De CPU (centrale verwerkingseenheid) is de hersenen van een computer, verantwoordelijk voor het uitvoeren van instructies en verwerkingsgegevens. Het bestaat uit verschillende subcomponenten die samenwerken om deze taken uit te voeren:
1. Rekenkundige logica -eenheid (ALU):
- Voert rekenkundige bewerkingen uit (toevoeging, aftrekking, vermenigvuldiging, verdeling) en logische bewerkingen (en, of, xor, niet).
- Verantwoordelijk voor alle berekeningen die de CPU uitvoert.
2. Controle -eenheid (Cu):
- Verantwoordelijk voor het ophalen van instructies uit het geheugen, het decoderen en het beheersen van de gegevensstroom tussen de CPU en andere componenten.
- Wandelt als de "verkeersagent" van de CPU, die alle activiteiten coördineert.
3. Registers:
- Kleine, hogesnelheidsopslaglocaties binnen de CPU die gegevens en instructies bevatten die worden verwerkt.
- Er bestaan verschillende soorten registers, die elk een specifiek doel dienen:
- Registers voor algemene doeleinden: Bewaar tijdelijke gegevens.
- Registers van speciale doeleinden: Houd systeeminformatie vast (bijv. Programmateller, instructieregister).
4. Cache:
- Een klein, zeer snel geheugen dat werkt als een tijdelijke buffer tussen de CPU en het hoofdgeheugen (RAM).
- Slaat vaak toegang tot gegevens en instructies op, waardoor de CPU er veel sneller toegang toe heeft dan bij het hoofdgeheugen.
- Er bestaan verschillende niveaus van cache (L1, L2, L3), waarbij L1 de snelste en kleinste is en L3 de langzaamste en grootste is.
5. Klok:
- Genereert een gewone puls die alle bewerkingen binnen de CPU synchroniseert.
- De kloksnelheid (gemeten in Hertz) bepaalt hoe snel de CPU instructies kan verwerken.
6. Businterface:
- Verbindt de CPU met andere componenten zoals geheugen- en invoer-/uitvoerapparaten.
- Hiermee kunnen gegevens worden overgedragen tussen de CPU en deze componenten.
7. Interne interconnect:
- Een netwerk van paden die de verschillende componenten binnen de CPU verbinden.
- Hiermee kunnen gegevens snel en efficiënt worden overgedragen tussen de verschillende eenheden.
8. Instructie -decoder:
- leest instructies uit het geheugen en vertaalt ze in een indeling die de CPU kan begrijpen.
9. Pipelining:
- Een techniek waarmee de CPU de volgende instructie kan verwerken voordat de vorige volledig is voltooid.
- Dit kan de algehele prestaties van de CPU aanzienlijk verbeteren.
10. Takvoorspelling:
- Een techniek die probeert te anticiperen op de volgende instructie die moet worden uitgevoerd.
- Hierdoor kan de CPU de instructie van tevoren ophalen, waardoor tijd wordt bespaard en de prestaties wordt verbeterd.
11. Gegevens ophalen eenheid:
- Verantwoordelijk voor het ophalen van gegevens uit het geheugen en het leveren van deze aan de CPU voor verwerking.
Deze componenten werken op een complexe maar zeer efficiënte manier samen, waardoor de CPU zijn vitale rol kan uitvoeren bij het uitvoeren van instructies en verwerkingsgegevens. |