Cos’è la CPU e come funziona davvero

Cos’è la CPU

Vediamo di capire che cos’è la CPU.!

La CPU è l’Unità di Elaborazione Centrale (central processing unit, in sigla CPU).! Detto anche Microprocessore o Processore Centrale, la cui funzione principale è quella di elaborare in modo centralizzato tutte le altre unità hardware presenti nel Computer. Periferiche e Schede Elettroniche (scheda video, scheda audio, scheda di rete, etc..) sono tutte gestite dal Processore Centrale, ovvero dalla CPU.

In pratica gestisce dal suo centro di elaborazione la Memoria principale RAM, quella secondaria ROM e tutte le periferiche Hardware. Elabora le istruzioni dei programmi in esecuzione gestendo la RAM in base al tipo di architettura su cui si basa.

Possiamo infatti avere CPU a 32bit e CPU a 64bit, due architetture diverse tra loro e che condizionano l’esecuzione di determinati processi o l’esecuzione di particolari software.

Ne parlo meglio in un altro articolo dedicato alla —> differenza tra CPU 32bit e 64bit e il tipo di linguaggio utilizzato dalla CPU Ti consiglio caldamente di farci un salto per capire meglio di cosa stiamo parlando.

 

Com’è composto un processore

Capire cos’è la CPU senza spigare come è composta è un po difficile. Non trovi.? La CPU è composta da 2 importantissimi “elementi”:

1 – ALU: Arithmetic Logic Unit

2 – CU: Control Unit

ALU è la parte del processore destinata ai calcoli matematici, alle operazioni logiche e alle operazioni di confronto. 

CU ha invece il compito di coordinare tutte le azioni necessarie per l’esecuzione di una istruzione o più istruzioni contemporaneamente.

 

Elementi ulteriori di una CPU

1 – Registri: memorie e dispositivi interni di memorizzazione di dati N.bit, che possono essere letti o scritti al loro interno. Ogni cella di memoria ha al suo interno un dispositivo bistabile in grado di memorizzare un bit (1 e 0). I registri possono leggere un numero limitato di bit (8, 16, 32 o 64). Da qui la compatibilità con Sistemi Operativi a 32bit e 64bit.  La velocità di accesso ai registri è molto alta.

2 – Bus interno: serve a gestire una serie di operazioni sincronizzandole con il resto del sistema, si occupa di collegare Registri, ALU, Unità di controllo e memoria primaria RAM.

 

Memoria CACHE

Altro elemento fondamentale è la Memoria CACHE. E’ un tipo di memoria che ha la funzione di velocizzare l’invio di dati o informazioni richiesti dalla stessa CPU. In pratica, la memoria CACHE immagazzina i dati e li rende nuovamente disponibili senza che sia necessario richiederli direttamente alla memoria RAM e attendere sprecando tempo inutile

Cos'è la CPU

 

Velocità del Processore

Se vi dico che la Velocità di un Processore dipende dal numero di battiti del suo cuore? La velocità con la quale si susseguono questi battiti determina la velocità della CPU.

Il cuore è regolato da un SEGNALE ELETTRICO, denominato CLOCK. Ossia, una serie di velocissimi impulsi generati al suo interno e che si ripetono n. volte al secondo. “Più sono veloci questi impulsi o senali elettrici, più alto è il CLOCK e più veloce sarà il nostro Processore“.

La velocità di CLOCK viene misurata in GigaHertz, ovvero, miliardi di impulsi al secondo.

Quando diciamo che la velocità del Processore dipende dal numero di impulsi elettrici e la loro velocità di esecuzione, ci riferiamo più precisamente ad un’OPERAZIONE che deve essere iniziata e completata dal Processore stesso. Questa Operazione è definita CICLO,  formato da 4 fasi bene distinte.

Più Cicli al secondo il Processore è in grado di svolgere, più veloce sarà la nostra CPU“..!

 

Fasi del Ciclo

Abbiamo detto che la velocità della nostra CPU dipende fondamentalmente dal numero di Cicli di istruzioni eseguiti al secondo. Per svolgere questo Ciclo o Operazione la CPU necessita di 4 fasi:

Cos'è la CPU

1 – Fetching: il processore preleva tutti i dati di cui ha bisogno dalla memoria RAM e li copia nella memoria CACHE, all’interno del Processore. Per poter avere a disposizione i dati in un lasso di tempo più breve senza dover per questo richiedere gli stessi dati nuovamente alla memoria RAM.

2 – Decoding: i dati vengono tramutati/decodificati in linguaggio binario (1 e 0), così da poter essere letti e capiti dalla CPU

3 – Executing: ricevuti i dati, la CPU li elabora per poi restituirli a noi secondo le istruzioni che noi stessi o i programmi hanno definito

4 – Write Back: il risultato finale è l’immagazzinamento dei dati finali nella memoria, per poi passare alla fase successiva

Spero tu abbia capito cos’è la CPU e come questa funziona. Se hai dubbi o domande non esitare a contattarci usando la sezione commenti più in basso o inviandoci semplicemente un e-mail.

 

 

 

 

 

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