Quais são as funções de um microprocessador?

A função do microprocessador é instruir ou exercer controle digital sobre outros dispositivos; Nós os encontramos em carros, computadores e máquinas. Vamos analisar as funções de um microprocessador e revisar sua definição, evolução e características.

Os microprocessadores são a primeira tentativa bem sucedida de um “cérebro artificial”. A principal função do microprocessador é instruir ou exercer controle digital sobre outros dispositivos.

De fato, o microprocessador é basicamente o cérebro de uma ampla variedade de dispositivos eletrônicos, dos mais simples, como verões, relógios de mão, telefones celulares, brinquedos; até carros, equipamentos automatizados especializados e grandes máquinas.

O primeiro microprocessador ou chip multiuso foi lançado pela Intel em 1971, chamado Intel 4004. Ele operava com 4 bits de dados por vez, com uma velocidade de clock ou frequência de 108 kilo Hertz (kHz).

Os microprocessadores atuais operam a milhares e milhões de vezes essa velocidade, de acordo com seu uso, são apresentados em diferentes formas, tamanhos e níveis de sofisticação.

Um ensaio publicado no UKessays.com refere-se ao papel do microprocessador na informatização do século XX e o catalogou como uma “ferramenta para gerar sabedoria” para este século XXI.

Vamos analisar as principais funções de um microprocessador e revisar sua definição, evolução e importância.

Certifique-se de ler: Elementos básicos sobre microprocessadores

O que é um microprocessador?

Um microprocessador ou simplesmente processador é uma unidade de processamento de um ou mais circuitos integrados (IC) que possui funções de unidade de processamento.

Podemos considerar o microprocessador como um circuito integrado, digital e multiuso que recebe dados binários como entrada, processa-os de acordo com as instruções armazenadas e oferece dados como saída.

Techwalla.com define microprocessador como um circuito elétrico integrado capaz de executar instruções de um software ou aplicativo. Como um circuito integrado, ele recebe instruções de um programa, processa ou interpreta essas instruções e executa um conjunto de ações como saída.

Em resumo, um microprocessador ou chip multiuso é um circuito integral programável que armazena instruções em sua memória, executa essas instruções em processos de dados digitais e exerce controle sobre outros terminais, como o restante dos componentes em um computador e seus dispositivos de entrada e saída.

O microprocessador é programado para dar e receber instruções de outros componentes do dispositivo, funcionando como um cérebro artificial. Não é de surpreender em termos coloquiais que é chamado de “cérebro” do computador.

Certifique-se de ler: Vantagens e desvantagens dos microprocessadores

Recursos do microprocessador

Os microprocessadores funcionam com base na lógica digital. Os três componentes que formam as principais características do microprocessador são uma série de instruções digitais, uma certa largura de banda medida em largura ou ” tamanho da palavra ” e a velocidade ou “frequência do relógio” que mede o número de instruções que um microprocessador pode correr

O microprocessador recebe uma série de instruções da máquina digital. A unidade aritmética lógica (ALU) do processador executa uma série de cálculos com base nas instruções recebidas.

Além disso, a unidade move as informações de uma memória para outra e tem a capacidade de passar de um conjunto de instruções para outro. A eficiência com que opera depende das características mencionadas acima; vamos valorizar um pouco mais detalhadamente.

Qual é a largura da palavra de um processador?

Os processadores podem ser escolhidos com base na largura da palavra ou ” tamanho da palavra “; podemos vê-lo como uma medida de sua complexidade computacional.

Lembre-se de que uma palavra ou palavra no contexto da computação é uma sequência finita de bits; a grande maioria dos microprocessadores modernos possui larguras de palavras de 16 a 64 bits.

A razão pela qual é representada em múltiplos de oito é porque um byte contém 8 bits contínuos; portanto, a palavra é um conjunto de 16 bits agrupados em 2 bytes de ordem alta e baixa ( byte de alta ordem e byte de baixa ordem ).

Uma palavra de grupo duplo é uma palavra de 32 bits ; portanto, tamanhos maiores de palavras permitem que o processador realize mais cálculos para cada “ciclo do relógio”.

Quanto maior a palavra , maior a eficiência do microprocessador ao receber, computar e retornar dados.

Décadas atrás, a largura de 64 bits era reservada para servidores e mainframes ou computadores centrais . Hoje, os sistemas de 64 bits estão disponíveis em qualquer computador.

Qual é a frequência do relógio em um processador?

A taxa de clock ou frequência de um microprocessador é a frequência na qual os transistores que o integram trocam de abertura e fechamento das passagens de corrente. É medido em Hertz e representa os ciclos ou o número de oscilações por segundo.

O primeiro microprocessador famoso e disponível no mercado é o Intel 4004 de 1971, com uma frequência entre 108 KHz e um máximo de 740 KHz, ou seja, 108.000 a 740.000 vezes por segundo.

O Intel Core i7-7920HQ lançado em 2017, por exemplo, opera a 4,1 GHz ou 4.100.000.000 ciclos por segundo.

A frequência do relógio não deve estar vinculada ao número de operações que um microprocessador pode executar por segundo. Como uma instrução ou operação pode envolver uma quantidade finita de operações lógicas que levam a um número maior de comutadores que os transistores devem executar.

A frequência do relógio como uma medida do desempenho do processador tem sido questionada nos últimos anos, porque, embora a frequência tenha permanecido por mais de uma década entre 1,5 e 4,3 GHz, sendo o equipamento com a data de fabricação mais recente eles têm rendimentos mais altos do que os primeiros que alcançaram esse alcance.

A resposta pode estar na prática de incorporar mais ” núcleos ” ou núcleos dentro da mesma cápsula ( Dual-Core ou Muti-Core), uma arquitetura paralela que melhora a eficiência.

No entanto, ainda é um fato que quanto maior a frequência do relógio, maior o desempenho do equipamento.

Memória do processador

O microprocessador trabalha com duas memórias. A memória somente leitura, ou ROM, é um programa com uma série de instruções fixas e é programado por uma série de bytes fixos.

O outro é RAM ou memória de acesso aleatório (sigla em inglês). O número de bytes nesta memória é variável e eles têm uma duração curta. Se a energia acabar, a RAM é limpa.

A ROM possui um pequeno programa interno chamado BIOS (sigla para Basic Input Output System). O BIOS testa o hardware da máquina quando é iniciado. Em seguida, procure outro programa na ROM chamado setor de inicialização.

O setor de inicialização executa uma série de instruções que ajudam a usar o computador com eficiência.

Não deixe de ler: Tipos e velocidades de processadores

Um pouco da história do microprocessador

Nos anos anteriores e iniciais dos anos 70, os componentes que integravam o microprocessador operavam separadamente, era obrigatório ter três chips para configurar uma unidade central de processamento:

Uma unidade lógica aritmética ou ALU ( Unidade Lógica Aritmética ) outra separa a unidade de controle ( Unidade de Controle CU ) e, ao lado delas, a memória do banco de registradores ( Banco de Registros ).

Três empresas trabalharam no desafio de consolidar os três componentes em um único circuito eletrônico: Intel, Texas Instruments e Garrett Air Research . No entanto, a corrida foi vencida pela Intel, que em 1971 introduziu o microprocessador Intel 4004.

Por convenção, o Intel 4004 geralmente é aceito como o primeiro. O produto foi lançado pela empresa em novembro de 1971. Continha 2.600 transistores que concediam um máximo de 740 KHz. Com um tamanho de palavra de apenas 4 bits.

Os primeiros microprocessadores

Os processadores lançados entre 1971 e 1972 apresentaram essas características e foram considerados a primeira geração de microprocessadores .

Em 1972, a tecnologia de 8 bits aparece com o Intel 8008 e em 1973 no Intel 8080.

1978 marca a entrada dos microprocessadores com tamanho de palavra de 16 bits; os Intel 8086 e 8088 continham 29.000 transistores.

O Intel 80286 aparece em 1982, com ele falamos de uma velocidade de clock de 16 Mega Hertz, com cerca de 130.000 transistores ainda em 16 bits. Dizem que cerca de 15 milhões foram vendidos para computadores em todo o mundo.

O Intel 80386 aparece como o primeiro processador de 32 bits em 1985. Já se falava em 285.000 transistores.

O Intel Pentium aparece em 1993 e foi o primeiro processador com 64 bits de tamanho de palavra, 3,1 milhões de transistores em sua composição, atingindo a frequência de 300 MHz. Descontinuado em 1999.

Processadores modernos

O salto para a freqüência do relógio Giga Hertz ocorre com o Pentium III em 1999, com 9,1 milhões de transistores.

O Inter Core Duo foi lançado em 2006 com a novidade de 2 núcleos de execução para maior eficiência. Atingiu 2,5 GHz com 151 milhões de transistores dentro. É descontinuado dois anos depois.

A família Intel Core i7 foi lançada em 2008 com quatro núcleos de arquitetura x86-64 bits. Alguns de seus membros ainda estão em vigor atualmente, como o Intel Core i7-7920HQ, um processador moderno que atinge a velocidade de clock de 4.1 GHz .

Não pare de ler: Explicação sobre a velocidade do processador

Funções do microprocessador

A principal função do microprocessador é receber dados e executar instruções.

Os usuários de computador usam o mouse e o mouse como dispositivos básicos de entrada , conscientes ou não, estamos inserindo dados ou instruções.

O processador recebe essas instruções, alterna operações lógicas e executa pedidos para outros dispositivos, como saída, armazenamento e também produzindo dados processados ​​para o usuário.

Segundo o Engadget.com, o microprocessador de um computador facilita o desenvolvimento de milhares de cálculos instantaneamente e é uma das razões pelas quais os computadores sempre vão um passo além do alcance humano.

O microprocessador recebe a instrução de memória principal da primeira fonte, a decodifica e determina o tipo de ação a ser executada. Por sua vez, ele monitora os dispositivos de entrada e saída durante a execução.

Computadores não são meramente processadores de informação. Os microprocessadores são capazes de executar instruções sobre formatos de dados, áudio e vídeo.

Um microprocessador moderno suporta uma variedade de efeitos multimídia. Um processador de 32 bits é essencial para oferecer suporte a software multimídia.

Com a vantagem da Internet, os microprocessadores evoluíram para suportar a memória virtual e física. O primeiro trabalhou como processadores de sinal digital (DSP) para lidar com os formatos de reprodução, áudio e vídeo transferidos em tempo real. Os microprocessadores mais rápidos e modernos não precisam de um DSP.

O processador ou chip multifuncional não é apenas uma coisa de computador. Nesta era digital, existem muito poucos dispositivos eletrônicos que não contêm um microprocessador .

Os avanços na medicina, previsão do tempo, carros, comunicações, design e experimentos científicos foram o resultado do desenvolvimento de dispositivos tecnológicos com microprocessadores .

A automação de trabalhos manuais difíceis é possível devido ao microprocessador , as operações nano-métricas que não suportam a margem de erro são executadas com seu suporte.

A lógica digital dos microprocessadores levou a uma grande eficiência e velocidade em todos os aspectos da vida. O potencial de seu uso do microprocessador é, portanto, imenso.

Referências

Categorias Hardware
 

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