How CPU Works - Muryel de Oliveira Cabral

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O processador é como se fosse o cérebro do computador. Existem várias trilhas nele que carregam informações para todo canto.
Em todo o processador existe uma trilha como se fosse um interruptor que emite uma taxa constante que ajuda tudo a ficar sincronizado, que é chamado de “clock”.
Os processadores modernos geralmente trabalham em GigaHertz, onde giga significa bilhão e Hertz significa “vezes por segundo”, portanto as CPUs modernas processam coisas super complicadas muito rapidamente.
O processador trabalha diretamente com a memória RAM(Random Acess Memory, ou em português, acesso de memória aleatória). Uma memória RAM é onde fica armazenado várias informações em diferentes endereços. Esses endereços são armazenados em binário(que consiste em zero e um, ou ligado e desligado), assim ligando ou desligando alguma trilha do processador. Por exemplo, se você quer que apareça algum texto no monitor, o processador tem que saber exatamente onde está armazenada essa tarefa/endereço na memória RAM.
Instruction Set: são endereços armazenados na memória RAM, por exemplo:
LOAD: carrega um número da memória ram para a CPU;
ADD: adiciona dois números juntos;
STORE: guarda um número da CPU de volta para a memória RAM;
COMPARE: compara um número com o outro;
OUT: envia sinal para alguma saída, como monitor, impressora;
IN: carrega sinal de algum dispositivo de entrada, como teclado e mouse.
Existe um componente na CPU que é como se fosse o chefe de tudo, que recebe informações da memória RAM em forma de instruções, que é chamado de CONTROL UNIT, que trabalha juntamente com a ALU(Arithmetic Logic Unit, que em português fica, unidade lógica aritmética) que controla toda a parte matemática do processador. O ALU tem duas entradas, que podem ser chamadas de entrada A e entrada B.
O Control Unit recebe informações diretamente da memória RAM, e as envia para a ALU informando qual tipo de operação ela deve fazer. A ALU processa a informação e decide se ela irá para a “saída" ou para uma “flag”. Se for para uma “saída”, ela é armazenada em uma parte do processador chamada de “registradora”, que deixa armazenado a informação temporariamente, é como se fosse a memória RAM, mas dentro da CPU. A informação não é processada, até o Control Unit ativar a opção “SET”, essa opção salva a entrada da registradora. Quando essa saída está salva, ela pode voltar e ativar a opção “ENABLE”, que ativa a “registradora” a mover aquela informação através da “CPU bus”(trilhas dentro da placa mãe, que conectam a vários periféricos do computador), onde existem mais “registradoras” com seus próprios “enables” e “SETs”, mas com determinados números previamente salvos dentro com instruções. O Control Unit então usa os “sets” para ativar a registradora e assim desligar o enable da primeira registradora, assim desligando a trilha do “bus”.
Essa é a vantagem do “bus”, movendo facilmente números através dos componentes. A desvantagem é que você só pode ter um número de cada vez. Por causa dessa limitação a ALU usa uma “registradora temporária” na entrada “B”, assim quando o Control Unit está processando informações envolvendo a ALU, ele move uma das entradas para a registradora temporária. 
A "registadora temporária” não precisa de um “enable”, assim não existe nenhum conflito com nenhuma outra “registradora”.
Após processar toda a informação e mandar para as saídas corretas, o Control Unit usa outra registradora, essa chamada de “registrador de instrução de endereço”, que sabe onde a próxima instrução irá vir da memória RAM. Quando a CPU está pronta para a próxima instrução, ela ativa o “enable” para o “bus”, assim ativando um intermediário entre a memória ram, que é chamado de “registrador de endereço de memória”, que o único trabalho é dizer para a RAM qual endereço a CPU quer em seguida. Assim o Control Unit começa o processo novamente.
Assim se comporta um processador. Um processador moderno pode fazer esse processo bilhões de vezes em um segundo.