A mikroprocesszorok több millió parancsot és számítást hajtanak végre másodpercenként.
Az Intel 1971-ben mutatta be az első mikroprocesszort, és 4004 chipnek nevezte el. A mai, egy fillérnél kisebb méretű mikroprocesszorok nagyobb teljesítményt és képességeket kínálnak. A számítógép közepe, a központi feldolgozó egység (CPU) egy vagy több mikroprocesszorból áll. A több millió tranzisztort tartalmazó szilikon chipből készült mikroprocesszorok az adatokat egyik memóriacímről egy másik helyre mozgatják. A CPU-k döntéseket hoznak, majd új utasításokon és számításokon dolgoznak.
Aritmetikai és logikai egység
Az "aritmetikai és logikai egység" (ALU) matematikai számításokat hajt végre, például kivonást, összeadást, osztást és logikai függvényeket. A logikai függvények az áramkörök tervezésénél használt logikai típusok. Az ALU összehasonlításokat és logikai tesztelést is végez. A processzor jeleket továbbít az ALU-nak, amely értelmezi az utasításokat és elvégzi a számításokat.
A nap videója
Regisztrálok
A mikroprocesszoroknak vannak ideiglenes adattároló helyei, úgynevezett regiszterek. Ezek a memóriaterületek tárolnak adatokat, például számítógépes utasításokat, tárolási címeket, karaktereket és egyéb adatokat. Egyes számítógépes utasítások megkövetelhetik bizonyos regiszterek használatát egy parancs részeként. Minden regiszternek van egy meghatározott funkciója, például utasításregiszter, programszámláló, akkumulátor és memóriacímregiszter. Például egy programregiszter tartalmazza a véletlen elérésű memóriából vett utasítások címét.
Vezérlőegység
A vezérlőegységek (CU-k) jeleket kapnak a CPU-tól, ami arra utasítja a vezérlőegységet, hogy az adatokat mikroprocesszorról mikroprocesszorra mozgassa. A vezérlőegység irányítja az aritmetikai és logikai egységet is. A vezérlőegységek több összetevőből állnak, mint például dekóder, óra és vezérlő logikai áramkörök. Együtt dolgozva ezek az eszközök jeleket továbbítanak a mikroprocesszor bizonyos helyeire.
Például a dekóder parancsokat kap egy alkalmazástól. A dekóder értelmezi az utasításokat és végrehajt egy műveletet. Jeleket küld az ALU-nak, vagy regisztereket irányít meghatározott feladatok végrehajtására. A vezérlő logikai egység jeleket továbbít a mikroprocesszor és a regiszterek különböző szakaszaihoz, amely tájékoztatja ezeket a komponenseket a műveletek végrehajtásáról. Az óra olyan jeleket küld, amelyek szinkronizálják és biztosítják a parancsok és folyamatok időben történő végrehajtását.
Buszok
A mikroprocesszoroknak van egy buszrendszerük, amely adatokat mozgat. A buszok meghatározott feladatokkal és funkciókkal rendelkező vezetékek osztályozására utalnak. Az adatbusz az adatokat a központi feldolgozó egység és a véletlen elérésű memória (RAM) – a számítógép elsődleges memóriája – között továbbítja. A vezérlőbusz több feladat koordinálásához és vezérléséhez szükséges információkat küld. A címbusz továbbítja a címet a CPU és a RAM között a feldolgozott adatokhoz.
Cache memória
Egyes fejlett mikroprocesszorok memória-gyorsítótárral rendelkeznek, amelyek megőrzik a CPU által utoljára használt adatokat. A memória gyorsítótárak felgyorsítják a számítási folyamatot, mivel a CPU-nak nem kell a lassabb RAM-ra mennie az adatok lekéréséhez. Sok számítógép rendelkezik 1. vagy 2. szintű gyorsítótárral; egyes rendszerek 3. szintű gyorsítótárral rendelkeznek. A gyorsítótár szintje azt a sorrendet jelzi, amelyben a CPU az 1-es szinttől kezdve ellenőrzi az adatokat. A gyártók gyakran 2. és 3. szintű gyorsítótárat építenek be a mikroprocesszorba, ami növeli a feldolgozási sebességet.
