Procesor

0
55

Procesor (Central Processing Unit – CPU) –  rodzaj układu scalonego przystosowanego do wykonywania dużej liczby operacji obliczeniowych według określonych instrukcji postępowania. Procesor bywa także nazywany jednostką centralną lub centralną jednostką obliczeniową (przetwarzającą). 

Budowa

Podobnie jak inne układy scalone procesory wykonywane są z monokryształów krzemu, na które naniesiono z wykorzystaniem techniki fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych tworzących siatkę tranzystorów. Jego obwody wykonywane są z miedzi lub aluminium.

Typowy procesor zbudowany jest z kilku podstawowych segmentów logicznych, takich jak:

  • ALU – jednostka arytmetyczno-logiczna (arytmometr) wykonująca różnego rodzaju operacje obliczeniowe, których zbiór zależy od zaawansowania procesora.
  • CU – układ sterowania  synchronizacji odpowiedzialny za dekodowanie instrukcji programowych i sterowanie pozostałymi segmentami.
  • Rejestry – komórki pamięci spełniające funkcje przechowywania tymczasowych wyników obliczeń (rejestry danych) oraz adresów lokacji w pamięci operacyjnej (rejestry adresowe). Do innych rejestrów należą: licznik rozkazów (PC) przechowujący adres komórki pamięci zawierającej następne do wykonania polecenie, wskaźnik stosu (SP) zawierający adres wierzchołka stosu, rejestr instrukcji (IR) zawierający kody wykonywanej w danym momencie instrukcji, rejestr flagowy (F) zawierający dodatkowe cechy wyniku przetwarzanej operacji, konieczne do dalszej obróbki danych. Najprostsze wersje mikroprocesorów posiadają jedynie rejestr danych (tzw. akumulator).
  • Wbudowana pamięć podręczna cache, zapewniająca odpowiednie buforowanie danych obliczeniowych.
  • Koprocesor matematyczny zapewniający obsługę skomplikowanych operacji matematycznych.
  • Magistrala przekazująca informacje wewnątrz procesora.

Parametry

Do podstawowych parametrów procesora należy długość słowa (wyrażony w bitach rozmiar rejestru), na którym wykonuje on operacje matematyczne. Innym ważnym parametrem jest szybkość, z jaką przetwarza on polecenia. Szybkość związana jest z częstotliwością taktowania układu. Ważnym parametrem procesora jest także rozmiar elementów tworzących jego strukturę. Im większa skala integracji tym wyższa możliwa częstotliwość pracy i niższe zużycie energii.

Zastosowania

Procesory sterują komputerami, bywają wykorzystywane w układach automatyki przemysłowej, a także coraz częściej w urządzeniach powszechnego użytku: sprzęt AGD, aparatura audio, samochody, systemy nawigacji satelitarnej.

Dodaj komentarz

avatar
  Subscribe  
Powiadom o