Este texto trata da arquitetura básica dos microprocessadores.

A Unidade Central de Processamento (CPU - Central Processing Unit), Processador ou Microprocessador é o "cérebro" do computador. Sua missão consiste em controlar e coordenar todas as operações do sistema. A CPU extrai todas as instruções dos programas residentes na memória do computador (memória RAM), uma de cada vez, as analisa e emite as ordens necessárias para serem realizadas.

Para entender como funciona um microprocessador, primeiramente é necessário ter uma idéia muito clara das partes ou blocos que o compõem. Sem conhecer a arquitetura básica de um processador é praticamente impossível entender seu funcionamento. De forma geral, podemos considerar que os processadores possuam três grandes blocos ou unidades: a de decodificação e a de execução, que ficam na unidade de controle, e a unidade aritmético-lógica (ALU - aritmethic logic unit).

A unidade de decodificação, uma das principais da unidade de controle, identifica a instrução que está para ser executada. Quando o processador lê uma instrução que está na memória, o código desta instrução é enviado para esta unidade. Ela então interpreta este código, verifica se é válido e determina o tipo da instrução que deve ser executada, por exemplo uma soma, uma trasnferência de dados para a memória, etc. Uma vez identificada a instrução, a unidade de decodificação comunica a unidade de execução.

A unidade de execução, ao ser informada da instrução que deve ser executada, aciona de forma coordenada as diversas partes do processador para que ocorra a execução da instrução recebida.

A ALU, ou unidade aritmético-lógica, é o bloco encarregado de realizar todas as operações aritméticas. As operações que esta unidade realiza são soma, subtração, multiplicação, divisão e as operações lógicas, como AND, OR, NOT, XOR, etc.

A Unidade de Controle

Para realizar as tarefas indicadas no fluxograma acima, diversos elementos da unidade de controle do microprocessador precisam realizar tarefas específicas. Os elementos mais importantes são:

A Unidade de Controle

Contador

Se as instruções armazenadas na memória são executadas numa determinada ordem, sequencialmente ou com saltos, é óbvio que precisa existir um componente que indique o endereço de memória onde se encontra a instrução que deve ser executada. Esta é a função do contador do programa.

Registradores

A instrução que foi obtida da memória precisa ser armazenada no interior do processador para poder ser analisada e executada. Para isto existem componentes chamados registradores de instruções. As instruções são compostas por um código e, na maioria das vezes, por operandos (valores ou endereços de memória).

Decodificador

O decodificador, da unidade de controle, precisa comparar a instrução que está no registrador com o conjunto de instruções próprias do processador (cada modelo possui um conjunto particular) e ativar o sequenciador que ativa os outros elementos responsáveis pela execução.

Clock

O ritmo de trabalho é dado por um clock que emite sinais elétricos numa frequência constante. Estes impulsos marcam os instantes em que os passos de cada instrução devem ser executados.

Sequenciador

A ordem seguida na execução de uma instrução é ditada por um elemento sequenciador que, no ritmo do clock, gera as ordens necessárias para completar a instrução passo a passo. São as chamadas micro-ordens.