L'unità centrale di elaborazione può essere realizzata con un solo circuito integrato o con più integrati collegati. Oltre a svolgere operazioni aritmetiche e logiche, temporizza e controlla le operazioni di tutti gli altri elementi del sistema. Le tecniche di miniaturizzazione e integrazione hanno reso possibile lo sviluppo della CPU su un chip singolo, o in altre parole del microprocessore, che contiene anche circuiti ausiliari e memoria.
L'introduzione del microprocessore, presente ormai nella maggior parte dei personal computer, ha permesso una riduzione della circuiteria di supporto e delle dimensioni complessive del computer.
In generale una CPU (o un microprocessore) è composta da quattro sezioni:
1) un'unità aritmetico/logica (ALU, Arithmetic/Logic Unit);
2) alcuni registri;
3) una sezione di controllo;
4) un bus interno.
L'ALU, sede delle capacità di calcolo, svolge operazioni aritmetiche e logiche. I registri sono spazi di memoria temporanei che conservano i dati e gli indirizzi delle istruzioni, i risultati delle operazioni e le locazioni in cui queste informazioni vanno archiviate. La sezione di controllo svolge tre funzioni principali: temporizza e regola le operazioni dell'intero sistema; per mezzo di un decodificatore di istruzioni legge le relative combinazioni in un apposito registro, le riconosce e produce le azioni necessarie per la loro esecuzione; infine, mediante l'unità di interrupt (interruzione) stabilisce l'ordine in cui i diversi dispositivi del sistema possono utilizzare le risorse della CPU e regola gli intervalli di tempo di lavoro che la CPU stessa deve destinare a ciascuna operazione. L'ultimo elemento strutturale di una CPU o di un microprocessore è il bus interno, una rete di linee di comunicazione che collegano le diverse parti del processore tra loro e ai terminali esterni.
Una CPU ha tre diversi tipi di bus:
1) un bus di controllo, costituito da linee che ricevono segnali dall'esterno e da altre che trasportano all'esterno i segnali di controllo prodotti dalla CPU;
2) il bus degli indirizzi, unidirezionale, che trasporta i segnali per la selezione delle locazioni di memoria;
3) il bus dei dati, bidirezionale, che porta alla CPU i dati letti in memoria e alla memoria i nuovi dati.
- Scienze