3. Centrālais procesors

Datora korpusā atrodas viena no tā galvenajām sastāvdaļām – centrālais procesors (Central Procesor Unit – CPU).

 

Centrālais procesors ir augstas integrācijas pakāpes mikroshēma, tāpēc to sauc arī par mikroprocesoru vai saīsināti – vienkārši par procesoru.

 

Centrālais procesors ir datora mezgls, kas pēc norādītās programmas, realizē datu matemātisko un loģisko apstrādi un attiecīgajos momentos ierosina pārējo mezglu darbību. Centrālais procesors var nebūt vienīgais procesors datorā, jo procesorus var saturēt arī citas datora sastāvdaļas, piemēram, video karte. Šo procesoru uzdevums ir daļēji atvieglot centrālā procesora uzdevumus no specifisko ievad/izvad uzdevumu veikšanas.

 

Centrālais procesors ir arī personālā datora sastāvdaļa, kas veic datu apstrādi un ļauj datoram darboties. Dažkārt to dēvē par datora "smadzenēm". Datu apstrādes gaitā procesors veic instrukciju interpretāciju un vada citu datora bloku darbību. To parasti dzesē ar siltuma atvadošu radiatoru un ventilatoru. Procesors tieši ietekmē datora ātrdarbību. Centrālā procesora veiktspēja ir atkarīga gan no tā tipa, gan takts frekvences, kuru mēra MHz.

 

Centrālā procesora darbība, neskatoties uz to fizisko formu, ir izpildīt uzkrāto instrukciju secību, kuru sauc par programmu. Programma ir skaitļu sērija, kura tiek turētu kādā datora atmiņas ierīcē. Ir četri soļi, kurus lieto gandrīz visi centālie procesori to darbībā: saņemt, atšifrēt, izpildīt, un atbildēt.

 

 

- vadības ierīce (angļu: Control Unit - CU) atkodē no atmiņas saņemtās komandas un formē to izpildei nepieciešamos vadības signālus, kā arī atkarībā no loģisko komandu rezultātiem realizē vadības maiņu (izpilda to vai citu komandu);

 

- aritmētiski loģiskā ierīce (angļu: Aritmetic Logic Unit - ALU) izpilda aritmētiskās (saskaitīšana, atņemšana, reizināšana, dalīšana), loģiskās (skaitļu salīdzināšanu) un citas datu apstrādes operācijas.

 

- reģistru bloks, kas satur reģistrus - maza apjoma, ātrdarbīgu atmiņu, kas paredzēta datu īslaicīgai glabāšanai. Universālos reģistrus izmanto starprezultātu glabāšanai, bet atmiņas reģistros esošos datus -  datu vai komandas adreses veidošanai. Procesors satur arī specializētus reģistrus, kas ir paredzēti konkrētai informācijai, piemēram, komandas koda vai nākamās izpildāmās komandas adresei.

 

- kešatmiņa, kura tiek izmantota komandu, datu un starprezultātu glabāšanai. Šādas atmiņas izmantošana uzlabo procesora ātrdarbību, jo datu nolasīšanai vai ierakstīšanai brīvpiekļuves atmiņā, salīdzinot ar kešatmiņu ir nepieciešams ilgāks laiks.

 

 

- tips, kuru raksturo izgatavošanas tehnoloģija un izgatavotājfirma. Personālajos datoros izmanto firmas Intel Pentium, Celeron, Xeon modeļus. Savukārt firma AMD piedāvā analogus modeļus Athlon, Opteron, Phenom. Jāatzīmē, ka tehnoloģija attīstās ļoti ātri un regulāri parādās jauni un labāki procesori;

 

- taktsātrums, kas raksturo procesora ātrdarbību. To mēra megahercos (MHz) un jaunākajiem modeļiem – gigahercos (GHz). Megahercs ir miljons, bet gigahercs – miljards ciklu sekundē;

 

- datu apjoms (aritmētiskās loģiskās vienības vienlaicīgi apstrādājamo datu apjoms). 8-bitu ALU var darboties ar 8-bitus gariem skaitļiem, bet 32-bitu ALU var darboties ar 32-bitu skaitļiem. Daudzos gadījumos ārējā datu maģistrāle ir vienā platumā ar ALU, bet ne vienmēr. Intel 8088 bija 16-bitu ALU un 8-bitu maģistrāle, kamēr mūsdienu Pentium IV ir 32-bitu ALU un 64-bitu maģistrāle.