Hoofdstuk 5: de processor

Hoofdstuk 5:De processor 1. Miniaturisatie met chips Gegevens worden ingevoerd in de computer. Na de verwerking worden ze als informatie uitgevoerd. Tussen input en output gebeurt verwerking of processing. Als gegevens ingevoerd zijn, kunnen ze door de computer worden verwerkt. Dat verwerken gebeurt door chips: een chip is een is een dun siliciumplaatje van hooguit enkele vierkante centimeter groot, dat duizenden elektronische schakelingen bevat. Chips maken het mogelijk om de elektrische schakelingen die bij de eerst computers een hele kamer in beslag namen, nu op een plaat kleiner dan ons leerboek samen te vatten.

Dat miniaturiseren van de elektronica is een evolutie die omstreeks 1950 is begonnen. Terwijl er voordien grote, energieverslindende en kwetsbare lampen nodig waren werden die vervangen door germaniumtransistors. Vanaf de jaren 70 werden die op hun beurt vervangen door ‘geïntegreerde schakelingen’ : meerdere schakelingen samen op één (silicium)plaatje. 2. Personal Computer Men is van ‘personal computers’ beginnen spreken vanaf de tweede helft van de jaren 70, toen alle essentiële computerfuncties op één enkele chip, een microprocessor, konden worden samengebracht. Vaak lees je ook CPU of CVE als een synoniem van ‘microprocessor’.

Een mainframes of grote computers, die worden ingezet voor het zware taken, verdelen het werk over meerdere componenten. Dergelijke componenten werken gelijktijdig- of paralel- elk deel van de opdracht af.

Microprocessors worden niet alleen in computers. Ook in veel andere toestellen zit een chip die zorgt voor het afhandelen van instructies en controleren van de werking: wasautomaten, ABS-remmen, videoapparatuur, laserprinter, …

Omdat de microprocessor het ‘hart’ van de computer is, bepaalt de werking ervan een groot stuk de capaciteiten ervan.En de prijs: hoe krachtiger de microprocessor, hoe duurder de computer. In de pc-wereld zijn Intel en Motorola de twee belangrijkste fabrikanten van microprocessoren.Intel levert zijn processoren aan IBM en aan tal van andere fabrikanten die daardoor in staat zijn om een ‘IBM-compatibele’ computer te maken. Apple betrekt voor de Macintosh zijn microprocessoren van Motorola. 3. Waaruit bestaat de CVE?

Een microprocessor moet verschillende taken vervullen: -berekeningen maken -gegevens met elkaar vergelijken -gegevens verplaatsen -bijhouden wat de volgende af te werken taak is
Daarom bevat hij zowel een rekenkundige en logische eenheid als een besturingseenheid. Vaak wordt dit eerste onderdeel ook aangegeven met de afkorting van zijn Engelse naam: ALU.Die verwerkt de opdrachten en voert ze uit. Een reeks opdrachten die samenhoren noem je een programma. De rekenkundige en de logische eenheid zijn samen omdat de fysisch samenhoren. De besturingseenheid houdt bij welke de volgende opdracht is die moet uitgevoerd worden. Omdat er voortdurend interactie is met het interne geheugen worden CVE en interne geheugen vaak de centrale eenheid genoemd. 3.1 De rekenkundige eenheid

De rekenkundige eenheid of ALU voert bewerkingen uit met gegevens.Zowel de gegevens als de bewerkingen (instructies) worden als getalcodes ingevoerd in de ALU, waar ze in ‘registers’ worden opgeborgen: kleine geheugenplaatsen, waar gegevens onmiddellijk ter beschikking van de ALU zijn. In de rekenkundige eenheid is vooral het centrale register of accumulator van belang:hier komen tussenresultaten en eindresultaten terecht. Dat eindresultaat wordt van het een naar het ander deel van de computer overgebracht. 3.2 De logische eenheid

Dankzij de logische eenheid is de computer ertoe in staat vergelijkingen te maken. Het resultaat van zo een dergelijke vergelijking is waar of onwaar. Afhankelijk van dit resultaat worden dan bepaalde opdrachten uitgevoerd. 3.3 De besturingseenheid

Iedere instructie kan opgesplitst worden in een instructiecode en één of meerdere operanden.De instructiecode zegt wat er moet gebeuren, de operanden waarmee dat moet gebeuren. De besturingseenheid bestaat uit een aantal logische schakelingen en ook die maken gebruik van speciale geheugenplaatsen of registers: de instructieteller en de instructieregister. 4. Bussen Het contact tussen interne geheugen en verwerkingseenheid verloopt via een aantal parallelle kanalen of bussen. Men is begonnen met 8 kanalen, op de dag van vandaag zijn 32-bitters heel gewoon en men werkt aan 64-bitters.Het voordeel van een 32-bitsprocessor t.o.v. een 16- of een 8-bitsprocessor is niet alleen de vluggere werking ervan maar ook de mogelijkheid om rechtstreeks met een groter intern geheugen te kunnen communiceren. Deze computers kunnen dus vlugger en veel meer gegevens tegelijkertijd verwerken. 1.Intel 286-16 Mhz
2.Intel 386SX-25 Mhz
3.Intel 386 DX-25 Mhz
4.Intel 486 SX-16 Mhz
5.Amd 386 DX-40 Mhz
6.Cyrix 486 DLC-33 Mhz
7.Intel 386 DX2-40 Mhz
8.Ibm 486 SLC2-50 Mhz
9.Intel 486 SLC2-50 Mhz
10.Intel pentium 66 Mhz 5. De klok

De factor die de capaciteit van een microprocessor bepaalt: De klokfrequentie of kloksnelheid. De kloksnelheid wordt uitgedrukt in Mhz. Bij grote computers wordt de snelheid uitgedrukt in mips (miljoenen impulsen per seconde). Eigenlijk is dat een veel betere basis voor vergelijkingen, maar fabrikanten van personal computers vermelden bijna nooit deze waarden in hun folders. De hertz is een meeteenheid uit de natuurkunde die het aantal pulsen per seconde aangeeft. Elke microprocessor bezit een inwendige klok die met een bepaalde regelmaat controlepulsen geeft. Bij elke puls worden miniscule schakelaartjes in de processor omgezet, zodat elektrische stroomstootjes passeren. De klokfrequentie is maar één van de factoren die de snelheid van de microprocessor bepalen.