procesor

procesor,

inform. urządzenie elektroniczne stanowiące podstawową część komputera;

procesor wykonuje instrukcje pobierane z pamięci operacyjnej; instrukcje mogą powodować wykonanie operacji arytmetycznych lub logicznych na danych znajdujących się w procesorze, pobranie danych z pamięci lub zapisanie wyników obliczeń w pamięci, mogą też sterować pracą innych części komputera (np. urządzeń peryferyjnych). Procesor składa się z rejestrów przechowujących informacje, jednostek arytmetyczno-logicznych, służących do przetwarzania informacji, magistrali do przesyłania informacji wewnątrz procesora oraz z układów sterujących. Wewnątrz procesora informacja jest przechowywana w rejestrach o bardzo krótkim czasie dostępu; ich rozmiar jest uznawany za jeden z podstawowych parametrów procesora; obecnie najpowszechniej stosuje się tzw. procesory 32-bitowe, a do przetwarzania wielkich baz danych i do obliczeń numerycznych — 64-bitowe. Jednostka arytmetyczno-logiczna służy do wykonywania prostych operacji na zadanych argumentach; cykl pracy procesora (zwany mikroinstrukcją) polega na pobraniu z rejestrów argumentów, wykonaniu operacji przez jednostkę arytmetyczno-logiczną i zapisaniu wyliczonego wyniku w rejestrze; czas rozpoczynania i kończenia tych czynności jest sterowany przez zegar procesora; np. dla zegara o częstotliwości 1 GHz cykl pracy procesora trwa 1 ns (10⁻⁹ s).

Ponieważ szybkość działania pamięci operacyjnej i magistrali jest znacznie mniejsza niż szybkość procesora, w rzeczywistości zapis i odczyt danych trwa kilka cykli; do przyspieszenia pracy procesora stosuje się pamięć podręczną (angielskie cache), przechowującą kopie słów z pamięci operacyjnej, do których ostatnio nastąpiły odwołania; pojemność pamięci podręcznej jest znacznie (100–1000 razy) mniejsza niż pamięci operacyjnej, ale czas dostępu do niej jest równy cyklowi pracy procesora.

Zbiór instrukcji wykonywanych przez procesor, sposób ich zapisu, sposób adresowania pamięci, liczba i rozmiar rejestrów przechowujących argumenty instrukcji określają jego architekturę. W procesorach o architekturze CISC (angielskie Complex Instruction Set Computer) jedna instrukcja procesora może składać się z jednej lub wielu mikroinstrukcji. W procesorach typu RISC (angielskie Reduced Instruction Set Computer) zestaw instrukcji jest prostszy — każda instrukcja jest wykonywana w jednym cyklu pracy procesora. Obecnie wszystkie procesory są budowane w postaci mikroprocesorów, czyli pojedynczych układów scalonych o wielkim stopniu scalenia (VLSI), wytwarzanych w technologii CMOS, która pozwala osiągnąć dużą szybkość działania, dużą gęstość upakowania elementów (tranzystorów), małe napięcia zasilania i mały pobór mocy.

Oprócz zastosowania w komputerach, mikroprocesory są także używane do sterowania układami automatyki przemysłowej (mikrokontrolery) i w urządzeniach powszechnego użytku (np.: pralki automatyczne, magnetowidy, odtwarzacze DVD, telefony komórkowe, samochody, systemy nawigacji satelitarnej).