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Die CPU eines Computers wird häufig mit dem menschlichen Gehirn beschrieben. Dies ist eine passende Analogie, da die CPU (Central Processing Unit) den Computerbetrieb steuert. Dies geschieht durch Ausführen von Anweisungen, die von Computerprogrammen auf Daten bereitgestellt werden, die aus einer Vielzahl von Quellen stammen.
Was ist die Funktion einer CPU?
Der Zweck jedes Computers ist eine Form der Datenverarbeitung. Die CPU unterstützt die Datenverarbeitung, indem sie die Funktionen des Abrufens, Decodierens und Ausführens an programmierten Befehlen durchführt. Zusammengenommen werden diese Funktionen häufig als Instruktionszyklus bezeichnet. Zusätzlich zu den Befehlszyklusfunktionen führt die CPU Abruf- und Schreibfunktionen für Daten aus.
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CPU-Befehlszyklusfunktionen
Wenn ein Programm auf einem Computer ausgeführt wird, werden Anweisungen im Computerspeicher gespeichert, bis sie ausgeführt werden. Die CPU verwendet einen Programmzähler, um den nächsten Befehl aus dem Speicher zu holen, wo er in einem als Assemblercode bekannten Format gespeichert wird. Die CPU dekodiert die Anweisung in ausführbaren Binärcode. Sobald dies erledigt ist, tut die CPU, was ihr der Befehl sagt, entweder führt sie eine Operation aus, holt oder speichert Daten oder passt den Programmzähler an, um zu einem anderen Befehl zu springen.
Die Arten von Operationen, die typischerweise von der CPU ausgeführt werden können, umfassen einfache mathematische Funktionen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division. Die CPU kann auch Vergleiche zwischen Datenobjekten durchführen, um festzustellen, ob sie gleich sind. All die erstaunlichen Dinge, die Computer tun können, werden mit diesen und einigen anderen grundlegenden Operationen ausgeführt. Nachdem ein Befehl ausgeführt wurde, wird der nächste Befehl abgerufen und der Zyklus wird fortgesetzt.
CPU-Datenfunktionen
Während die Ausführungsfunktion des Befehlszyklus ausgeführt wird, kann die CPU aufgefordert werden, einen Befehl auszuführen, der Daten erfordert. Zum Beispiel erfordert die Ausführung einer arithmetischen Funktion die Zahlen, die für die Berechnung verwendet werden. Um die erforderlichen Daten zu liefern, gibt es Anweisungen zum Holen von Daten aus dem Speicher und zum Zurückschreiben von verarbeiteten Daten in den Speicher. Die von der CPU verwendeten Anweisungen und die von ihr verarbeiteten Daten werden im gleichen Speicherbereich gespeichert. Eindeutige Adressen werden von der CPU verwendet, um verschiedene Speicherorte zu verfolgen.
Mikroprozessor-CPUs
Der Mikroprozessor eines Personalcomputers ist ein Chip, der alle Schaltkreise enthält, die zur Steuerung des Computerbetriebs erforderlich sind. Es ermöglicht, dass jede Funktion der CPU von einem einzigen Chip ausgeführt wird, der aufgrund der Verwendung integrierter Schaltkreise kostengünstiger und zuverlässiger ist. Vor der Einführung von Mikroprozessoren befand sich die CPU eines Computers auf einer Leiterplatte, die mehrere Chips enthielt, die durch integrierte Schaltkreise verbunden waren. Heutzutage haben viele moderne Prozessoren mehrere CPUs auf demselben Chip, die als Kerne bezeichnet werden.
