Der Hauptprozessor Central Processing Unit

Aufgaben der Control Unit: 

•     Lesen, Speichern der Daten aus dem RAM
•     Bereitstellung, Decodierung und Ausführung von Befehlen
•     Verarbeitung der Eingabe von peripheren Geräten
•     Verarbeitung der Ausgabe zur Peripherie
•     Interrupt – Steuerung
•     Überwachung des gesamten Systems
•     Adress- , Daten- und Steuerbus 

Instruction Decode Unit (IDU):

Der Befehlsdecoder „übersetzt“ die eingegeben Befehle, die dem Prozessor als Programm übergeben werden, anhand eines prozessorinternen ROM's in den sogenannten Mikrocode und übergibt sie der Ausführungseinheit.

• Execution Unit (EXU): Ausführungseinheit: führt die im Mikrocode vorliegenden Befehle aus.
• Control Logic: Kontrolleinheit: steuert den Ablauf der Mikroprogramme.
• Internal ROM: Speicher: beinhaltet die Mikroprogramme des Prozessors.
• Processing Unit:  Das Rechenwerk umfasst neben der ALU und der FPU spezielle Register zur Zwischenspeicherung.
• ALU: ist für das Rechnen in der CPU zuständig. Außer mathematischen Berechnungen führt das Rechenwerk auch logische Vergleiche durch. Erst durch das Rechenwerk ist die CPU in der Lage, Prüfungen auf Gleichheit, Ungleichheit und Größe durchzuführen und damit den Anweisungen eines Programms entsprechend zu handeln.

 
FPU-Fließkommaprozessor:

•    Co Prozessor, arithmetischer Prozessor
•    kann auf Grund seines speziellen Aufbaus Berechnungen schneller und genauer als der Hauptprozessor durchführen.
•    Das Bussystem im Inneren des Prozessors wird als Back Side Bus bezeichnet,
•    das Bussystem zwischen Prozessor und Chipsatz hingegen als Front Side Bus (FSB).

Prozessor-Kenngrößen

CPU-Takt:  Der CPU-Takt ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der ein Prozessor arbeiten kann. Er wird in Mhz oder Ghz angegeben und ist im Prinzip die Frequenz, mit der ein Prozessor gem. Herstellerangaben getaktet werden sollte.
 
CPU-Bustakt:  Der CPU-Bustakt ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der Daten und Adressen auf dem FSB übertragen werden können. Er ist kleiner als der CPU-Takt und wird in Mhz angegeben. Manchmal wird er auch als Systembus bezeichnet.

Prozessor-Leistungsangaben und Begriffe 

• MIPS - „Millions of Instructions per Second“ (wieviele Anweisungen pro Sekunde abgearbeitet werden können)
• M/GFLOPS - „Million/Giga Floating Point Operations per Second“ Maß für durchschnittl. Rechenleistung der CPU
• Cache – höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit, wie getaktet First Level Cache, Second Level Cache
• Herstellungstechnologie – Größe der integrierten Transistoren

Architektur- technisches Prinzip bzw. das Verfahren, nach dem Daten und Programme verarbeitet werden.

1. CISC-Prozessor „Complex Instruction Set Computing“

Hier bietet der Prozessor auch komplexe Instruktionen an, die mittels eines Microcodeprogramms erst in die eigentlichen, digitalen Verarbeitungsschritte übersetzt werden. Allroundprozessor, die einen umfassenden, komplexen Befehlssatz verarbeiten können. (mehrere Taktzyklen)

2. RISC-Prozessor „Reduced Instruction Set Computing“

Ein Verfahren zur Steigerung der Auslastung eines Prozessors ist das RISC-Verfahren und bedeutet reduzierter Befehlssatz. Eine CPU ist um so schneller, je kleiner der Befehlsatz ist. Verarbeitungsschritte von Übersetzungen werden Compilern und Assemblern übertragen und ist nicht bestandteil der CPU. Verhältnismäßig kleinen, aber effektiven Befehlssatz, meist in einem Taktzyklus abgearbeitet, komplexe Befehle werden vor Verarbeitung zerlegt.

3. Pipelining

Pipelining ist ein Verfahren, bei der die CPU in der Lage versetzt wird, mehrere Befehle gleichzeitig abzuarbeiten. Wärend der Verarbeitungszeit werden normalerweise verschiedene Prozessorkomponenten an dieser Abarbeitung beteidigt.

4. Stallzyklen

In diesem Fall muß der empfangene Befehl nun sogenannten Stallzyklen einlegen und in einer Warteschleife warten, bis er weiter ausgeführt werden kann. Vergleichbar mit der Fließband produktion (es werden anfallende Arbeiten zum Teil parallel erledigt und verringern somit die Fertigstellungszeit)