Mikroprotsessorid täidavad miljoneid käske ja arvutusi sekundis.
Intel tutvustas esimest mikroprotsessorit 1971. aastal ja nimetas seda 4004 kiibiks. Tänapäevased mikroprotsessorid, mille mõõtmed on peenrahast väiksemad, pakuvad rohkem võimsust ja võimalusi. Arvuti keskosa, keskprotsessor (CPU) koosneb ühest või mitmest mikroprotsessorist. Miljoneid transistore sisaldavast silikoonkiibist toodetud mikroprotsessorid liigutavad andmeid ühelt mäluaadressilt teise. Protsessorid teevad otsuseid ja seejärel jätkavad tööd uute juhiste ja arvutustega.
Aritmeetika ja loogikaühik
"Aritmeetiline ja loogiline üksus" (ALU) teostab matemaatilisi arvutusi, nagu lahutamine, liitmine, jagamine ja Boole'i funktsioonid. Boole'i funktsioonid on teatud tüüpi loogika, mida kasutatakse vooluringide kujundamisel. ALU teostab ka võrdlusi ja loogikatesti. Protsessor edastab signaalid ALU-le, mis tõlgendab juhiseid ja teostab arvutusi.
Päeva video
Registrid
Mikroprotsessoritel on ajutised andmete hoidmise kohad, mida nimetatakse registriteks. Need mälualad säilitavad andmeid, nagu arvutijuhised, salvestusaadressid, märgid ja muud andmed. Mõned arvutijuhised võivad nõuda teatud registrite kasutamist käsu osana. Igal registril on konkreetne funktsioon, näiteks käsuregister, programmiloendur, akumulaator ja mälu aadressiregister. Näiteks programmiregister sisaldab muutmälust võetud käskude aadressi.
Juhtseade
Juhtmoodulid (CU-d) saavad protsessorilt signaale, mis annavad juhtplokile korralduse andmeid mikroprotsessorilt mikroprotsessorile teisaldada. Juhtplokk juhib ka aritmeetika- ja loogikaüksust. Juhtseadmed koosnevad mitmest komponendist, nagu dekooder, kell ja juhtimisloogikaahelad. Koos töötades edastavad need seadmed signaale mikroprotsessori teatud kohtadesse.
Näiteks saab dekooder rakenduselt käske. Dekooder tõlgendab juhiseid ja tegutseb. See saadab signaale ALU-le või suunab registreid konkreetsete ülesannete täitmiseks. Juhtloogikaseade edastab signaale mikroprotsessori erinevatesse sektsioonidesse ja registritesse, mis teavitab neid komponente toimingute tegemisest. Kell saadab signaale, mis sünkroniseerivad ja tagavad käskude ja protsesside õigeaegse täitmise.
Bussid
Mikroprotsessoritel on siinide süsteem, mis liigutab andmeid. Siinid viitavad juhtmestiku klassifikatsioonidele, millel on konkreetsed ülesanded ja funktsioonid. Andmesiin edastab andmeid keskseadme ja muutmälu (RAM) – arvuti esmase mälu – vahel. Juhtbuss saadab teavet, mis on vajalik mitme ülesande koordineerimiseks ja juhtimiseks. Aadressisiin edastab töödeldavate andmete jaoks aadressi protsessori ja RAM-i vahel.
Vahemälu
Mõnel täiustatud mikroprotsessoril on vahemälu, mis säilitab viimased protsessori kasutatud andmed. Mälu vahemälud kiirendavad arvutusprotsessi, kuna protsessor ei pea andmete toomiseks kasutama aeglasemat RAM-i. Paljudel arvutitel on 1. või 2. taseme vahemälu; mõnel süsteemil on 3. taseme vahemälud. Vahemälu tase näitab järjekorda, milles protsessor andmeid kontrollib, alustades tasemest 1. Tootjad integreerivad sageli mikroprotsessorisse 2. ja 3. taseme vahemälu, mis suurendab töötlemiskiirust.
