Unità centrale di elaborazione (CPU)
È il circuito elettronico di un computer responsabile dell'interpretazione delle istruzioni dei programmi per computer e dell'esecuzione delle operazioni di base secondo tali istruzioni. Le operazioni di base includono aritmetiche, logiche, di controllo e input/output (I/O). Il termine Central Processing Unit (CPU) è stato ampiamente utilizzato nell'industria dei computer dall'inizio degli anni '60.
La CPU è composta essenzialmente da quattro unità funzionali:
Control Unit: è responsabile del controllo del flusso di istruzioni e dati all'interno della CPU.
Unità logica aritmetica (ALU): esegue tutti i calcoli delle operazioni aritmetiche e logiche della CPU.
Registri: sono celle di memoria interna a cui è possibile accedere molto velocemente. Questi componenti vengono utilizzati per memorizzare le variabili (dati, indirizzi) oi risultati intermedi dell'operazione aritmetica/logica.
Cache: è una memoria più piccola e veloce che riduce al minimo l'accesso alla memoria principale e di conseguenza migliora le prestazioni della CPU.
Queste unità sono sincronizzate dalla frequenza di clock e collegate da tre tipi di bus:
Bus dati: responsabile della trasmissione dei dati.
Address Bus: trasmette gli indirizzi di memoria da leggere o scrivere.
Bus di controllo: permette la gestione di altri componenti e dispositivi I/O.
L'architettura della CPU è inoltre caratterizzata dall'insieme di istruzioni che può eseguire. In generale, ci sono due tipi di architetture di set di istruzioni:
CISC (Compless Instruction Set Computer): un insieme esteso di istruzioni complesse in grado di eseguire più operazioni di basso livello come operazioni aritmetiche, accesso alla memoria o calcoli di indirizzi in più cicli di clock.
RISC (Reduced instruction set computer): un insieme ridotto di istruzioni che esegue una singola operazione di basso livello in un ciclo di clock.
