Mikroprosessorin eri toiminnot

Mikroprosessori käsittelee tietoja tietokonejärjestelmässä. Keskusyksikkö toimii tietokoneen aivoina ja koostuu yhdestä tai useammasta mikroprosessorista, jotka koostuvat useista tuhansista transistoreista yhdessä integroidussa piirissä. Mikroprosessori toimii yhdessä muiden tietokoneen osien kanssa laskeakseen aritmeettisia ja loogisia toimintoja tehtävien käsittelemiseksi käyttäen käskysarjaa kaikkien tietokoneen tehtävien suorittamiseen.

Mikroprosessori hyväksyy syötteitä laitteista, kuten hiirestä, näppäimistöstä tai skannerista, ja suorittaa toiminnon näille tiedoille. Se tekee päätöksen tietojen perusteella, mikroprosessori laskee tiedot ja lähettää sitten tulokset tulostelaitteisiin, kuten näyttöön tai tulostimeen, luettavissa oleviksi tiedoiksi käyttäjä. Jos esimerkiksi tekstinkäsittelyohjelmaa käyttävä käyttäjä painaa näppäimistön "m", mikroprosessori hyväksyy sen ja lähettää kirjaimen "m" näyttöön.

Aritmeettinen logiikkayksikkö kerää syötteenä tiedot CPU: n rekistereistä ja operandeista ja suorittaa sitten aritmeettiset operaatiot (yhteen-, vähennys-, kerto- ja jakolasku) ja logiikkaoperaatiot (AND, OR ja XOR). Tietojen käsittelyn aikana ALU testaa olosuhteita ja valmistautuu erilaisiin toimenpiteisiin tulosten perusteella. ALU kerää tietoja myös muista lähteistä, kuten lukujärjestelmistä, käskyistä, ajoitus- ja tiedonreitityspiireistä, kuten summaimista ja vähennyksistä.

Mikroprosessori käyttää ja tallentaa binäärikäskyjä muistiin tai piireihin, jotka tallentavat bittejä. Random access -muisti on ohjausmuisti, joka käyttää rekistereitä tietojen väliaikaiseen tallentamiseen. Mikroprosessori tallentaa ohjelmien käyttämää haihtuvaa dataa RAM-muistiin. Vain lukumuisti tallentaa tiedot pysyvästi siruille sisäänrakennetuilla ohjeilla. ROM-muistissa olevien tietojen käyttö kestää kauemmin, mutta se ei menetä tietoja, kun tietokone sammuu, kuten myös RAM.

Ohjausyksikkö ohjaa toimintojen ja datan kulkua valitsemalla yhden ohjelmakäskyn kerrallaan, tulkitsemalla sen ja lähettämällä viestejä ALU: lle tai rekistereille käskyn suorittamiseksi. Se myös päättää, missä tiedot säilytetään muistissa ja minkä laitteiden kanssa kommunikoidaan liittämällä ALU, muisti ja syöttö-/tulostuslaitteet. Ohjausyksikkö voi myös sammuttaa tietokoneen, jos se tai jokin muu laite, kuten virtalähde, havaitsee epänormaalit olosuhteet.

Järjestelmäväylä yhdistää mikroprosessorin oheislaitteisiin, kuten näppäimistöön, hiiriin, tulostimeen, skanneriin, kaiuttimeen tai digitaalikameraan. Mikroprosessori lähettää ja vastaanottaa tietoja järjestelmäväylän kautta kommunikoidakseen oheislaitteiden kanssa. Se kommunikoi vain yhden oheislaitteen kanssa kerrallaan, jotta se ei sekoita tietoja ja lähetä sitä väärään paikkaan. Ohjausyksikkö ohjaa tiedonvaihdon ajoitusta.