Централна процесорска јединица (CPU)

Централна процесорска јединица(CPU)

• Централна процесоркса јединица је скуп електронских кола унутар рачунара на којима се извршавају инструкције рачунарског програма путем извођења основних аритметичких,логичких,контролних и улазно излазних операција.Познат је и као мозак рачунара и извршава инструкције програма и обавља основне прорачуне. Поред централног процесора постоје и процесори специјалних намена као што су процесори сигнала и графички процесори. Сам по себи процесор не чини рачунар, али је један од најважнијих делова сваког рачунара. Главне ЦПУ компоненте су аритметичко-логичка јединица која врши аритметичке и логичке операције, процесорски регистри који снабдевају операндима АЛУ и чувају резултате АЛУ операција, и контролна јединица која оркестрира преузимање и извршава инструкције усмеравајући координисане операције АЛУ, регистара и других компоненти.Већина модерних процесора су микропроцесори, што значи да су садржани на јединичном интегралном колу или чипу. Постоји неколико генерација а код првих главне компоненте биле су аритметичко логичке јединице и управљачка јединица.

Историја

Први процесори су били механички и практично нису били засебан део рачунара затим електромеханички па на бази електронских вакуумских цеви и били су јако велики. До значајног смањења димензија и повећања перформанси дошло је употребом транзистора и у другој половини 20. века интегралних кола .

Рани рачунари као што је ENIAC су морали да се физички измене да би обављали различите задатке, те су стога те машине називане „рачунарима са фиксним програмом”. Пошто је термин „ЦПУ” генерално дефинисан као уређај за извршавање софтвера , најранији уређаји који се с правом могу називати процесорским су били рачунари са сачуваним програмом.

Организација процесора

Централни процесори обично садрже Аритметичко логичку јединицу, операциону јединицу,управљачку јединицу,регистре,подсистем за везивање са меморијом и периферијама.

• Управљачку јединицу, која управља радом осталих компоненти, конкретно операционе јединице. У раним данима рачунарства се функционалност управљачке јединице махом реализовала хардверски , док се данас типично користи микропрограмска реализација, где се рад процесора, укључујући и његов скуп инструкција, имплементира кроз микропрограм.

• Операциону јединицу која,која типично садржиː

• Аритметичко логичка јединица је део процесора у коме се изводе аритметичке и логичке операције.Операције се изводе у електронским компонентама које се изграђују у складу са правилима дигиталне логике. Подаци се у Ариметичко логичкој јединице преносе преко регистара. У савременим рачунарима АЛУ се не имплементира као јединствена јединица већ су функције АЛУ дислоциране у различите специјализоване јединице.
• Регистре, који служе за привремено складиштење података при извршавању програма, као и за чување информација о тренутном стању програма који се извршава
• Подсистем за везивање са меморијом и периферијама

Подела процесора

По томе колико инструкција и са колико података раде у једном коракуː

• извршавају више независних инструкција, сваку на једном, заједничком, податку.
  • једну инструкцију са једним податком . Подваријанта могу да у току извршавања одреде које парове инструкција и података могу да изврше у исто време и то и учине.
  • једну инструкцију извршавају на више података одједном.
  • извршавају више независних инструкција, сваку на својим подацима.

Функционалне јединице

Функционалне јединице најчешће постоје код већине савремених рачунара. Banch Control Element Unit се користи при обради захтева заподацима и инструкцијама из кеш меморије ,превођење виртуалних у апсолутне адресе. Instruction unti се користи за декодирање инструкција и одређивање њихових компоненти. Adress Generation Unit се користи за генерисање адреса које треба сачувати или са којих треба напунити вредност. Load Unit се користи за пријем и чување података при њиховом читању у L1 кеш податке,обезбеђује поравнање , конверзију између записа бројева различитих дужина .

Произвођачи микропроцесора

Постоји већи број произвођача микропроцесора, а међу њима се истичу: AMD, Intel, Мotorola, IBM,Transmeta, Qualcomm.