Protsessori üldstruktuur
CPU (Central Processing unit) on arvuti aju. Selle ülesandeks on viia täide
programme, mis on salvestatud peamälus (main memory), võttes käske, uurides
neid, ja täites neid üksteise järel. Komponendid on ühendatud üksteisega siiniga,
mis on kogum paralleeleseid juhtmeid aadresside, andmete ja kontrollsignaalide
vahendamiseks. Siinid võivad olla nii välised CPU-le, ühendades seda mälu ja
sisend/väljund seadmetega, kui ka sisesed.
CPU koosneb mitmest osast. Juhtautomaat on vastutav käskude võtmise ees
peamälust ja nende tüübi kindlakstegemisel. Aritmeetika-loogika üksus sooritab
operatsioone nagu liitmine ja loogiline korrutamine.
CPU sisaldab ka väikseid, kõrg-kiirusel mälusid salvestamaks ajutisi tulemusi ja
teatud kontroll (juhtimis) informatsiooni. See mälu koosneb teatud arvust
registritest, millest igaüks on teatud suuruse ja funktsiooniga. Tavaliselt on kõik
registrid ühesuurused. Iga register saab sisaldada üht numbrit, kuni teatud
maksimumini, mis on määratud registrite suurusega. Registritest saab lugeda ja
kirjutada väga suurel kiirusel, sest need asuvad CPU sees.
o käsuloendur (PC - Program Counter, IP - Instruction Pointer)
Kõige tähtsam register, mis osutab järgmisele instruktsioonile, mis on vaja kinni
püüda ja täide viia. Tegelikult ei loe see register midagi, nimi on natuke rappaviiv.
o käsuregister (IR - Instruction Register)
Ka üks tähtis register, mis sisaldab (omab) instruktsiooni, mida antud hetkel täide
viiakse.
o käsudekooder (Instruction Decoder)
7
Complex circuitry in the CU designed to decode (interpret) any instruction in the
computer's machine code repertoire.
o juhtautomaat (CU - Control Unit)
Juhtautomaat on vastutav käskude võtmise ees peamälust ja nende tüübi
kindlakstegemisel
o operatsioonautomaat (Data Path)
Koosneb registritest, ALU-st ja mitmest siinist, mis ühendavad eelnimetatuid.
Registrid söödavad andmeid ette kahele ALU sisend registrile. Need registrid hoiavad
ALU sisendeid seni kuni ALU arvutab.
Operatsiooniautomaat on operatsiooniseadme osa, milles realiseeritakse
mikrokäskudega ettenähtud elementaartegevusi. Taidab järgmisi finktsioone:
infosõnade salvestamine, mikrooperatsioonide sooritamine ja loogikatingimuste
arvutamine. ALU sooritab aritmeetika ja loogikatehteid. Registermälu - trigeritest
koosnev mäluseade. CPUs on registrid andmete, vahetulemuste või juhtinformatsiooni
hoidmiseks