Explique o ciclo de busca-decodificação-execução que ocorre nas CPUs, citando e explicando cada etapa.

Passo 1

A questão pede para explicar o ciclo de busca-decodificação-execução das CPUs, que faz parte da disciplina de Arquitetura de Computadores e envolve entender como a unidade central realiza instruções passo a passo.

Passo 2

Na fase de busca (fetch), a CPU utiliza o contador de programa (PC) para apontar o endereço da próxima instrução na memória. Ela envia esse endereço ao barramento de endereços, lê o conteúdo da memória via barramento de dados e carrega a instrução no registrador de instruções (IR). Ao mesmo tempo, o PC é incrementado para apontar à instrução seguinte.

Passo 3

Na fase de decodificação (decode), o decodificador de instruções interpreta o código de operação (opcode) contido no IR e identifica quais sinais de controle devem ser gerados. Esse processo envolve quebrar a instrução em campos (por exemplo, opcode, registradores-fonte, registrador-destino e modo de endereçamento) e preparar os operandos necessários, possivelmente buscando valores em registradores ou na memória.

Passo 4

Na fase de execução (execute), a Unidade Lógica e Aritmética (ULA) ou unidades especializadas realizam a operação solicitada (como soma, subtração, deslocamento ou acesso à memória). O resultado pode então ser escrito de volta em um registrador ou na memória. Sinais de controle adicionais garantem o movimento correto de dados e a atualização de flags de status.

Passo 5

Após a execução, o ciclo recomeça automaticamente voltando ao passo de busca, utilizando o valor atualizado do PC. Dessa forma, a CPU processa instruções de maneira contínua e sequencial até que um evento de controle (como uma interrupção ou instrução de salto) altere o fluxo normal.

Passo 6

Esse ciclo simples e repetitivo é a base de qualquer processador de arquitetura Von Neumann e garante que as instruções armazenadas em memória sejam executadas corretamente, uma após a outra, até o fim do programa.

Resposta

O ciclo busca-decodificação-execução envolve: (1) buscar a instrução da memória usando o PC, (2) decodificar seu opcode e campos para gerar sinais de controle, (3) executar a operação na ULA ou em unidades especializadas e (4) armazenar o resultado, repetindo o processo continuamente até o término do programa.

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