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Was ist eine CPU? Definition und Arbeitsweise

Die meisten Menschen wissen nicht, was CPU bedeutet und was ihre Rolle in einem Computer ist. In diesem Artikel werden wir Ihnen den CPU Aufbau einfach erklären. Wenn Sie nach einem neuen Laptop oder PC suchen, haben Sie sich jemals gefragt, was dieser i-7 oder i-3 oder AMD Athlon bedeutet? Die meisten der Anzeigen heben den CPU-Typ hervor, um ihren Laptop oder ihre Mobiltelefone zu vermarkten. Einige von Ihnen kennen vielleicht die volle Form der CPU, sind aber gespannt darauf, wie eine CPU funktioniert und wie sie die Gesamtgeschwindigkeit eines Computergerätes beeinflusst.

Was ist eine CPU (Central Processing Unit)?

Die vollständige Form der CPU ist die Central Processing Unit. Alternativ ist es auch unter dem Namen Prozessor, Mikroprozessor oder Computerprozessor bekannt. Eine CPU ist eine elektronische Schaltung, die in einem Computer verwendet wird, die die eingegebenen Anweisungen oder Befehle von der Speichereinheit abruft, arithmetische und logische Operationen durchführt und diese verarbeiteten Daten wieder im Speicher speichert.

Eine CPU oder Zentraleinheit ist das Herz eines Computers und wird in einem Sockel installiert, der auf einem Motherboard angegeben ist. Da eine CPU viele Berechnungen mit hoher Geschwindigkeit durchführt, erhitzt sie sich schnell. Um die Temperatur einer CPU zu senken, ist ein Lüfter installiert.

Komponenten einer CPU

cpu block diagramm

Steuergerät
Die Steuereinheit ist ein interner Teil einer CPU, der die Anweisungen und den Datenfluss zwischen der CPU und anderen Komponenten des Computers koordiniert. Es ist die CU, die den Betrieb einer zentralen Verarbeitungseinheit steuert, indem sie Zeit- und Steuersignale sendet.

Arithmetische Logik-Einheit
Die ALU ist eine interne elektronische Schaltung einer CPU, die alle arithmetischen und logischen Operationen in einem Computer ausführt. Die ALU erhält drei Arten von Eingaben.

  • Steuersignal von CU (Control Unit)
  • Zu bedienende Daten (Operanden)
  • Statusinformationen von zuvor durchgeführten Vorgängen.

Wenn alle Anweisungen ausgeführt wurden, wird der aus Daten bestehende Ausgang im Speicher und eine Statusinformation in internen Registern einer CPU gespeichert.

Arbeiten mit einer CPU

Alle CPUs, unabhängig von ihrem Ursprung oder Typ, führen einen grundlegenden Befehlszyklus durch, der aus drei Schritten mit dem Namen Fetch, decode und Execute besteht.

Holen
Ein Programm besteht aus einer Reihe von Anweisungen. Verschiedene Programme werden im Speicher abgelegt. Während dieses Schrittes liest die CPU Anweisungen, die von einer bestimmten Adresse im Speicher bedient werden sollen. Der Programmzähler der CPU speichert die Adresse der Anweisungen.

Dekodieren
Eine Schaltung namens Befehlsdecoder dekodiert alle aus dem Speicher abgerufenen Befehle. Die Anweisungen werden in verschiedene Signale dekodiert, die andere Bereiche der CPU steuern.

Ausführen
Im letzten Schritt führt die CPU den Befehl aus. Beispielsweise speichert es einen Wert in dem jeweiligen Register und der Befehlszeiger zeigt dann auf einen anderen Befehl, der an der nächsten Adressposition gespeichert ist.

Taktrate
Die Prozessorgeschwindigkeit wird durch die Anzahl der Taktzyklen gemessen, die eine CPU in einer Sekunde ausführen kann. Je mehr die Anzahl der Taktzyklen, desto mehr Anweisungen (Berechnungen) kann sie ausführen. Die CPU-Geschwindigkeit wird in Hertz gemessen. Moderne Tagesprozessoren haben Geschwindigkeitseinheiten von GHz. (1GHz=1 Million tausend Zyklen pro Sekunde).

CPU-Hersteller
Die drei großen Hersteller von CPUs, die in Desktop- oder Laptops verwendet werden, sind Intel, AMD und VIA (Embedded Devices), während Qualcomm, Samsung und Apple die drei führenden Hersteller von mobilen Prozessoren sind.