Mikroprosessorin osat

Mikroprosessori tai keskusyksikkö (CPU) on sisäinen laitteistokomponentti, joka suorittaa matemaattiset laskelmat, joita tietokoneet tarvitsevat ohjelmien suorittamiseksi ja komentojen suorittamiseksi. Prosessorit on yleensä valmistettu piimateriaalista, jonka pintaan on upotettu pieniä sähkökomponentteja. Tyypillisiä tietokoneohjelmia, joita suorittimen on käsiteltävä, ovat Internet-selaimet, pelit ja videonmuokkausohjelmistot.

Mikroprosessoreissa olevien aritmeettisten logiikkayksiköiden (ALU) avulla tietokoneet voivat lisätä, vähentää, kertoa, jakaa ja suorittaa muita loogisia toimintoja suurilla nopeuksilla. Edistyneiden ALU: iden ansiosta nykyaikaiset mikroprosessorit ja GPU: t (grafiikkaprosessoriyksiköt) pystyvät suorittamaan erittäin monimutkaisia ​​operaatioita suurille liukulukuille.

Välimuisti on CPU: n alue, jonne tallennetaan väliaikaisesti kopiot yleisistä ohjeista, joita tarvitaan toimintojen suorittamiseen ja ohjelmien suorittamiseen. Koska prosessorissa on oma pienempi, nopeampi välimuisti, se pystyy käsittelemään tietoja nopeammin kuin lukemaan ja kirjoittamaan pääjärjestelmän muistiin. Mikroprosessorimuistityyppejä ovat ROM (vain luku) ja RAM (random-access).

Pohjimmiltaan transistorit ovat puolijohdelaitteita, joita käytetään sähköisten signaalien vaihtamiseen. Mikroprosessoreissa suurempi transistoreiden määrä tarkoittaa tehokkaampaa suoritinta. Esimerkiksi Intel Pentium 4 -suorittimissa on noin 40-50 miljoonaa transistoria, kun taas vanhemmissa Pentium 3 -suorittimissa on 9,5 miljoonaa. Useammat transistorit mahdollistavat liukuhihnan ja useiden käskyjen dekooderin, mikä mahdollistaa useiden prosessien suorittamisen jokaisen kellojakson aikana.

Ohjaussignaalit ovat elektronisia signaaleja, jotka ohjaavat prosessorikomponentteja, joita käytetään suorittamaan toiminto tai suorittamaan käsky. "Sekvensoijaksi" kutsuttu elementti lähettää ohjaussignaaleja kertoakseen tietylle yksikölle, mitä sen on tehtävä seuraavaksi. Esimerkiksi välimuistiin voidaan lähettää luku- tai kirjoitussignaali, joka ilmoittaa, että prosessori valmistautuu lukemaan tai kirjoittamaan tietoja prosessorin muistiin.

Prosessorin suorittamaa käskyryhmää kutsutaan sen "käskyjoukoksi". Käskyjoukko määrittää esimerkiksi sen, minkä tyyppisten ohjelmien kanssa suoritin voi toimia. Rekisterit ovat pieniä muistipaikkoja, jotka sisältävät myös ohjeita. Toisin kuin tavalliset muistipaikat, rekistereihin viitataan nimellä numeron sijaan. Esimerkiksi IP (käskyosoitin) sisältää seuraavan käskyn sijainnin, ja "akku" on paikka, johon prosessori tallentaa seuraavan arvon, jota se aikoo työstää.