Miðvinnslueining (CPU)

Er rafrásir tölvu ábyrgur fyrir því að túlka leiðbeiningar tölvuforrita og framkvæma grunnaðgerðir samkvæmt þeim leiðbeiningum. Grunnaðgerðirnar fela í sér reikning, rökfræði, stjórnun og inntak/úttak (I/O). Hugtakið Central Processing Unit (CPU) hefur verið mikið notað í tölvuiðnaðinum síðan snemma á sjöunda áratugnum.

Örgjörvinn er í meginatriðum samsettur úr fjórum hagnýtum einingum:

• Control Unit: ber ábyrgð á að stjórna flæði leiðbeininga og gagna innan CPU.

• Arithmetic Logic Unit (ALU): framkvæmir alla reikni- og rökfræðilega útreikninga á örgjörvanum.

• Skrár: eru innri minnisfrumur sem hægt er að nálgast mjög hratt. Þessir þættir eru notaðir til að geyma breytur (gögn, heimilisföng) eða milliniðurstöður reiknings / rökfræðiaðgerðarinnar.

• Skyndiminni: er minna og hraðvirkara minni sem lágmarkar aðgang að aðalminni og bætir þar af leiðandi afköst CPU.

Þessar einingar eru samstilltar með klukkuhraðanum og tengdar með þremur gerðum rútum:

• Gagnabíll: ábyrgur fyrir gagnaflutningi.

• Heimilisfangsrútur: flytur minnisföngin til að lesa eða skrifa.

• Control bus: leyfir stjórnun annarra íhluta og I/O tæki.

CPU arkitektúrinn einkennist einnig af leiðbeiningunum sem hann getur framkvæmt. Almennt eru til tvær tegundir af kennslusettum:

• CISC (complex instruction set computer): umfangsmikið sett af flóknum leiðbeiningum sem geta framkvæmt margar lágþrepsaðgerðir eins og reikniaðgerðir, minnisaðgang eða heimilisfangsútreikninga í nokkrum klukkulotum.

• RISC (Reduced instruction set computer): minnkað sett af leiðbeiningum sem framkvæmir eina lágstigsaðgerð í einni klukkulotu.