CPU – Centralna procesorska jedinica

CPU- CENTRALNA PROCESORSKA JEDINICA
1. UVOD

Glavna kompjuterska komponenta naziva se centralna procesorska jedinica (Central Processing Unit) ili skraćeno CPU. CPU je u stvari jedan veoma mali komad silicijuma i cesto se naziva silikonski čip ili procesorski čip. Ovaj sićušni deo je mozak kompjutera. On je za komjuter isto sto i motor za automobil iz razloga što on sarađuje sa svim ostalim delovima kompjutera. U njegovom sastavu su upravljačka, aritmetičko logička jedinica i registri, što mu u stvari omogućava da upravlja radom čitavog računara. Što je brži čip to je brži i celi kompjuter. CPU je takođe odgovoran za pravilno izvršavanje svih funkcija mikroračunara. CPU generiše većinu impulsa za kontrolu vremenskog redosleda po kome spoljne jedinice komuniciraju sa računarom. Većinu upravljačkih funkcija računara vrši hardver ili mašina sa konačnim brojem stanja ili FSN (Finite-State-Machine), koja je deo CPU-a. Ova mašina primorava procesor da sekvencijalno izvršava naredbe upisanog programa. Kad uključimo napajanje računara, FSM zna odakle treba da očita prvu naredbu iz programa. Kada preuzme neku naredbu, upiše je u registar naredbi gde se dekodira.
Mikroprocesor se u principu može podeliti na četiri glavna elementa, koja su šematski prikazana na slici 1. Ti elementi su:
a) Adresna jedinica (Address Unit) koja ima zadatak da upravlja pristupom memoriji injenom zaštitom. Na primer ona proverava da li je dozvoljen pristup određenoj zoni memorije, što može da bude izuzetno značajno u multitasking okruženjima.
b) Jedinica magistrala ili ulazno izlazna jedinica (BUS Unit) predstavlja mesto preko koga se mikroprocesor povezuje sa spoljašnjim svetom, to jest prima i šalje podatke. Ova jedinica takođe pristupa instrukcijama koje se nalaze u memoriji.
c) Instrukcijska jedinica (Istruction Unit) prihvata instrukcije koje dolaze iz jedinice magistrala i dekoduje ih (prepoznaje ih), pa ih u odgovarajućem formatu šalje u izvršnu jedinicu.
d) Izvršna jedinica (Execution Unit) je srce mikroprocesora. Ona se, kao što se sa slike 1 vidi, sastoji od tri glavna dela:
• Aritmetička i logička jedinica (Arithmetic and Logical Unit) – ALU. U ovoj jedinici se obavljaju operacije koje su zadane instrukcijom.
• Skup registara. Uloga registara je da privremeno sačuva podatke koji su potrebni da bi se obavila zadata instrukcija. Broj registara, njhova vrsta i veličina (broj bitova) je različita kod različitih mikroprocesora. Veličina registara određuje bitnost procesora. Kada se kaže da je, na primer, Pentijum procesor 32-bitni, to znači da njegovi registri imaju veličinu od 32 bita.
• Mikrokod je blok u kome se nalazi skup instrukcija i tabela na osnovnom nivou koje kontrolišu i određuju rad samog mikroprocesora.
Slika 1. Osnovni elementi mikroprocesora
2. FUNKCIJE PROCESORA

Procesor (centralni procesor, centralna jedinica) predstavlja programski upravljan digitalni uređaj koji obavlja sledeće funkcije:
• na osnovu instrukcija obrađuje podatke izvršavanjem nad njima relativno prostih operacija-mašinskih operacija;
• donosi odluke u procesu obrade o toku odvijanja izvršenja instrukcija programa;
• upravlja ostalim komponentama računara;
• obezbeđuje prenos podataka između komponenata računara, kao i razmenu podataka sa spoljnim okruženjem.
Procesor radi izvršavajući program smešten u operativnu memoriju, koji se sastoji od sledećih aktivnosti:
• prenos (pozivanje) svake instrukcije iz operativne memorije u upravljačku jedinicu;
• prenos podataka iz operativne memorije ili registra procesora u aritmetičko-logičku jedinicu;
• izvršenje (realizacija) operacije predviđene tom instrukcijom;