Unidade Central de Processamento

Funções básicas da UCP

O processador central ou UCP é o componente vital do sistema de computação, na realidade, a UCP é responsável pela realização de qualquer operação realizada por um computador isso quer dizer que a UCP comanda não somente as ações afetadas internamente, como também, em decorrência da interpretação de uma determinada instrução, ela emite os Sinais de controle para os demais componentes do computador agirem e realizarem alguma tarefa.

Um processador tem por propósito, realizar operações com os dados(chamados de processamento) normalmente numéricos. Para realizar essas operações, o processador necessita, em primeiro lugar, interpretar que tipo de operação é a que ele irá executar(pode ser a soma de dois números, pode ser a subtração de dois valores e assim por diante). Em seguida, antes da realização propriamente dita da operação é necessário que os dados estejam armazenados no dispositivo que irá executar a operação, portanto, a UCP não somente realiza o processamento (executa a operação com os dados), como também controla todo o funcionamento do sistema (busca a descrição da operação a ser realizada- chamada instrução; interpreta que tipo de operação deverá ser realizado; localiza e busca os dados que serão processados e assim por diante).

Todo processador é constituído de modo a ser capaz de realizar algumas operações, denominadas primitivas, tais como: Somar, subtrair, mover um dado de um local de armazenamento para outro, transferir um valor (dado) para um dispositivo de saída, etc. Essas operações e a localização dos dados que elas manipulam tem que estar representadas na única forma inelegível pelo sistema, que é uma sequência de sinais elétricos cuja intensidade corresponde a 0s e 1s(uma sequência de bits).

A sequência de 0s a 1s que formaliza uma determida operação a ser realizada pelo processador denomina-se instrução de máquina.

Uma instrução de máquina é a identificação formal do tipo de operação a ser realizada (portanto, cada operação consiste em uma instrução deficiente), contendo um grupo de bits que identifica a operação a ser realizada e outro grupo de bits que permite a localização de acesso aos dados que serão manipulados na referida operação. Ou seja, se a operação desejada é uma soma, a instrução de máquina correspondente deve conter os bits necessários para indicar que trata-se de soma e onde estão armazenados os valores que deverão ser somados. Um programa executável ( ver cap 8) é constituído de um conjunto de instruções de máquina ( ver o item 5.3) seqüencialmente organizadas. Para que a execução do referido programa tenha inicio é necessário que:

1) As instruções a ser executadas estejam armazenadas em células sucessivas, na memória principal;

2) O endereço da primeira instrução do programa esteja armazenado na UCP para que o processador possa buscar essa primeira instrução.

A função do processador central (UCP) consiste, então, em:

a) Buscar uma instrução na memória (operação de leitura), uma de cada vez (cujo endereço deve estar armazenado no registrador existente na UCP e específico para este fim);

b) Interpretar que operação a instrução está explicitando (pode ser uma soma de dois números, uma multiplicação, uma operação de entrada e saída de dados, ou ainda uma operação de movimentação de um dado de uma célula para outra);

c) Buscar os dados onde estiverem armazenados, para trazê-los até a UCP;

d) Executar efetivamente a operação com o(s) dado(s), guardar o resultado (se houver algum) no local definido na instrução; e, finalmente,

e) Reinicia o processo buscando uma nova instrução.

Estas etapas compõem o que se denomina um ciclo de instrução. Este ciclo se repete indefinidamente até que o sistema seja desligado, ou ocorra algum tipo de erro, ou ainda que seja encontrada uma instrução de parada. Em outras palavras, a UCP é projetada e fabricada com o propósito único de executar sucessivamente pequenas operações matemáticas ( ou outras manipulações simples com dados), na ordem e na sequência definidas pela organização do programa.

Os termos INÍCIO e TÉRMINO, constantes na figura(5.2) podem ser entendidos como o início e termino do funcionamento da máquina, isto é, quando se liga a chave de alimentação (Power on) e quando se desliga o computador (Power off), durante todo o tempo em que a máquina está ligada, ela executa ininterruptamente ciclos de instrução.

Mais adiante iremos observar que um ciclo de instruções é constituído de etapas mais detalhadas do que as que mostramos até o momento. Por exemplo, antes de realizar a operação o processador deve buscar o(s) dado(s) que será(ão) manipulado(s) durante a execução da operação, quando for o caso de uma operação com dados.