واحد پردازشگر مرکزی

سی پی یو

تعداد بازدید: 2213
کد مطلب: 14874
تاریخ انتشار: 23:28 03 اسفند 1391

سی پی یو

 
 

واحد پردازشگر مرکزی Central Processing Unit) CPU ) را می توان  به عنوان مغز کامپیوتر در نظر گرفت که مسئولیت کنترل تمامی محاسبات ریاضی و منطقی ،عملیات ها و قسمت های مختلف بر عهده این قطعه است .پردازنده ها از میلیارد ها ترانزیستور تشکیل شده اند  که  قادر به انجام چند میلیارد عملیات در ثانیه هستند.

 
 

اولین پردازنده در سال 1971 میلادی  با نام INTEL 4004 ساخته شد.این پردازنده چندان قوی نبود و فقط قادر به جمع و تفریق 4 بیتی بود.در آن زمان کامپیوتر ها از مجموعه ای از مدار های الکترونیکی و Chip  ها ساخته میشدند ولی پردازنده ی 4004 فقط بر روی یک Chip قرار داشت به همین دلیل این پردازنده در زمان خود حائز اهمیت بود.

اولین پردازنده ای که بر روی سیستم خانگی قرار گرفت یک پردازنده 8 بیتی کامل با نام INTEL 8080 بود .و نخستین پردازنده ای که به صورت تجاری عرضه شد و بسیار مورد توجه قرار گرفت INTEL 8088 بود که در سال 1979 عرضه شد.

سیر تکامل پردازنده ها از 8088 شروع شد و در ادامه پردازنده های 80280 ، 80386 ،80486 ،Pentium ، Pentium1 ، Pentium2 ، Pentium3 ، Pentium4 توسط شرکت INTEL طراحی و روانه ی بازار شدند.

 
 
  1. ALU واحد محاسبه و منطق
  2. CU  واحد کنترل
  3. REGISTER ثبات
  4. CACHE حافظه پنهانی

  • واحد محاسبه و منطق : وظیفه ی اصلی این بخش انجام محاسبات ریاضی(جمع،تفریق،ضرب،تفریق)محاسبات منطقی(AND,OR,NAND,XOR) مقایسه ی داده ها و امثال آن را دارد.
  • واحد کنترل : همانند سیستم عصبی بدن است این واحد هیچ گونه عملیات پردازشی انجام نمی دهد و تنها وظیفه ی کنترل و هماهنگ کردن اطلاعات ورودی ،خروجی و عملیات های داخلی CPU   را بر عهده دارد.
  • ثبات :  ثبات ها حافظه های بسیار کوچکی هستند که درون CPU قرار دارند و جهت نگه داری اطلاعات حاصل از محاسبات یا آدرس خانه های حافظه درون CPU تعبیه شده اند.به طور کلی هر گاه CPU  بخواهد عملیاتی را انجام دهد از ثبات استفاده می کند.

  • حافظه پنهانی : هنگام اجرای هر برنامه ای ابتدا برنامه از حافظه ی اصلی بر روی RAM بارگذاری میشود و سپس CPU برنامه را از RAM  می خواند و عملیات های خواسته شده را انجام میدهد.ولی سرعت CPU از RAM بسیار بیش تر است به همین دلیل هر بار سی پی یو زمان زیادی منتظر می ماند تا اطلاعات از رم برسد که این وقفه سرعت پردازش را پایین می اورد برای رفع این مشکل درون سی پی یو حافظه ای قرار دادند که سرعت آن با سی پی یو برابر است و اطلاعاتی که بیش تر مورد نیاز سی پی یو است در این حافظه قرار میگیرد و سرعت پردازش را تا حد زیادی بالا میبرند.
 
 
  1. Clock Pulse سرعت ساعت : مدت زمانی که طول می کشد تا cpu یک دستور را پردازش کند یک clock  می گویند. حال هرچه میزان کلاک پالس ما بیش تر باشد سرعت پردازشگر ما هم بیشتر می شود ولی اگر کلاک پالس را افزایش دهیم دمای پردازشگر هم زیاد میشود به همین دلیل  نمی توان کلاک پالس را از یک حد بیش تر کرد. سرعت اولین نسل پردازشگر 8080 حدود 2MHz (2 میلیون عملیات در ثانیه)بود در حالی که سرعت پردازشگر های امروزی به چند GHz (میلیارد عملیات در ثانیه)رسیده است.
  2. CACHE حافظه پنهان : یکی دیگر از عوامل موثر در سرعت CPU میزان CACHE است.همان گونه که در بالا گفته شد هرچه میزان کش بیشتر باشد CPU  نیاز کم تری به خواندن اطلاعات از RAM  دارد که باعث افزایش سرعت می شود.
  3. پهنای گذرگاه داده :این خصوصیت به ویژگی های ALU و REGISTER بستگی دارد و بیانگر این است که اطلاعات پردازش شده چند بیتی هستند.به عنوان مثال پردازنده ای که گذرگاه داده ی آن 64 بیتی است توانایی پردازش دستورات و اطلاعات  را به صورت 64 بیتی دارد که به این پردازنده 64 بیتی میگویند.
  4. پهنای گذرگاه آدرس :اطلاعات و دستورالعمل ها در واحد های خارج از پردازش گر ذخیره میشوند و برای دسترسی به آن ها باید خانه های حافظه و پورت های خروجی آدرس دهی کرد.حال اگر گذرگاه آدرس ما 16 بیتی باشد میتوان 65536 خانه از حافظه ی خارجی را آدرس دهی کرد.

 
 

سی*پی*یو (به انگلیسی: Central Processing Unit یا CPU) یا پردازنده (به انگلیسی: Processor)، یکی از اجزاء رایانه می*باشد که فرامین و اطلاعات را مورد پردازش قرار می*دهد. واحدهای پردازش مرکزی ویژگی پایه*ای قابل برنامه*ریزی*شدن را در رایانه*های رقمی فراهم می*کنند، و یکی از مهم*ترین اجزاء رایانه*ها هستند. یک پردازندهٔ مرکزی، مداری یکپارچه می*باشد که معمولاً به عنوان ریز پردازنده شناخته می*شود. امروزه عبارت CPU معمولاً برای ریزپردازنده*ها به کار می*رود.... ادامه

 
 
نظرات درباره این مطلب
 
 
نام
پست الکترونیک
نظر
 
CAPTCHA Image
Reload Image
 
مطالب مرتبط