1. Rekenkundige logica -eenheid (ALU)

* functie: De Alu is het werkpaard van de CPU. Het voert alle fundamentele rekenkundige en logische bewerkingen uit:

* Arithmetic: Toevoeging, aftrekking, vermenigvuldiging, divisie

* logisch: En, of, xor, niet

* Voorbeeld: Als u twee nummers toevoegt, voert de ALU de extra bewerking uit.

2. Besturingseenheid

* functie: Het "brein" van de CPU. Het haalt instructies uit het geheugen op, decodeert ze en stelt vervolgens andere eenheden op om de instructies uit te voeren.

* Voorbeeld: De besturingseenheid vertelt de ALU om een ​​toevoeging uit te voeren, instrueert geheugen om gegevens op te halen en beheert de volledige informatiestroom binnen de CPU.

3. Registers

* functie: Snelle opslaglocaties binnen de CPU die gegevens en instructies tijdelijk bevatten. Ze zijn veel sneller te openen dan hoofdgeheugen.

* typen:

* Registers voor algemene doeleinden: Gebruikt voor verschillende gegevensmanipulatie.

* Registers van speciale doeleinden: Gewijd aan specifieke taken zoals Program Teller (PC), instructieregister (IR), stapelaanwijzer, enz.

4. Cache

* functie: Een klein, snel geheugen dat vaak toegang heeft opgegeven gegevens en instructies, waardoor de tijd die nodig is om gegevens uit een langzamer hoofdgeheugen op te halen, wordt verminderd.

* niveaus: Moderne CPU's gebruiken meerdere niveaus van cache (L1, L2, L3), waarbij L1 de kleinste en snelste is, maar ook de minste in capaciteit.

5. Memory Management Unit (MMU)

* functie: Behandelt de vertaling tussen virtuele adressen die worden gebruikt door de CPU en fysieke adressen in RAM. Hierdoor kunnen meerdere programma's tegelijkertijd worden uitgevoerd zonder elkaar te bemoeien.

6. Input/output (I/O) interface

* functie: Biedt de verbinding tussen de CPU en externe apparaten (zoals toetsenbord, monitor, harde schijf). Het regelt gegevensoverdracht tussen de CPU en deze randapparatuur.

7. Floating-Point Unit (FPU)

* functie: Gespecialiseerd in het uitvoeren van berekeningen met nummers van drijvende komma (nummers met decimale punten). Dit is essentieel voor wetenschappelijke en technische toepassingen.

8. Branch voorspellingseenheid

* functie: Pogingen om te voorspellen welke instructies vervolgens worden uitgevoerd, waardoor de CPU onnodige vertragingen wordt vermeden. Dit is cruciaal voor efficiënte uitvoering van het programma.

Hoe ze samenwerken

* Instructie Ophalen: De besturingseenheid haalt instructies uit het geheugen op en slaat ze op in het instructieregister.

* Decodering: De besturingseenheid decodeert de instructie om te begrijpen welke bewerking moet worden uitgevoerd.

* Gegevens halen: De besturingseenheid haalt gegevens uit het geheugen (of cache) op en plaatst deze in registers.

* Uitvoering: De ALU voert de bewerking uit die is opgegeven door de instructie.

* Gegevensopslag: Het resultaat van de bewerking wordt terug opgeslagen in registers of geheugen.

Samenvattend

Elke eenheid speelt een cruciale rol bij de uitvoering van instructies en de algemene functionaliteit van de CPU. Ze werken samen om gegevens efficiënt te verwerken en programma's uit te voeren.