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CPU - Unidade Central de Processamento - Coggle Diagram
CPU - Unidade Central de Processamento
CPU (Processador)
Entrada/Saída
Memória Principal
Arquitetura Von Neumann
Componentes da CPU
Unidade de Controle (UC)
Função: Decodifica instruções e controla fluxo de dados.
Tipos:
Hardwired: Rápida, fixa.
Microprogramada: Flexível.
Unidade Lógico-Aritmética (ULA)
Função: Realiza operações matemáticas e lógicas.
Exemplo: Somar, subtrair, AND, OR, NOT.
Registradores
PC (Program Counter): Armazena o endereço da próxima instrução.
IR (Instruction Register): Armazena a instrução atual.
ACC (Acumulador): Armazena resultados temporários de operações.
Clock
Função: Regula ciclos de operação e sincroniza componentes.
Clock Speed: Frequência medida em Hz/GHz.
CPI/IPC: Cycles per Instruction vs Instructions per Cycle.
Ciclo de Instrução
Busca: A instrução é buscada da memória.
Decodificação: A instrução é interpretada.
Execução: A instrução é executada.
Pipelining
Fases:
Busca
Decodificação
Execução
Armazenamento
Problema comum: Data Hazard (dependência entre instruções).
Técnica de mitigação: Forwarding (passar dados diretamente entre estágios).
Vantagens: Aumenta a eficiência e o IPC (Instructions per Cycle).
Multicore: Pipelining em múltiplos núcleos melhora o paralelismo.
Arquiteturas RISC vs CISC
RISC (Reduced Instruction Set Computing):
Conjunto de instruções reduzido.
Instruções simples, rápidas.
CISC (Complex Instruction Set Computing):
Conjunto de instruções complexo.
Instruções mais lentas, mas com mais funcionalidades por instrução.
Barramentos
Função: Transmissão de dados entre os componentes da CPU.
Tipos: Barramento de dados, barramento de controle.