Podstawowe komponenty mikroprocesorów

Intel wprowadził pierwszy mikroprocesor w 1971 roku i nazwał go układem 4004. Dzisiejsze mikroprocesory, o wymiarach mniejszych niż dziesięciocentówka, oferują większą moc i możliwości. Centrum komputera, centralna jednostka obliczeniowa (CPU) składa się z jednego lub więcej mikroprocesorów. Wyprodukowane z silikonowego układu scalonego, który zawiera miliony tranzystorów, mikroprocesory przenoszą dane z jednego adresu pamięci do innego miejsca. Procesory podejmują decyzje, a następnie przechodzą do pracy nad nowymi instrukcjami i obliczeniami.

Jednostka arytmetyczno-logiczna

Jednostka arytmetyczno-logiczna" (ALU) wykonuje obliczenia matematyczne, takie jak odejmowanie, dodawanie, dzielenie i funkcje boole'owskie. Funkcje boole'owskie są rodzajem logiki używanej w projektach obwodów. ALU wykonuje również porównania i testy logiczne. Procesor przekazuje sygnały do ALU, która interpretuje instrukcje i wykonuje obliczenia.

• Jednostka arytmetyczno-logiczna" (ALU) wykonuje obliczenia matematyczne, takie jak odejmowanie, dodawanie, dzielenie i funkcje boole'owskie.

Rejestry

Mikroprocesory mają tymczasowe miejsca przechowywania danych zwane rejestrami. Te obszary pamięci przechowują dane, takie jak instrukcje komputerowe, adresy pamięci, znaki i inne dane. Niektóre instrukcje komputerowe mogą wymagać użycia pewnych rejestrów jako części polecenia. Każdy rejestr ma określoną funkcję, taką jak rejestr instrukcji, licznik programu, akumulator i rejestr adresu pamięci. Na przykład rejestr programu przechowuje adres instrukcji pobranych z pamięci o dostępie losowym.

• Mikroprocesory mają tymczasowe miejsca przechowywania danych zwane rejestrami.
  
• Te obszary pamięci przechowują dane, takie jak instrukcje komputerowe, adresy pamięci, znaki i inne dane.

Jednostka sterująca

Jednostki sterujące (CU) otrzymują sygnały z CPU, które nakazują jednostce sterującej przenoszenie danych z mikroprocesora do mikroprocesora. Jednostka sterująca kieruje również jednostką arytmetyczną i logiczną. Jednostki sterujące składają się z wielu elementów, takich jak dekoder, zegar i układy logiki sterującej. Współpracując ze sobą, urządzenia te przekazują sygnały do określonych miejsc w mikroprocesorze.

Na przykład dekoder otrzymuje polecenia z aplikacji. Dekoder interpretuje instrukcje i podejmuje działanie. Wysyła sygnały do ALU lub kieruje rejestry do wykonania określonych zadań. Jednostka logiki sterowania przesyła sygnały do różnych sekcji mikroprocesora i rejestrów, co informuje te komponenty do wykonania działań. Zegar wysyła sygnały, które synchronizują i zapewniają terminowe wykonywanie poleceń i procesów.

• Jednostki sterujące (CU) odbierają sygnały z CPU, który nakazuje jednostce sterującej przenoszenie danych z mikroprocesora do mikroprocesora.
  
• Jednostki logiki sterowania przekazują sygnały do różnych sekcji mikroprocesora i rejestrów, co informuje te komponenty do wykonania działań.

Przewody

Mikroprocesory mają system przewodów, które przenoszą dane. Magistrale odnoszą się do klasyfikacji okablowania, które mają określone zadania i funkcje. Magistrala danych przenosi dane pomiędzy centralną jednostką obliczeniową a pamięcią RAM (random access memory) - podstawową pamięcią komputera. Magistrala sterująca przesyła informacje niezbędne do koordynowania i kontrolowania wielu zadań. Magistrala adresowa przesyła adresy między procesorem a pamięcią RAM dla przetwarzanych danych.

• Mikroprocesory mają system magistral, które przenoszą dane.
  
• Przewód adresowy przesyła adresy między procesorem a pamięcią RAM dla przetwarzanych danych.

Pamięć podręczna

Niektóre zaawansowane mikroprocesory mają pamięć podręczną, która zachowuje ostatnie dane używane przez procesor. Pamięć podręczna przyspiesza proces obliczeniowy, ponieważ procesor nie musi przechodzić do wolniejszej pamięci RAM, aby odzyskać dane. Wiele komputerów ma pamięć podręczną poziomu 1 lub 2; niektóre systemy mają pamięć podręczną poziomu 3. Poziom pamięci podręcznej wskazuje kolejność, w jakiej procesor sprawdza dane, zaczynając od poziomu 1. Producenci często integrują pamięć podręczną poziomu 2 i 3 w mikroprocesorze, co zwiększa szybkość przetwarzania.

• Niektóre zaawansowane mikroprocesory mają pamięć podręczną, która zachowuje ostatnie dane używane przez procesor.
  
• Pamięć podręczna przyspiesza proces obliczeniowy, ponieważ procesor nie musi przechodzić do wolniejszej pamięci RAM, aby pobrać dane.