Funkcija i organizacija centralnog procesora

FUNKCIJA I ORGANIZACIJA CENTRALNOG PROCESORA

Sadržaj – Cilj ovog seminarskog rada je da se opiše funkcija i organizacija centralnog procesora
Ključne reči – CPU, Procesor

 
1. Uvod
Procesor (CPU – Central Processing Unit) je deo računarskog sistema koji izvršava naredbu kompjuterskog  programa,  i  on  je  primarni  element  koji  izvršava  kompjutersku  funkciju. Centralna procesorska jedinica  obavlja sve naredbe programa u nizu, da bi izvela osnovne aritmetičke,  logičke  i  ulazno / izlazne  operacije   sistema.  Ovaj  termin  je  u  upotrebi  u kompjuterskoj  industriji  bar  od  ranih  1960-ih  godina.  Oblik,   dizajn  i  implementacija procesora se dramatično promenila od najranijih primera, ali njihova osnovna operacija ostaje ista.

 
2. Procesor
Brzina procesora je broj operacija koje procesor može da obradi u jednoj sekundi. Izražava se u MIPS (Milion Instruction Per Second) ili u MFLOPS (Milion Floating Point Operations Per Second), a ne u MHz, kako se  standardno označavaju. Na starim računarima postojao je i matematički koprecesor, koji je omogućavao operacije sa decimalnim brojevima, a danas je to sastavni deo centralnog procesora.
Prvi koji je predložio pamćenje niza instrukcija instrukcija u istoj memoriji gde se nalaze i podaci, bio je  mađar John von Neumann. On je to napisao 1945. godine u svom “Prvom nacrtu izveštaja o EDVAC-u”. Procesor se može podeliti na četiri glavna elementa. Ti elementi su:
•    Adresna jedinica (Address Unit) koja ima zadatak da upravlja pristupom memoriji i njenom zaštitom. Na  primer ona proverava da li je dozvoljen pristup određenoj zoni memorije, što može da bude izuzetno značajno u multitasking okruženjima.
•    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.
•    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.
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 (ALU – Arithmetic and Logical Unit ). U ovoj jedinici se obavljaju peracije 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.