פעולות שונות של מיקרו-מעבד

מעבד מעבד מטפל בנתונים במערכת מחשב. יחידת העיבוד המרכזית פועלת כמו המוח של מחשב ומורכבת ממיקרו-מעבד אחד או יותר המורכבים מכמה אלפי טרנזיסטורים במעגל משולב יחיד. המיקרו-מעבד עובד בשילוב עם חלקים אחרים של המחשב כדי לחשב פונקציות אריתמטיות ולוגיות לטיפול במשימות באמצעות ערכת הוראות לביצוע כל המשימות בתוך המחשב.

המיקרו-מעבד מקבל קלט מהתקנים, כגון עכבר, מקלדת או סורק, ומבצע פונקציה על הנתונים הללו. הוא מקבל החלטה על סמך הנתונים, המיקרו-מעבד מחשב את המידע ואז הוא שולח התוצאות למכשירי הפלט, כגון צג או מדפסת, כמידע קריא עבור מִשׁתַמֵשׁ. לדוגמה, אם משתמש המשתמש במעבד תמלילים לוחץ על "m" במקלדת, המיקרו-מעבד יקבל זאת וישלח את האות "m" לצג.

היחידה הלוגית האריתמטית אוספת מידע כקלט מאוגרי המעבד והאופרנדים ולאחר מכן עושה את פעולות אריתמטיות (חיבור, חיסור, כפל וחילוק) ופעולות לוגיות (AND, OR ו XOR). במהלך עיבוד הנתונים, ה-ALU בודק תנאים ומתכונן לנקוט בפעולות שונות על סמך התוצאות. ה-ALU גם אוסף נתונים ממקורות נוספים, לרבות מערכות מספרים, הוראות, תזמון ומעגלי ניתוב נתונים, כגון מחברים ומחסירים.

המיקרו-מעבד ניגש ומאחסן הוראות בינאריות בזיכרון, או מעגלים המאחסנים ביטים. זיכרון גישה אקראית הוא זיכרון בקרה המשתמש באוגרים לאחסון זמני של נתונים. המיקרו-מעבד מאחסן נתונים נדיפים המשמשים תוכניות ב-RAM. זיכרון לקריאה בלבד מאחסן נתונים לצמיתות על שבבים עם הוראות מובנות. לוקח יותר זמן לגשת למידע ב-ROM, אבל זה לא מאבד מידע כשמחשב נכבה כמו גם RAM.

יחידת הבקרה מכוונת את זרימת הפעולות והנתונים על ידי בחירת הצהרת תוכנית אחת בכל פעם, פרשנותה ושליחת הודעות ל-ALU או רושמים לביצוע ההוראה. הוא גם מחליט היכן לשמור מידע בזיכרון ועם אילו מכשירים לתקשר על ידי התממשקות עם ALU, זיכרון והתקני קלט/פלט. יחידת הבקרה יכולה גם לכבות מחשב אם היא או מכשיר אחר, כגון מקור הכוח, מזהים תנאים חריגים.

אפיק המערכת מחבר את המיקרו-מעבד לציוד ההיקפי, כגון מקלדת, עכבר, מדפסת, סורק, רמקול או מצלמה דיגיטלית. המיקרו-מעבד שולח ומקבל נתונים דרך אפיק המערכת כדי לתקשר עם הציוד ההיקפי. הוא מתקשר רק עם ציוד היקפי אחד בכל פעם כדי לא לערבב שום מידע ולשלוח אותו למקום הלא נכון. יחידת הבקרה שולטת בתזמון חילופי המידע.