CPU [unità centrale di elaborazione]. È il cervello del computer. È la parte che svolge la maggior parte del lavoro in un sistema informatico. Proprio come il nostro cervello controlla il nostro corpo ed elabora le informazioni, la CPU esegue istruzioni dai programmi ed esegue calcoli. È costituito da componenti più piccoli che lavorano insieme per eseguire attività, rendendolo il cuore di qualsiasi dispositivo informatico.

Tutti i tipi di operazioni di elaborazione dati, dalla semplice operazione aritmetica a compiti complessi, e tutte le funzioni importanti di un computer vengono eseguite dalla CPU. Aiuta i dispositivi di input e output a comunicare tra loro ed eseguire le rispettive operazioni. Memorizza inoltre i dati immessi, i risultati intermedi tra l'elaborazione e le istruzioni. Il compito della CPU è assicurarsi che tutto funzioni in modo fluido ed efficiente. In questo articolo parleremo in dettaglio della CPU.

Cos'è una CPU?

Un'unità di elaborazione centrale è il componente più importante di a sistema informatico . Una CPU è un hardware che esegue funzioni di input/output, elaborazione e archiviazione dei dati per un sistema informatico. Una CPU può essere installata in un socket CPU. Queste prese si trovano generalmente sul scheda madre . La CPU può eseguire varie operazioni di elaborazione dei dati. La CPU può memorizzare dati, istruzioni, programmi e risultati intermedi.

processore

Storia della CPU

Dal 1823, quando il barone Jons Jakob Berzelius scoprì il silicio, che ancora oggi è il componente principale utilizzato nella produzione delle CPU, la storia della CPU ha vissuto numerosi punti di svolta significativi. Il primo transistor è stato creato da John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley nel dicembre 1947. Nel 1958, il primo circuito integrato funzionante fu costruito da Robert Noyce e Jack Kilby.

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L’Intel 4004 è stato il primo dell’azienda microprocessore , presentato nel 1971. Per questo era necessaria l'assistenza di Ted Hoff. Quando Intel pubblicò la sua CPU 8008 nel 1972, Intel 8086 nel 1976 e Intel 8088 nel giugno 1979, contribuì a un'altra vittoria. Anche il Motorola 68000, un processore a 16/32 bit, fu lanciato nel 1979. The Sun presentò anche la CPU SPARC nel 1987. AMD presentò la serie di CPU AM386 nel marzo 1991.

Nel gennaio 1999, Intel ha introdotto i processori Celeron da 366 MHZ e 400 MHz. AMD nell'aprile 2005 con il suo primo processore dual-core. Intel ha anche introdotto il processore Core 2 Dual nel 2006. Intel ha rilasciato il primo Nucleo i5 processore desktop con quattro core nel settembre 2009.

Nel gennaio 2010, Intel ha rilasciato altri processori come il processore Core 2 Quad Q9500, i primi processori mobili Core i3 e i5 e i primi processori desktop Core i3 e i5.

Nel giugno 2017, Intel ha rilasciato il processore desktop Core i9 e Intel ha introdotto il suo primo processore mobile Core i9 nell'aprile 2018.

Diverse parti della CPU

Ora, la CPU è composta da 3 unità principali, che sono:

• Memoria o unità di archiviazione
• Centralina
• ALU (Unità Logica Aritmetica)

Consideriamo ora lo schema a blocchi del computer:

Qui, in questo diagramma, vengono mostrati anche i tre componenti principali. Quindi, discutiamo in dettaglio questi componenti principali.

Memoria o unità di archiviazione

Come suggerisce il nome, questa unità può memorizzare istruzioni, dati e risultati intermedi. L'unità di memoria è responsabile del trasferimento delle informazioni ad altre unità del computer quando necessario. È anche nota come unità di memorizzazione interna o memoria principale o memoria primaria o memoria ad accesso casuale (RAM) poiché tutti questi sono dispositivi di memorizzazione.

Le sue dimensioni influiscono sulla velocità, sulla potenza e sulle prestazioni. Esistono due tipi di memoria nel computer, che sono memoria primaria E memoria secondaria. Di seguito sono elencate alcune funzioni principali delle unità di memoria:

• I dati e le istruzioni vengono memorizzati nelle unità di memoria necessarie per l'elaborazione.
• Memorizza inoltre i risultati intermedi di qualsiasi calcolo o attività quando sono in corso.
• I risultati finali dell'elaborazione vengono archiviati nelle unità di memoria prima che questi risultati vengano rilasciati a un dispositivo di output per fornire l'output all'utente.
• Tutti i tipi di input e output vengono trasmessi attraverso l'unità di memoria.

Centralina

Come suggerisce il nome, un'unità di controllo controlla il funzionamento di tutte le parti del computer ma non effettua alcuna operazione di elaborazione dei dati. Eseguendo istruzioni già memorizzate, istruisce il computer utilizzando i segnali elettrici per istruire il sistema informatico. Prende istruzioni dall'unità di memoria e quindi decodifica le istruzioni dopo averle eseguite. Quindi, controlla il funzionamento del computer. Il suo compito principale è mantenere il flusso di informazioni attraverso il processore. Di seguito sono elencate alcune funzioni principali della centrale:

• Il controllo dei dati e il trasferimento dei dati e delle istruzioni viene effettuato dall'unità di controllo tra le altre parti del computer.
• L'unità di controllo è responsabile della gestione di tutte le unità del computer.
• Il compito principale del centralina è ottenere le istruzioni o i dati immessi dall'unità di memoria, interpretarli e quindi dirigere il funzionamento del computer in base a ciò.
• L'unità di controllo è responsabile della comunicazione con i dispositivi di input e output per il trasferimento di dati o risultati dalla memoria.
• L'unità di controllo non è responsabile del trattamento o della memorizzazione dei dati.

ALU (unità logico-aritmetica)

L'ALU (Arithmetic Logic Unit) è responsabile dell'esecuzione di funzioni o operazioni aritmetiche e logiche. Si compone di due sottosezioni, che sono:

• Sezione aritmetica: Per operazioni aritmetiche intendiamo operazioni come addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione, e tutte queste operazioni e funzioni sono eseguite da ANDARE . Inoltre, tutte le operazioni complesse vengono eseguite facendo un uso ripetitivo delle operazioni menzionate da ALU.
• Sezione logica: Per operazioni logiche intendiamo operazioni o funzioni come la selezione, il confronto, la corrispondenza e l'unione dei dati e tutte queste vengono eseguite da ALU.

Nota: la CPU può contenere più di una ALU e può essere utilizzata per mantenere i timer che aiutano a far funzionare il sistema informatico.

Cosa fa una CPU?

La funzione principale di un processore di computer è eseguire istruzioni e produrre un output. Lavoro della CPU Fetch, Decode ed Execute sono le funzioni fondamentali del computer.

• Andare a prendere: la prima CPU riceve l'istruzione. Ciò significa numeri binari che vengono passati dalla RAM alla CPU.
• Decodificare: Quando l'istruzione viene inserita nella CPU, è necessario decodificarla. con l'aiuto dell'ALU (Arithmetic Logic Unit), inizia il processo di decodifica.
• Eseguire: Dopo la fase di decodifica le istruzioni sono pronte per essere eseguite.
• Negozio: Dopo la fase di esecuzione le istruzioni sono pronte per essere archiviate in memoria.

Tipi di CPU

Abbiamo tre diversi tipi di CPU:

• CPU a nucleo singolo: Il tipo più vecchio di CPU del computer è una CPU single-core. Queste CPU furono utilizzate negli anni '70. queste CPU hanno un solo core che esegue diverse operazioni. Ciò significa che il CPU single-core può elaborare solo un'operazione alla volta. CPU single-core La CPU non è adatta multitasking .
• CPU dual-core: Le CPU dual-core contengono un singolo circuito integrato con due core. Ogni core ha la sua cache e il suo controller. Questi controller e la cache funzionano come una singola unità. dual core Le CPU possono funzionare più velocemente dei processori single-core.
• CPU quad-core: Le CPU quad-core contengono due processori dual-core presenti all'interno di un singolo circuito integrato (IC) o chip. Un processore quad-core contiene un chip con quattro core indipendenti. Questi core leggono ed eseguono varie istruzioni fornite dalla CPU. Quad core La CPU aumenta la velocità complessiva dei programmi. Senza nemmeno aumentare la velocità di clock complessiva si ottengono prestazioni più elevate.

Che cosa sono le prestazioni della CPU?

Le prestazioni della CPU indicano la velocità con cui il processore di un computer (CPU) può completare l'attività. Si misura dal numero di Istruzioni completato in un secondo. Le sue prestazioni dipendono dalla velocità di clock del processore e da altri fattori come il design e la dimensione della cache.

Cosa sono i programmi informatici e dove vengono archiviati?

UN programma per computer è un insieme di istruzioni scritte da un programmatore che dice a un computer cosa fare. Ad esempio, l'utilizzo di un browser Web o di un elaboratore di testi è un programma, anche l'esecuzione di operazioni matematiche su un computer e il clic e la selezione di elementi con il mouse o il touchpad sono un programma.

Memorizzazione dei programmi

Esistono due modi per archiviare i programmi nella memoria del computer:

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• Archiviazione permanente: I programmi vengono archiviati in modo permanente su dispositivi di archiviazione come HDD , O SSD .
• Conservazione temporanea: Quando un programma è in esecuzione su una CPU, i suoi dati vengono archiviati nella RAM dall'HDD o dall'SDD. Temporaneo perché RAM è volatile, perde tutti i dati quando viene spenta l'alimentazione.

Vantaggi

• Versatilità : La CPU è in grado di gestire compiti complessi, dal calcolo di base alla gestione del sistema operativo.
• Prestazione : Le moderne CPU variano velocemente e sono in grado di eseguire miliardi di calcoli al secondo.
• Multicore : La CPU ha più core ed è in grado di gestire più attività contemporaneamente.
• Compatibilità : Le CPU sono progettate per essere compatibili con un'ampia gamma di software, questo aiuta a eseguire diverse applicazioni utilizzando una singola CPU.

Svantaggi

• Surriscaldamento : La CPU genera molto calore durante l'esecuzione di attività complesse. Ciò richiede soluzioni di raffreddamento efficaci, come ventole o sistemi di raffreddamento a liquido.
• Consumo di energia : Le CPU ad alte prestazioni possono consumare una quantità di energia molto elevata, il che comporta bollette elettriche più elevate e la necessità di un alimentatore robusto.
• Costo : La CPU con le migliori prestazioni può essere costosa. Il che può rappresentare una barriera per alcuni utenti o applicazioni che necessitano di un'elevata potenza di calcolo.
• Elaborazione parallela limitata : Sebbene le CPU multi-core possano gestire più attività contemporaneamente, non sono ancora efficienti nell'elaborazione parallela quanto l'hardware specializzato come le GPU ( Unità di elaborazione grafica ), progettati per gestire più attività contemporaneamente.

Conclusione

La CPU è il cervello di un computer. Trasporta tutte le istruzioni dei programmi, gestendo qualsiasi cosa, dai calcoli semplici ai compiti complessi. Senza la CPU, il computer non sarebbe in grado di eseguire programmi o eseguire alcuna azione. Senza computer UPU come uno stupido maniche. Quindi è molto importante per il funzionamento complessivo di un computer.

Domande frequenti sull'Unità centrale di elaborazione – Domande frequenti

Una CPU è uguale a un microprocessore?

I termini CPU e microprocessore sono spesso usati in modo intercambiabile, ma non sono esattamente la stessa cosa. Tutte le CPU sono microprocessori, ma non è vero il contrario.

Quali sono i tipi di CPU?

Esistono principalmente tre tipi di CPU:

• CPU a nucleo singolo: Questo ha un singolo core che viene utilizzato per l'elaborazione dei dati. questa è la CPU più vecchia. Esegue una singola attività alla volta.
• CPU dual-core: Questa CPU ha due core e un singolo circuito integrato.
• CPU quad-core: Questa CPU ha due Dual Core e un singolo circuito integrato.

Di cosa sono fatte le CPU?

La CPU è realizzata in silicio. il silicio è un metallo semiconduttore. Collegamenti elettrici ai pin che creano il contatto con la scheda madre. La CPU produce molto calore, ecco perché è presente anche un diffusore di calore integrato nella parte superiore.

Quali sono le diverse parti della CPU?

Ci sono tre diverse parti della CPU:

• Unità Aritmetica e Logica (ALU): T L'Unità Aritmetica e Logica (o ALU) esegue operazioni aritmetiche e logiche.
• Unità di controllo (CU): L'unità di controllo comunica con dispositivi di input e output per il trasferimento dei dati dalla memoria.
• Memoria o unità di archiviazione: Tutti i tipi di input e output vengono distribuiti attraverso l'unità di memoria.