Wat zijn de functies van een microprocessor?

Een microprocessor bestuurt alle functies van de CPU, of centrale verwerkingseenheid, van een computer of ander digitaal apparaat. De microprocessor functioneert als een kunstmatig brein. De volledige functie van de CPU wordt bestuurd door een enkele geïntegreerde schakeling. De microprocessor is geprogrammeerd om instructies te geven en te ontvangen van andere componenten van het apparaat. Het systeem kan alles aansturen, van kleine apparaten zoals rekenmachines en mobiele telefoons tot grote auto's.

Drie bedrijven - Intel, Texas Instruments en Garrett Air Research - ontwikkelden rond dezelfde periode microprocessors. Intel's 4004-microprocessor wordt algemeen beschouwd als de eerste microprocessor. Het product werd in 1971 door het bedrijf onthuld. De microprocessor kwam tot stand in 1969 toen een Japans rekenmachinebedrijf genaamd Busicom de ontwikkeling van een klein circuit nodig had om de rekenmachines die ze maakten te besturen.

Microprocessors werken op basis van digitale logica. De drie componenten die de belangrijkste kenmerken van de microprocessor vormen, zijn een reeks digitale instructies, een bepaalde bandbreedte en kloksnelheid die het aantal instructies meet dat een microprocessor kan uitvoeren. Een reeks digitale machine-instructies wordt ontvangen door de microprocessor. De ALU, of rekenkundige logische eenheid, van de processor voert een reeks berekeningen uit op basis van de ontvangen instructies. Bovendien verplaatst het apparaat gegevens van het ene geheugen naar het andere en heeft het de capaciteit om van de ene set instructies naar de andere te springen.

De microprocessor functioneert via twee geheugens. Het alleen-lezen geheugen, of ROM, is een programma met een vaste set instructies en is geprogrammeerd met een vaste set bytes. Het andere geheugen is het RAM, of random access, geheugen. Het aantal bytes in dit geheugen is variabel en is van korte duur. Als de stroom wordt uitgeschakeld, wordt het RAM-geheugen weggevaagd. De ROM heeft een klein programma dat het BIOS wordt genoemd, of het basisinvoer-uitvoersysteem. Het BIOS test de hardware op de machine wanneer deze opstart. Het haalt dan een ander programma in het ROM op, de opstartsector. Dit opstartsectorprogramma voert een reeks instructies uit die helpen om de computer effectief te gebruiken.

Computers zijn niet alleen gegevensverwerkers. Microprocessors moeten instructies in data-, audio- en videoformaten kunnen uitvoeren. Ze moeten een reeks multimedia-effecten ondersteunen. Een 32-bits microprocessor is essentieel om multimediasoftware te ondersteunen. Met de komst van internet zouden microprocessors de capaciteit moeten hebben om virtueel geheugen en fysiek geheugen te ondersteunen. Ze moeten kunnen werken met DSP- of digitale signaalprocessors om audio-video- en afspeelformaten te verwerken. Snelle microprocessors hebben geen DSP nodig.

In dit digitale tijdperk zijn er maar heel weinig gadgets die geen microprocessor bevatten. Vooruitgang in de geneeskunde, weersvoorspellingen, auto's, communicatie, design en wetenschappelijke experimenten waren het resultaat van de ontwikkeling van digitale gadgets met microprocessors. Automatisering voor moeilijke handmatige klussen is mogelijk dankzij de microprocessor. De digitale logica van microprocessors heeft geleid tot grotere efficiëntie en snelheid in alle aspecten van het leven. Het potentieel van het gebruik van microprocessors is daarom enorm. Microprocessors zorgen voor lichtere, draagbare machines, beeldvormings- en communicatiesystemen die de levensstijl op wereldschaal hebben en zullen verbeteren.