Κάθε ένα από τα μέρη της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (CPU) ενός υπολογιστή έχει μια συγκεκριμένη λειτουργία να εκτελεί. Τα συστατικά λειτουργούν σε συνεννόηση και συγκεντρικά διαμορφώνουν τη «νοημοσύνη» πίσω από τον υπολογιστή. Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας διαβάζει σύνολα εντολών, τις ερμηνεύει, τις εκτελεί και στέλνει τα αποτελέσματα. Η CPU διαθέτει τα «εγκεφαλικά» για να εκτελεί υπολογισμούς και να μεταφέρει πληροφορίες από την אחת περιοχή στην άλλη. Λαμβάνει αποφάσεις και καθορίζει το επόμενο βήμα με βάση τα συμπεράσματά της.
Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας ονομάζεται CPU, επεξεργαστής ή μικροεπεξεργαστής. Οι σύγχρονοι επεξεργαστές κατασκευάζονται σε ένα μόνο τσιπ υπολογιστή. Η CPU είναι η συσκευή που λαμβάνει διάφορους τύπους εισόδου και παράγει συγκεκριμένες εξόδους. Η πλειοψηφία των επεξεργαστών είναι ικανή να εκτελεί μία εντολή τη φορά. Ωστόσο, αυτή η μία εντολή εκτελείται με φωτεινή ταχύτητα. Στην πραγματικότητα, οι περισσότεροι προσωπικοί υπολογιστές έχουν την ικανότητα να εκτελούν οδηγίες σε λιγότερο από ένα εκατομμυριόστο του δευτερολέπτου. Οι ισχυροί υπερυπολογιστές μπορούν να εκτελέσουν εντολές σε λιγότερο από ένα δισεκατομμυριόστο του δευτερολέπτου.
Τα διάφορα μέρη της CPU του υπολογιστή κατευθύνονται από τη μονάδα ελέγχου. Η μονάδα ελέγχου μπορεί να περιγραφεί ως ο διαχειριστής της CPU. Αποτελείται από ηλεκτρονικά κυκλώματα που χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς παλμούς για να στέλνουν σήματα σε άλλα στοιχεία του υπολογιστή. Η μονάδα ελέγχου τους ενημερώνει να εκτελούν ή να διατηρούν εντολές εφαρμογών. Ο μόνος σκοπός της είναι να καθοδηγεί άλλους μηχανισμούς στο σύστημα για να ολοκληρώσουν συγκεκριμένες εργασίες. Η CU επικοινωνεί με την ALU και τη μνήμη.
Η αριθμητική λογική μονάδα (ALU) είναι ένα από τα σημαντικότερα μέρη της CPU ενός υπολογιστή. Αποτελείται από ηλεκτρονικά κυκλώματα που την καθιστούν ικανή να εκτελεί αριθμητικές και λογικές λειτουργίες. Λειτουργεί με διαφορετικούς καταχωρητές για να αποθηκεύει δεδομένα ή να κρατάει πληροφορίες για την πιο πρόσφατη ενέργεια που εκτελέστηκε από τη λογική μονάδα. Η ALU έχει την ικανότητα να εκτελεί τέσσερεις τύπους αριθμητικών λειτουργιών: πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμό και διαίρεση.
Η ALU διαθέτει επίσης τα μέσα για να εκτελεί τρία είδη λογικών συγκρίσεων: ίσο-με, μικρότερο-από και μεγαλύτερο-από. Η ALU είναι ικανή να συγκρίνει γράμματα, αριθμούς ή ειδικούς χαρακτήρες. Ο προσωπικός υπολογιστής καταλήγει σε ενέργεια βάσει των αποτελεσμάτων της σύγκρισης. Ένα παράδειγμα τέτοιας σύγκρισης θα ήταν η ακόλουθη λειτουργία «μικρότερο-από»: Αν ο μέσος όρος των βαθμών ενός μαθητή είναι μικρότερος από 70 τοις εκατό, τότε ο μαθητής λαμβάνει βαθμό «αποτυχία»· αλλιώς, ο βαθμός είναι «επιτυχία».
Οι καταχωρητές είναι προσωρινές συσκευές μνήμης που αποτελούν αναπόσπαστα μέρη της CPU του υπολογιστή. Διαχειρίζονται από τη μονάδα ελέγχου. Οι καταχωρητές χρησιμοποιούνται ως περιοχές αποθήκευσης που περιέχουν δεδομένα και άλλες πληροφορίες που απαιτούνται συχνά ενώ ένα πρόγραμμα τρέχει. Σκοπός τους είναι να προσβαίνονται πολύ γρήγορα. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι καταχωρητών, μεταξύ των οποίων καταχωρητές εντολών και καταχωρητές ελέγχου. Ο καταχωρητής εντολών περιέχει την εντολή που η CPU εκτελεί αυτή τη στιγμή. Ο καταχωρητής ελέγχου χρησιμοποιείται για να κρατά τα αποτελέσματα των υπολογισμών που εκτελεί η CPU.
Ένα άλλο στοιχείο που περιλαμβάνεται στα μέρη της CPU είναι το ρολόι. Το ρολόι αποτελείται από χρονιστικά κυκλώματα που μετρούν την χρονική στιγμή των εργασιών που εκτελεί η CPU ως κύκλους ρολογιού. Η απόδοση των επεξεργαστών μετρείται γενικά από τον ρυθμό ή την ταχύτητα ρολογιού της CPU. Θεωρητικά, μια υψηλότερη ταχύτητα ρολογιού σημαίνει ότι η CPU μπορεί να εκτελεί εντολές (κύκλους) ταχύτερα. Η ταχύτητα ρολογιού μετρείται σε «χερτς». Τα χερτς αναφέρονται στην ποσότητα των κύκλων ρολογιού ανά δευτερόλεπτο. Μια CPU με ταχύτητα 1 GHz σημαίνει ότι εκτελεί ένα δισεκατομμύριο κύκλους ρολογιού ανά δευτερόλεπτο.
Πνευματικά δικαιώματα © Γνώση Υπολογιστών Όλα τα δικαιώματα διατηρούνται.