

�  HTTP: Protocolo de comunica��o na Web

�  Navegador (browser): software de explora��o da Web

�  URL: Endere�o de um membro da Internet

�  http://www.dsc.ufcg.edu.br/~icc

�  (protocolo://nome do computador/end local

Conte�do da Internet: Hiperdocumentos e links

Mecanismo de busca

�  Um Banco de Dados de todos endere�os da Web

�  Google, Yahoo, Bing, ..

�  Aplica��es

�  Com�rcio eletr�nico

�  Pagamentos

�  Servi�os Banc�rios

�  Portais e home-pages

�  Blogs e redes sociais

Vers�o html do material apresentado acima.

É responsável pelas instruções lógicas do computador?

Qual o componente responsável por todas as operações dentro de um computador?

Qual é a unidade responsável por fazer operações lógicas é aritméticas na CPU?

Qual o principal componente de um sistema computacional responsável por realizar todas as operações do computador é controlar sua execução?