Procesor

Procesor (mikroprocesor, µP ili uP) je elektronička komponenta napravljena od minijaturnih tranzistora na jednom čipu (poluprovodničkom integralnom sklopu).

Centralni procesor (en. Central Processing Unit ili samo CPU) je srce svakog računara, iako centralni procesor nije jedini procesor, njega imaju grafička kartica (GPU), zvučna kartica i mnogi drugi dijelovi, ali pod imenom procesor najčešće se misli na centralni procesor (CPU).

Svaki procesor izvana izgleda veoma jednostavno, no on je u svojoj unutrašnjosti jako kompleksan, jer se radi o stotinama miliona tranzistora koji su smješteni u jednom čipu. Prvi put takvo nešto je uspjelo 1971. kada je napravljen prvi procesor Intel 4004, koji doduše mogao samo sabirati i oduzimati, ali su naučnici prvi put uspjeli da u jedan čip smjeste silna integrisana kola i tranzistore, što je dalo poticaj za daljnji razvoj procesora koji su tim napretkom počeli da troše mnogo manje el. energije.

Veoma često se spominje i Moore-ov zakon koji objašnjava da se svakih 18 mjeseci broj tranzistora i brzine udvostručava, a glasi ovako: The complexity of an integrated circuit, with respect to minimum component cost will double in about 18 months.

Kako radi CPU?

Procesor obrađuje i izvršava mašinski kod (binarni) koji mu govori šta da procesor radi. Jedini razumljivi jezik procesoru je mašinski jezik. CPU radi tri osnovne stvari:

• Pomoću ALU (en. Arithmetic/Logic Unit) procesor je u mogućnosti da izvodi osnovne matematičke operacije (sabiranje, oduzimanje, množenje i dijeljenje). Moderni procesori su u mogućnosti da obavljaju i jako komplikovane operacije.
• Procesor prebacuje podatke s jednog memorijskog mjesta na drugi
• Shodno naredbama, procesor može skočiti na novi set instrukcija

Na slici je pokazan najjednostavniji mogući procesor gdje je moguće objasniti principe rada procesora iako se radi o veoma softificiranom dijelu računara (ako ne i najkomplikvanijem). Glavni dijelovi procesora su:

• Artimetričko logička jedinica (ALU)

Dio zadužen za sve matematičke kalkulacije

• Registri

Registri su jednostavne flip-flop zakačke, na slici ih imamo 3, no moderni procesori ih imaju mnogo više.

• Program counter

Dio zadužen, doslovno, za brojanje, shodno naredbi on povečava vrijednost za 1, ili je resetira na 0.

• Intrukcijski registar i dekoder

Dijelovi koji kontrolišu sve ostale dijelove procesora

Poslije obrade podataka, adresna sabirnica šalje adresu memoriji, dok se kroz ulaz i izlaz dobivaju podaci iz memorije, odnosno šalju. Čitanje i pisanje se odnosi na adresiranu memoriju, tj. kada je procesor želi, reset postavlja program counter na 0.

Procesor radi u tijesnoj saradnji sa RAM memorijom, ustvari procesor adresira svaki podatak koji ide na memoriju. RAM memorija je veoma brza, i svi podaci u njoj su brzo dostupni, stoga je bitno imati što više RAM memorije jer CPU onda može adresirati mnogo više podataka.

Šematski prikaz najjednostavnijeg procesora. Moderni procesori su mnogo kompleksniji, no ova shema će pokazati osnove svakog, pa i modernog procesora