Unitatea centrală de prelucrare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Pagina „CPU” trimite aici. Pentru alte sensuri vedeți CPU (dezambiguizare).
Imagine indisponibilă Imagine indisponibilă

Unitatea centrală de prelucrare sau unitatea centrală de procesare (UCP, engleză Central processing unit, CPU) este hardware-ul într-un sistem informatic care execută instrucțiunile unui program de calculator realizând operațiuni aritmetice și logice, precum și operațiunile de intrare / ieșire ale sistemului. Termenul a fost utilizat în industria calculatoarelor cel puțin la începutul anilor 1960.[1] Forma, designul și implementarea CPU-rilor s-au schimbat de-a lungul istoriei lor, dar funcția de bază a rămas la fel.

În dispozitivele mobile sunt folosite pe scară largă procesoare bazate pe arhitectura ARM.

Unitatea centrala de prelucrare (UCP)

Componenta cea mai complexa este unitatea centrala de prelucrare, cu structura de mai jos. Activitatea sa este "pilotată" de un semnal de ceas a cărui frecvență  este de ordinul MHz-ilor sau GHz-ilor.

Componentele principale ale UCP sunt urmatoarele:

- Unitatea aritmetica ș i logica (UAL): executa prelucrarile

datelor.

- Registrele: Reprezinta o memorie interna (locala) pentru UCP.

- Unitatea de comanda și control (UCC): controleaza functionarea UCP și deci a calculatorului.

- Interconexiunile din cadrul UCP: asigura comunicatia dintre UAL, registre și UCC; sunt realizate sub forma unei magistrale, numita magistrala interna a UCP.

Unitatea aritmetica și logica (UAL)

UAL implementeaza diferite operatii aritmetice și logice asupra operanzilor obtinuti din memorie. Contine, în principal, un circuit logic pentru adunare, numit sumator, toate operatiile aritmetice reducându-se la o succesiune de operatii de adunare.

- transferuri de date între registre și între acestea și memorie;

- operatii aritmetice cu operanzii adresati de UCC;

- operatii logice (SI, SAU, NU) cu operanzii adresati de UCC;

- operatii de deplasare a continutului unui registru sau locatie de memorie;

- operatii de comparatie a doi operanzi.

UAL genereaza informatii referitoare la rezultatul ultimei instructiuni aritmetice și logice executate. Acestea se refera la semnul rezultatului, la paritatea acestuia (par sau impar), daca rezultatul este nul sau nenul etc.

Registrele

Setul de registre din cadrul UCP pastreaza temporar operanzii unei operatii aritmetice sau logice, rezultatele intermediare și finale, sau adresele acestora. Utilizarea registrelor creste viteza de prelucrare, eliminând necesitatea accesului repetat la memorie. Ele reprezinta deci o memorie interna temporara foarte rapida.

Unele registre pot avea functii dedicate, altele se pot utiliza pentru orice operatii, fiind registre generale. O parte din registre nu sunt accesibile prin program, fiind registre de lucru (de exemplu, registrul de instructiuni, care pastreaza instructiunea curenta (cea care se executa la un moment dat).

Unitatea de comanda și control (UCC)

UCC coordoneaza activitatea calculatorului:

- adreseaza si extrage din memoria principala instructiunile binare ale programului;

- decodifica (interpreteaza) instructiunile și genereaza secventa semnalelor de comanda necesare catre toate celelalte unitati functionale ale calculatorului; ca urmare a acestor semnale instructiunea curenta este executata;

- in plus, UCC analizeaza semnalele de stare si sincronizare ce provin de la celelalte unitati functionale ale calculatorului si ca urmare poate schimba succesiunea semnalelor de comanda pe care le genereaza. La terminarea executiei instructiunii curente, se trece la instructiunea urmatoare.

Tot in cadrul UCC se includ si circuitele pentru generarea adreselor, care calculeaza adresele (pentru memoria principala, pentru porturi de I/O, pentru registrele interne ale UCP) pe baza informatiilor binare din corpul instructiunilor.

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ Weik, Martin H. (1961). A Third Survey of Domestic Electronic Digital Computing Systems. Ballistic Research Laboratories. http://ed-thelen.org/comp-hist/BRL61.html.