Microprocessador b)

Qual é o papel principal do processador em um computador?

É interpretar e executar instruções, atuando como o componente central do sistema computacional.

De onde o processador recebe dados e para onde os envia?

Recebe dados da memória, processa-os e envia os resultados para a memória ou dispositivos periféricos.

Em que formato a CPU trabalha os dados?

Trabalha com código binário (0s e 1s), como uma calculadora lógica de alta velocidade.

Quais são as fases do ciclo de funcionamento da CPU?

• Busca (Fetch)

• Descodificação (Decode)

• Execução (Execute)

• Armazenamento (Store)

Por que se diz que o ciclo da CPU é contínuo?

A CPU repete o ciclo de instruções indefinidamente, enquanto o sistema estiver ligado, processando uma instrução após a outra.

O que é o ciclo de execução de uma instrução?

É o processo contínuo que a CPU segue para buscar, interpretar e executar instruções da memória.

Quais são as três etapas do ciclo de execução?

• Busca (Fetch)

• Descodificação (Decode)

• Execução (Execute)

O que acontece na fase de Busca (Fetch)?

A CPU lê da memória a próxima instrução, cujo endereço está armazenado no registrador PC (Program Counter).

O que ocorre na fase de Descodificação (Decode)?

A Unidade de Controlo interpreta o opcode da instrução, determina quais circuitos devem ser ativados e prepara os operandos.

O que é realizado na fase de Execução (Execute)?

A instrução é executada pela ALU, FPU ou UC, e o resultado pode ser armazenado em um registo ou enviado à memória/I/O.

O ciclo de execução ocorre quantas vezes?

Ele se repete indefinidamente enquanto o computador estiver ligado.

O que acontece na fase de Busca (Fetch) do ciclo de instrução?

A CPU busca a próxima instrução na memória RAM para ser executada.

Qual componente da CPU fornece o endereço da instrução a ser buscada?

O PC (Program Counter), que armazena o endereço da próxima instrução na memória.

Para onde vai a instrução após ser buscada da memória?

A instrução é carregada no IR (Instruction Register), onde ficará armazenada para decodificação.

Por que o PC é incrementado após a busca?

Para apontar para o endereço da próxima instrução que será executada no ciclo seguinte.

O que garante que o dado certo seja buscado da memória?

A combinação do PC (endereço) com o uso do barramento de endereços e controle, que coordena a leitura correta.

O que é a fase de Descodificação (Decode) no ciclo de instrução?

É a etapa em que a Unidade de Controlo analisa a instrução armazenada no registrador IR e determina a operação a ser realizada.

Qual componente da CPU realiza a descodificação da instrução?

A Unidade de Controlo (UC).

O que a Unidade de Controlo identifica durante a descodificação?

• O tipo da operação (ex: soma, salto, leitura de memória)

• Os operandos necessários

• Os registradores ou posições de memória a serem utilizados

De onde a CPU pode buscar os operandos necessários para a instrução?

Dos registradores internos ou da memória RAM, dependendo do tipo de instrução.

Qual é a importância da fase de descodificação?

Ela garante que a CPU entenda corretamente a instrução antes de executar, ativando os circuitos certos para a operação.

Qual registrador indica o endereço da próxima instrução?

O PC (Program Counter).

Para onde vai o código da instrução após ser buscado da memória?

É carregado no IR (Instruction Register).

O que a CPU faz com a instrução presente no IR?

A Unidade de Controlo interpreta o código para determinar a sequência de operações a realizar.

Como a CPU lida com os operandos da instrução?

• Os operandos são lidos da memória e carregados em registradores

• A CPU executa operações com eles

• O resultado é armazenado nos registradores ou na memória

Quando o PC (Program Counter) é incrementado?

Após cada instrução, exceto se a instrução for de salto (alteração do fluxo do programa).

Qual é o papel dos barramentos durante o ciclo de instrução?

Os barramentos de dados, endereços e controle são usados para mover instruções, operandos e sinais entre CPU e memória.

O que é uma situação excecional no ciclo de instrução da CPU?

É quando o fluxo normal de execução do programa é interrompido ou alterado por eventos especiais.

O que são exceções no contexto do processador?

São eventos que alteram o ciclo de execução da CPU, podendo ser causados por erros internos ou interrupções externas.

Quais são exemplos de causas internas de exceção?

• Instrução inválida

• Endereço de memória inexistente

• Divisão por zero

• Violação de acesso

O que são interrupções?

São eventos externos que fazem a CPU parar o ciclo normal de execução para lidar com um evento, como entrada/saída.

Qual a diferença entre exceção e interrupção?

• Exceção: evento interno inesperado

• Interrupção: evento externo que exige resposta da CPU

O que acontece com o programa atual quando ocorre uma interrupção?

A CPU suspende a execução do programa em curso.

O que a CPU faz com o estado atual do programa antes de tratar a interrupção?

Salva o estado da máquina (registradores, flags, etc.) e o endereço da próxima instrução no PC.

O que acontece com o Program Counter (PC) durante a interrupção?

O PC é atualizado com o endereço da rotina de tratamento da interrupção (handler), iniciando o ciclo de fetch para ela.

O que acontece após o fim da rotina de interrupção?

O valor original do PC é restaurado e o programa principal continua de onde parou.

Por que a CPU salva o estado da máquina durante uma interrupção?

Para garantir que, após o tratamento, o sistema retorne exatamente ao ponto anterior, sem perda de contexto.

O que é uma rotina de resposta à interrupção?

Um trecho de código especial (handler) que trata o evento externo que causou a interrupção.