Merkezi islem birimi

Şekil 2.8. Mikroişlemcinin Bölümleri

Aritmetik ve Mantık Ünitesi (Arithmetic&Control Unit- ALU): Dört işlem, verilerin karşılaştırılması, karşılaştırmanın sonucuna göre yeni işlemlerin seçilmesi ve kararların verilmesi bu birimin görevidir.

Kontrol Ünitesi (Control Unit- CU): Hafıza birimleriyle mikroişlemci, mikroişlemci ile giriş/çıkış (I/O) birimleri arasındaki işlem akışını düzenler, komutları yorumlar ve bu komutların yerine getirilmesini sağlar.

Kontrol Ünitesi ve Aritmetik ve Mantık Ünitesi mikroişlemciyle giriş/çıkış birimleri arasındaki bilgi transferini yapan ve bu bilgilerin geçici olarak saklanmasını sağlayan (kayıtları tutan), "kaydedici" (register) denilen özel bir bellek birimine erişir. "Sayıcılarla" (counter) işlemi yapacak komut ve verilerin adreslerini taşıyarak, bilgisayarın çalışması sırasında hangi verinin hangi sırayla kullanılacağını belirler. Giriş-çıkış devreleriyle yalnızca giriş ya da yalnızca çıkış yapan birimler arasında bağlantı kurarlar.

Şekil 2.9. Hat Yapıları

DAHİLİ HAT: CPU' nun içindeki, kontrol ünitesi ile aritmetik ve lojik ünitesi arasındaki veri transferini sağlayan çok hızlı bir hattır.
VERİ HATTI : CPU, RAM ile arasındaki veri transferini genişleme hattı tarafından desteklenen veri hattıyla sağlar.
GENİŞLEME HATTI: Genişleme hattı RAM ile bağlantı kurarak düşük hızlı aygıtlar arasındaki iletişimi sağlar .
LOKAL HAT: Lokal hat, yüksek hızlı çevre birimlerine bakar ve CPU ile doğrudan bağlantı kurar.

Sistem yolları mikroişlemci ile bilgisayarın diğer birimleri arasındaki bağlantıları sağlayan iletkenlerdir. Sistem yolları 3 gruba ayrılır:

	Veri yolları (Data Bus): Verileri transfer eder.
	Adres yolları (Address Bus): Verilerin nereye gideceği bilgisini transfer eder.
	Denetim yolları (Control Bus): Transfer işlemini kontrol eder.

cpuman.jpg (15932 bytes)

Şekil 2.10. Sistem Yolları

Hatların büyüklüğü, genişlik olarak da bilinir. Bir defada ne kadar verinin transfer edilebileceğini belirlerler. Örneğin 16-bit hat, 16 bitlik veriyi, 32-bit hat ise 32 bitlik veriyi bir defada transfer edebilir.

Verilen komutlar mikroişlemci, kontrol ünitesi, aritmetik ve mantık ünitesi ve bellek birimleri arasında 4 basamakta gerçekleşmektedir.

Şekil 2.11. Mikroişlemcinin Komut İşleme Basamakları

Bir CPU’ nun performansı iç yapısına ve çalıştığı saat hızına bağlıdır. Saat hızı MHz birimleriyle gösterilir. 1 MHz 1 milyon kere yukarıdaki 4 basamağı işlemesi demektir. Yardımcı işlemci olarak sayısal, matematik, aritmetik işlemciler ve 3D uygulamalarda, ondalıklı sayıları işleyen floating point işlemciler kullanılır. 3D uygulamalarda performansı yükseltmek için bazı komutlar eklenmiştir. MMX ve 3Dnow adı verilen bu ek komutlar, yazılım tarafından kullanıldıklarında performansı arttırırlar.

Bir komutu yorumlarken iki tane yazılım tasarımı kullanılır. RISC (Reduced Instructions Set Computers) , basit ve çok kullanılan komutları içeren mikroişlemcileri kullanmaktadır. RISC' in genel mantığı, komut sayılarını azaltarak işlemleri daha kısa zamanda gerçekleştirerek mikroişlemcinin performansını arttırmaktır. CISC (Complex Instruction Set Computers) ise işlemci üzerindeki bir çok komutu içerirler. Böylece işlemci hafıza birimlerine daha az ulaşma gereği duyar.

PC	Mikroişlemciler	Sene	Transistor sayısı
1. Nesil	8086 ve 8088	1978-81	29,000
2. Nesil	80286	1984	134,000
3. Nesil	80386DX ve 80386SX	1987-88	275,000
4. Nesil	80486SX, 80486DX, 80486DX2 ve 80486DX4	1990-92	1,200,000
5. Nesil	Pentium Cyrix 6X86 AMD K5 IDT WinChip C6	1993-95 1996 1996 1997	3,100,000 -- -- 3,500,000
Geliştirilmiş 5. Nesil	Pentium MMX IBM/Cyrix 6x86MX IDT WinChip2 3D	1997 1997 1998	4,500,000 6,000,000 6,000,000
6. Nesil	Pentium Pro AMD K6 Pentium II AMD K6-2	1995 1997 1997 1998	5,500,000 8,800,000 7,500,000 9,300,000
Geliştirilmiş 6. Nesil	Mobile Pentium II Mobile Celeron Pentium III AMD K6-3 Pentium III CuMine	1999	27,400,000 18,900,000 9,300,000 21,300,000 28,000,000
7. Nesil	AMD original Athlon AMD Athlon Thunderbird Pentium 4	1999 2000	22,000,000 37,000,000 42,000,000

Mikroişlemci	Saat Hızı(MHz)	Veri Yolu Hızı(MHz)
Intel i386DX	16-33	16-33
Intel i386SX	16-33	16-33
Intel i486DX	20-50	20-50
Intel i486SX	16-66	16-33
Intel i486DX2	40-66	20-33
AMD Am5x86	133	33
Intel Pentium	60-200	50-66
AMD K5	75-100	50-66
Intel Pentium PRO	150-200	60-66
Intel Pentium MMX	166-233	60-66
AMD K6	166-300	66
Intel Pentium II	233-450	66-100
Intel Celeron	266-300	66
AMD K6-2	266-533	66-100
AMD K6-3	350-500	66-100
Intel Pentium III	450-1000	100-133
Athlon	500-800	100