Unitatea centrală de prelucrare

Integrarea în ansamblul arhitectural

Unitatea centrală de prelucrare este componenta care execută instrucțiunile programelor: preia instrucțiunile și datele din memoria internă, le prelucrează și depune rezultatele tot acolo. În arhitectura clasică a unui sistem de calcul, ea formează, împreună cu memoria internă, unitatea centrală a sistemului, restul componentelor fiind periferice.

Legătura cu memoria internă se face prin trei magistrale: magistrala de adrese, pe care unitatea centrală transmite adresa locației la care vrea să ajungă; magistrala de date, pe care circulă conținutul acelei locații, în ambele sensuri; și magistrala de comenzi, pe care se transmit semnalele de citire, de scriere și de sincronizare.

Cu dispozitivele periferice unitatea centrală nu comunică direct, ci prin controlerele acestora, care sunt legate la aceleași magistrale. Fizic, microprocesorul se montează într-un soclu de pe placa de bază, care asigură atât legăturile electrice, cât și alimentarea și sistemul de răcire.

Două componente din structura unității centrale

1. Unitatea aritmetico-logică (UAL). Rolul: execută operațiile propriu-zise asupra datelor — adunarea, scăderea, înmulțirea, împărțirea, comparațiile și operațiile logice ȘI, SAU, NU. Ea este partea care transformă datele; rezultatul fiecărei operații este depus într-un registru, iar indicatorii de stare — depășire, rezultat nul, semn — sunt actualizați, pentru a putea fi folosiți de instrucțiunile de salt condiționat.

2. Unitatea de comandă și control (UCC). Rolul: conduce funcționarea întregului sistem. Ea citește din memorie instrucțiunea următoare, o decodifică — adică stabilește ce operație trebuie executată și asupra căror date —, apoi generează semnalele care comandă unitatea aritmetico-logică, registrele și magistralele, astfel încât instrucțiunea să se execute. Tot ea ține evidența adresei instrucțiunii următoare și tratează cererile de întrerupere venite de la periferice.

Cele două lucrează împreună într-un ciclu care se repetă: unitatea de comandă preia instrucțiunea, o decodifică și pune unitatea aritmetico-logică să o execute.