Mikroprocesor

Autor: Martin Chalupa

Klíčová slova: procesor, hardware, počítač, paměť, frekvence

Synonyma: procesor, CPU, řídící jednotka

Související pojmy:

nadřazené - počítače, hardware

podřazené - ALU, řadič, registry,

Charakteristika

Mikroprocesor neboli procesor, ale také CPU (Central Processing Unit) Je nedílnou součástí a srdcem počítače, ale i ostatních zařízení. Je nejdůležitějším čipem na základní desce. Mikroprocesor je malý křemíkový čip, který obsahuje milióny velmi malých součástí, které dokáží spolu pracovat. Mikroprocesor je především tvořen ALU jednotkou(Arithmetic Logic Unit), která vykonává výpočty, ale také řadičem (Control Unit, řídící jednotka), který dokáže řídit práci jako ALU, tak i ostatních jednotek počítače. Rozhoduje o výkonnosti a jeho rychlost určuje celkové schopnosti zařízení – od procesoru se odvíjí další komponenty. CPU nám rozhoduje a řídí ostatní části a provádí veškeré výpočty co se dějí. Buď je provádí sám a nebo s pomocí různých komponent jako u PC např. operační paměť, sběrnice,monitor apod.) Procesory vyrábí několik výrobců a mají několik řad. Nejznámějšími výrobci jsou Intel a AMD. Mikroprocesor je v podstatě procesor ale miniaturizován. Vše je integrováno do jediného integrovaného obvodu na ploše o několika cm3.

Historie

První mikroprocesor od společnosti Intel se nazýval 4004 a to roku 1971. „Nebyl dostatečně výkonný pro víceúčelový počítač, ale byl dostatečně dobrý pro průmyslové využití – k řízení věcí, jako byla například dopravní signalizace a řízení automatických praček.“ .

Základní rozlišení

Jádrem každého procesoru je logický obvod, který zpracovává instrukce. Procesor je vybaven instukční sadou , jelikož sepsat program pouze na základě miniistrukcí je velmi složité. Instrukční sada neboli architektura procesoru obsahuje organizační, funkční a provozní příkazy. Ve zkratce je to takový balík schopností co procesor umí. Mikroprocesory můžeme rozdělit podle velikostí právě těchto instrukčních sad:

– CISC (Complex Instruction Set Computer) - procesor je vybaven co nejúplnější instrukční sadou

– RISC (Reduced Instruction Set Computer) – obsahuje pouze základní mikroinstrukce

– VLIW (Very Long Instruction Word)

– MISC (Minimum Instruction Set Computer).

Vlastnosti CPU

Rychlost CPU - rychlost říká, kolik operací provede procesor za jednu sekundu. Zde se často mluví o frekvenci procesorů v řádech MHz a GHz

Účinnost mikrokódu - udává, kolik kroků potřebuje procesor pro vynásobení dvou čísel

Šířka slova - znamená, jaké největší číslo dokáže procesor zpracovat. Zde můžeme rozdělit mikroprocesory do několika kategorií.

• 4 - 8 bitové mikroprocesory – jedná se o jednoduché nenáročné procesory, které jsou obsaženy např v kalkulačkách, dálkových ovladačích, v kuchyňských spotřebičích apod.
• 8 – 16 bitové mikroprocesory – herní automaty, mobilní telefony
• 32 bitové mikroprocesory – tyto mikroprocesory jsou již v dnešní době obsaženy ve smartphonech a starších počítačích.
• 64 bitové mikroprocesory - počítače

Numerický koprocesor - provádí často číselné operace v pohyblivé desetinné čárce

Počet instrukčních kanálů - udává, kolik procesů současně procesor vykoná

Interní pamět cache - rychlá paměť procesoru

Šířka toku dat - jaké číslo lze do CPU přesunout v jedné operaci

Maximum paměti - jaké množství paměti spolupracuje s čipem

Poznámky

Použitá literatura

• COWART, Robert. Jak využívat váš počítač: kompletní počítačová gramotnost. 1. vyd. Brno: SoftPress, 2001, 552 s. ISBN 80-864-9705-4.
• HORÁK, Jaroslav. Hardware: učebnice pro pokročilé. Vyd. 2. Brno: Computer Press, 2004, 412 s. ISBN 80-722-6553-9.
• MINASI, Mark. Velký průvodce hardwarem: učebnice pro pokročilé. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 2002, 763 s. ISBN 80-247-0273-8.
• ŠIMKOVÁ, Dagmar. Hardware pro začátečníky: průvodce nitrem počítače na první pokus. 1. vyd. Praha: Grada, 2007, 117 s. ISBN 978-80-247-2029-6.