Vsaka računalniška naprava, od preprostih igrač do velikih poslovnih sistemov, ima ključno komponento, imenovano centralna procesna enota. CPU izvaja izračune, izvaja logične primerjave in podatke premika do milijard krat na sekundo. Deluje tako, da eno za drugim izvaja preprosta navodila, ki jih sproži glavni časovni signal, ki poganja celoten računalnik.
Opis
Procesor procesorja je računalniški čip velikosti vžigalice. V embalaži je silicijev pravokotnik, ki vsebuje milijone tranzistoriziranih vezij. Iz naprave štrli na ducate kovinskih zatičev, od katerih vsak prenaša elektronske signale v čip in iz njega. Čip se priklopi v vtičnico na vezju računalnika in komunicira s pomnilnikom, trdimi diski, zasloni in drugimi napravami, zunaj CPU.
Ura
Časovno vezje, imenovano ura, pošilja električne impulze na CPU. Odvisno od procesorja lahko ura deluje s hitrostmi od sto tisoč do milijard ciklov na sekundo. Impulzi poganjajo aktivnost znotraj CPU; ker so druga vezja odvisna od iste ure, ta sinhronizira zapletene dogodke v računalniku.
Navodila
Vsi CPU imajo nabor ukazov - seznam dejanj, ki jih izvaja procesor, vključno z dodajanjem številk, primerjavo dveh kosov podatkov in premikanjem podatkov v CPU. Programska oprema, ki jo uporabljate v računalniku, je sestavljena iz milijonov navodil CPU, ki so zaporedoma določena; Navodila so zelo preproste operacije, zato jih CPU izvaja veliko za izpolnitev pomembnih nalog. Nekatere družine procesorjev, na primer tiste, ki se uporabljajo v namiznih računalnikih, uporabljajo isti nabor navodil, ki jim omogoča zagon iste programske opreme. CPU zunaj družine izdelkov lahko uporabljajo drugačna navodila; iPad-ov CPU ima na primer drugačna navodila kot tisti, v katerem je nameščen prenosnik s sistemom Windows.
ALU
Procesorji imajo vezje, imenovano aritmetična in logična enota, ki izvaja izračune in primerjave. Aritmetika, ki jo izvaja večina CPU, je osnovno množenje, seštevanje, deljenje in odštevanje; zapletena matematika, kot so statistične funkcije, so kombinacije številnih preprostih operacij, ki se izvajajo pri visoki hitrosti. ALU izvaja tudi logične primerjave med dvema podatkovnima postavkama, da ugotovi, ali sta enaki ali je ena večja od druge.
Kontrolna enota
CPU vsebuje nadzorno enoto, ki usklajuje dejavnosti med drugimi delovnimi deli procesorja. Krmilna enota razdeli vsako navodilo na niz dejanj in usmerja različne podsisteme CPU, da izvedejo dejanja. Na primer, krmilna enota lahko usmerja ALU, da pomnoži dve števili skupaj in nato rezultatu doda tretjo številko.
Spomin
Procesorski čip ima omejeno količino zelo hitrega pomnilnika. Ima vrsto skladiščnih prostorov, imenovanih registri, na katere ALU deluje neposredno. Na primer, ALU lahko hitro doda številko iz registra 2 k vsebini registra 1. CPU hrani tudi nedavno uporabljena navodila in podatke na področju, imenovanem predpomnilnik, ki izboljša učinkovitost računalnika. V programu, ki na primer pomnoži ceno s količino, CPU te številke poišče v svojem začasnem pomnilniku. Če jih najde, to prihrani procesorju dodatno delo pri pridobivanju številk iz pomnilniških čipov zunaj CPU-ja.
