PC központi egysége a perifériák nélkül

A processzor:

A központi feldolgozóegység (CPU: Central Processing Unit) feladata a műveletek sorrendben történő végrehajtása és végrehajtatása. A számítógép e nélkül működésképtelen. Hazánkban a legelterjedtebbek az Intel és az AMD cégek által készített processzorok. Az IBM AT számítógépekbe az 1980-as évek közepén az Intel 80286-os jelzésű processzorait építették. Ezeket a gépeket a köznyelv röviden 286-os gépeknek nevezte. Ezt a processzorcsaládot fejlesztve készítették el a 80386-os, 80486-os processzorokat és a köréjük épített gépeket. A fejlesztés következő állomása a Pentium processzorok elkészítése. Ebben a sorban megtalálható a Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III és a napjainkban használatos CORE I3, I5, I7.

Nagy konkurenciát jelent az AMD. Ennek a cégnek a mai processzorai Ryzen fantázia neveket viselik.

Egy személyi számítógépben általában egy processzor található, de számításigényes grafikai, tervező alkalmazások futtatásához, nagy teljesítményű szerverekhez építhető olyan számítógép, ami két vagy több processzort tartalmaz.

A processzor tartalmaz:

• Egy vezérlő egységnek nevezett részt (CU: Control Unit), amelynek feladata az utasítások beolvasása, értelmezése, s ennek alapján a számítógép összes részének irányítása.
• Egy aritmetíkai és logikai egységnek nevezett részt (ALU: Arithmetich and Logical Unit), ami a matematikai és logikai műveletek végzéséért felelős.
• Regisztereket. Ezek a processzor gyors elérésű memóriarekeszei. Feladatuk az adatok ideiglenes tárolása. A processzoron belül 32 féle regisztert lehet elkülöníteni.

A processzor fő jellemzői:

• Műveletvégzési sebesség: Az egyes részegységek működésének szinkronizálását egy órajel segítségével végzik. Ezt egy órajel-generátor állítja elő, és minden másodpercben azonos számú jelet ad, ami az egységekben egy-egy elemi utasítás elvégzésére ad lehetőséget. A számítógépen belül a legmagasabb órajellel a processzorok dolgoznak. Ennek mértékegysége a Hz, illetve a processzorok sebességéből adódóan a MHz és a GHz. Egy új számítógép vásárlásakor választhatunk olyan CPU-t, amelyik 3 GHz-es. Ez azt jelenti, hogy másodpercenként 3 milliárd elemi művelet végrehajtására képes.
• Regiszterméret: meghatározza, hogy a processzor milyen nagyságú adatokat tud kezelni.
• Címtartomány: a használható memória nagyságát határozza meg.

A processzorok a hatalmas számítási teljesítményt jelentős áramfelvétellel képesek megoldani. Ennek egy mellékhatása, hogy a felhasznált elektromos energia egy része hővé alakul. Ezt a processzortól el kell vezetni, mert az a túlmelegedés hatására tönkremehet. A hűtést hűtőbordákkal és hűtőventilátorokkal oldják meg.

Mivel a processzorok rendelkeznek a legnagyobb órajellel, ez azt is jelenti, hogy például a memória, ami tárolja az éppen futó programokat, adatokat lassabb működésű. Ha a processzornak valamilyen adatra van szüksége a memóriából, akkor a sebességkülönbségek miatt gyakran előfordul, hogy várnia kell az adatra. Ezt a gép használója úgy érzékeli, hogy az adott program lassabban működik. Ennek a várakozásnak a csökkentésére a processzorokba beépítenek egy átmeneti tárolásra alkalmas gyors memóriát, ami a processzorral azonos sebességen működik. Amikor egy adatot a processzor megkap a memóriától, azt ebbe az úgynevezett cache memóriába helyezi el. Ha legközelebb szükség van ugyanerre az adatra, azt már ebből a gyorsítótárból tudja elővenni. Felvetődhet a kérdés, hogy miért nem az összes memóriát építik a processzorba. Ennek az oka a gyártásból adódó árban keresendő. A gyorsítótárnak használt memória előállítása sokkal költségesebb, mint a számítógépben használt egyéb memóriáké. A programok futásának sebességét tehát nemcsak a processzor órajele határozza meg, hanem a processzorba épített cache memória mérete is. Ez az érték jellemzően 256 és 512 KB.

Aritmetikai processzor

Az aritmetikai műveletek nagy száma és a lebegőpontos (hatványkitevős) számokkal való műveletvégzés gyakorisága miatt, a számítógépekbe beépítettek egy ún. társ vagy koprocesszort. Feladata a bonyolultabb matematikai műveletek, számolások segítése, elvégzése és felgyorsítása. Az aritmetikai processzort lebegőpontos processzornak is szoták nevezni (FPU: Floating Point Unit).

A régebbi számítógépeknél egy külön foglalat szolgált az aritmetikai processzor behelyezésére, míg az újabb gépeknél már egybeépítik a processzorral. Önállóan működésképtelen.

Az órajel és időzítő

Az órajel a processzor működését ütemezi. A két feladatvégzés között a processzor tétlen. Minél nagyobb az óraimpulzusok száma, tehát az órajel, annál gyorsabb a processzor. Az óraimpulzusokat frekvenciával fejezik ki. A frekvencia mértékegysége a hertz. A mai számítógépek GHz körüli órajellel dolgoznak.