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Processador: CPU e Memória Cache

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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
AlfaCon Concursos Públicos
Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com 
fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos.
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ÍNDICE
Processamento �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2
CPU ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������3
O que é ULA? �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������3
Unidade de Controle �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������3
Registradores �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������3
Cache ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4
Importância do Clock ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4
Aplicações ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5
GPUs e Paralelismo �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5
Lei de Moore ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5
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Processamento
O princípio básico de funcionamento de um computador segue a Arquitetura Básica de Von 
Neuman, ilustrada a seguir�
No modelo básico, temos dispositivos de entrada e dispositivos de saída, conforme abordado 
no início desta aula� Esses dispositivos são responsáveis por interagir com a parte responsável por 
realizar os cálculos, ou em outros termos a parte responsável por computar os dados inseridos e 
produzir uma resposta disponibilizada na saída�
Essas tarefas mais internas competem ao processador, também conhecido como Unidade Central 
de Processamento (UCP, ou em inglês, CPU)�
O Processador é considerado o coração do computador, ele é composto por registradores� Dentro 
do processador ainda encontramos a ULA (Unidade Lógico-Aritmética) e a Unidade de Controle 
(UC)� A ULA é responsável pelos cálculos matemáticos e as comparações lógicas�
O processador é o dispositivo mais rápido do computador, mas ele necessita de informações 
provenientes da memória que, por sua vez, é muito mais lenta do que o processador� Desta forma, 
para que o processador não perca muito tempo ficando ocioso, foi inserida uma memória menor 
dentro do processador e que trabalhe a uma velocidade mais próxima da CPU ou equivalente, esta 
é a CACHE do processador� Atualmente, existem 3 níveis de memória cache no processador, com 
velocidades e tamanhos diferentes�
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A memória cache tem por finalidade aumentar a velocidade de recuperação de uma informação 
necessária ao processador, diminuindo assim o seu tempo ociosidade�
CPU
O processador, também chamado de CPU (central processing unit), é o componente de hardware res-
ponsável por processar dados e transformar em informação� Ele também transmite estas informações 
para a placa-mãe, que por sua vez as transmite para onde é necessário (como o monitor, impressora, outros 
dispositivos)� A placa-mãe serve de ponte entre o processador e os outros componentes de hardware da 
máquina� Outras funções do processador consistem em fazer cálculos e tomar decisões lógicas�
Algumas características do processador em geral:
 → Frequência de Processador (velocidade, clock): medido em hertz, define a capacidade do proces-
sador em processar informações ao mesmo tempo�
 → Cores: o core é o núcleo do processador� Existem processadores core e multicore, ou seja, proces-
sadores com um núcleo e com vários núcleos na mesma peça�
 → Cache: a memória cache é um tipo de memória auxiliar, que faz diminuir o tempo de transmissão 
de informações entre o processador e outros componentes�
 → Potência: medida em Watts, é a quantia de energia que é consumida por segundo� 1W = 1 J/s 
(Joule por segundo)
A Evolução dos processadores é surpreendente� A primeira marca no mercado foi a INTEL, com 
o a CPU 4004, lançado em 1970� Este CPU era para uma calculadora� Por isso, muitos dizem que os 
processadores começaram em 1978, com a CPU 8086, também da Intel�
O que é ULA?
ULA é a sigla para Unidade Lógica Aritmética� Trata-se do circuito que se encarrega de realizar 
as operações matemáticas requisitadas por um determinado programa�
Processadores atuais possuem outra unidade para cálculos, conhecida como Unidade de Ponto 
Flutuante� Essa, por sua vez, serve para trabalhar com números enormes, de 64, 128 bits, por exemplo�
Unidade de Controle
O termo “cérebro eletrônico” está longe de classificar e resumir o funcionamento de um processa-
dor� No entanto, a Unidade de Controle é o que há de mais próximo a um cérebro dentro do processa-
dor� Esse controlador define o regime de funcionamento e da ordem às diversas tarefas do processador�
A função é a mesma da tabela de controle da Máquina de Turing universal: buscar um programa 
na memória, instrução por instrução, e executá-lo sobre os dados de entrada�
Registradores
Os registradores são a memória do processador� Já compreendemos que este microchip altamente 
especializado recebe dados e os processa, num regime de entrada e saída de informação que faz com 
que o computador, o tablet, o videogame, o GPS, a TV, enfim, todo equipamento eletrônico funcione�
https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2011/01/corei7.jpg
https://www.infoescola.com/informatica/memoria-cache/
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Para “saber” o que fazer com os dados, contudo, o processador precisa de instruções� É isso que 
está armazenado neste tipo de memória chamada de Registrador: diversas regras que orientam a 
ULA a calcular e dar sentido aos dados que recebe�
Memory Management Unit (MMU)
O Memory Management Unit (MMU) é o responsável pela coordenação do funcionamento da 
memória� O processador só pode ser rápido se a memória RAM acompanhar� O MMU é o recurso 
que transforma as instruções lógicas (virtuais) em endereços físicos nos bancos de memória�
Imagem expõe o Pentium 60, primeiro processador da Intel com o nome
O processador varre a memória atrás de dados e instruções, e o MMU é o recurso que anota onde cada 
informação do sistema está hospedada na memória� É ele que diz onde o processador deve procurar�
Cache
É o espaço onde as instruções podem ser armazenadas dentrodo processador funciona: dado o volume 
de trabalho que a CPU enfrenta, neste espaço são alocadas informações constantemente requisitadas�
Ivy Bridge, da Intel
Isso é feito como forma de ganhar tempo: armazenados no processador, esses dados estão rapidamen-
te acessíveis e não é necessário executar uma varredura em disco ou na RAM para buscar as informações�
Importância do Clock
Ter mais ou menos Hertz significa o quanto o processador troca dados com o sistema� O proces-
sador que oferece 2�0 GHz pode realizar 2 bilhões de ciclos por segundo�
O circuito clock, que mede os ciclos e orienta o ritmo do fluxo de troca de informações no pro-
cessador, é um dos principais critérios para estabelecer a velocidade do processador� Vale ressaltar, 
no entanto, que outros pontos entram nesta conta, como interface de memória, quantidade de cache, 
arquitetura, entre outros�
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Aplicações
Existem vários tipos de processadores e cada tipo de aplicação requer um determinado tipo de 
processador� É o caso dos nossos computadores, que usam os x86�
Dispositivos compactos e com menos tipos de aplicações usam diferentes tipos de processado-
res� O celular, independente do nível de sofisticação, usa um processador SoC (sigla para System 
on a Chip: sistema em um chip)� Isso significa que o processador em questão agrega diversos outros 
recursos, como chip de rádio, conectividade, processador gráfico e outros�
Os processadores da linha Opteron (Foto: Divulgação)
Basicamente, qualquer chip que controle algum hardware é um processador� Ele recebe dados, 
endereça-os e os devolve processados� Uma placa de rede, um adaptador Bluetooth e mesmo um pen 
drive possuem controladores�
GPUs e Paralelismo
Isso explica por que os mais recentes supercomputadores são construídos adotando clusters de 
GPUs� Embora não sejam páreo no processamento lógico das CPUs, os processadores gráficos são 
ideais para um grande volume de dados�
Lei de Moore
Até meados de 1965 não havia nenhuma previsão real sobre o futuro do hardware, quando 
Gordon E� Moore fez sua profecia, na qual o número de transistores dos chips teria um aumento 
de 100%, pelo mesmo custo, a cada período de 18 meses� Essa profecia tornou-se realidade e acabou 
ganhando o nome de Lei de Moore.
Exercícios
01. Analise a figura que representa o esquema baseado na arquitetura proposta por Von Neumann 
e assinale a opção que corresponde respectivamente à ordem crescente das partes numeradas 
indicadas na figura�
a) Periféricos de Entrada, ULA, UC, CPU, Memória e Periféricos de Saída�
b) Periféricos de Saída, Memória, CPU, ULA, UC e Periféricos de Entrada�
c) Periféricos de Saída, ULA, UC, CPU, Memória e Periféricos de Entrada�
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d) Memória, CPU, ULA, UC, Periféricos de Entrada e Periféricos de Saída�
e) Periféricos de Entrada, CPU, UC, ULA, Memória e Periféricos de Saída�
02. Os componentes da Unidade Central de Processamento (UCP) são:
a) processador, memória e unidade de controle�
b) memória, placa-mãe e unidade de controle�
c) registradores, memória cache e gabinete�
d) unidade de controle, registradores, unidade aritmética e lógica�
03. A CPU é a
a) unidade de processamento do computador�
b) parte lógica do computador�
c) memória do computador�
d) placa-mãe do computador�
e) rede mundial de computadores�
Gabarito
01 - E
02 - D
03 - A

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