Mikroişlemci (CPU)

Mikroişlemci: (CPU, Central Processing Unit; MİB, Merkezi İşlem Birimi) Bilgisayarın beyni gibidir, mantıksal ve matematiksel işlemleri yapar, karar verir, donanımlar arası ilişkiyi düzenler. İşlemcinin performansını, sahip olduğu çekirdek yapısı(mimari yapısı) ve saat çarpanı sonucu elde edilen MHZ üzerinden değer belirler. Intel Pentium II 450 MHZ.lik bir işlemci Intel Pentium III 850 MHZ.lik bir işlemciden performans olarak daha düşüktür. Bunun nedeni Pentium II işlemcinin sahip olduğu çekirdek yapısının farklı oluşudur. Mikroişlemci anakartta(mainboard) işlemciye özel bir yuvaya takılır.

Merkezi İşlem Birimi(mikroişlemci), kontrol birimi ve aritmetik / mantıksal birim olmak üzere iki bölümden oluşur.
Kontrol Birimi (Control Unit): Sistemdeki veri akışını yöneterek; bellekten okunan komutu çözer, komut tarafından belirlenen işlemleri yürütür ve yapılan işlemlerin kontrolünü yapar. ALU ve kaydedicilerin çalışmasını, bellek ve G/Ç portlarına dışarıdan yapılan veri transferlerini denetler.
Aritmetik / Mantık Birimi (Arithmetic Logic Unit – ALU): Mantıksal ve matematiksel işlemlerin yapıldığı kısımdır. Dört işlem, üs alma gibi temel aritmetik işlemler ile büyük, küçük, ve, veya gibi mantıksal işlemleri yerine getirir.

Mikroişlemcilerin sınıflandırılabilmesi için ölçü kabul edilen en temel özellikleri şunlardır:a. Kelime uzunluğu (bit uzunluğu): Mikroişlemcilerin bir defada işleyebileceği kelime uzunluğu, paralel olarak işlenen veri bitlerinin sayısıdır. b. Mikroişlemcinin tek bir komutu işleme hızı: Saat frekansı her zaman gerçek çalışma frekansını yansıtmasa da; bir mikroişlemcinin hızıyla doğrudan ilgilidir.
Bir mikroişlemcinin hızını artıran temel unsurlar şöyle sıralanabilir:
Merkezi işlem birimini devre teknolojisi ve planı
Kelime uzunluğu
İşlemci komut kümesi çeşidi
Zamanlama ve kontrol düzeni
Kesme altyordamlarının çeşitleri
Bilgisayar belleğine ve giriş/çıkış aygıtlarına erişim hızı
c. Mikroişlemcini doğrudan adresleyebildiği bellek büyüklüğü: Mikroişlemci, adres yolu aracılığıyla anabelleği adresleyebilir. Adres yolu, işlemcinin yapısına göre değişir ve adres yolu hattı çok olan bir sistemin adresleme kapasitesi de o kadar büyüktür.
Bu üç ana özelliği dışında mikroişlemcileri dolaylı olarak etkileyen çeşitli özellikler vardır: Mikroişlemci üzerinde kullanılabilecek kaydedici sayısı ve tipleri; programcının elde edebileceği çeşitli komutlar ve bellek adreslerken ihtiyaç duyduğu farklı adres modları; kullanılan işletim sisteminin uyumluluğu gibi.

Mikroişlemcilerin Tarihi Gelişimi:
1968 yıllarında özellikle bellek chipleri yapmak için kurulan Intel firması 1971-72 yılları içinde hesap makiması (busicom) için CPU chipi isteyen bir firma için 4004 ve hemen peşinden terminal üreticisi bir başka firma için 8008 CPU'larını geliştirdi. Ancak her iki tasarımında ciddi sorunları vardı ve kullanım alanları basit hesap makinaları ve aptal terminallerden öteye geçmiyordu. Bugünkü PC lerin atası kabul edilen Altair bilgisayarlar için geliştirilen 8080 işlemciler, 1974'te üretildi.
İntel bugün dünyanın en büyük CPU üreticisi konumunda olmasına rağmen pazarda tek başına ve rakipsiz değil. Texas Instruments, Motorola, MIPS, Sun, digital, IBM gibi diğer donanım üreticisi firmalarda alternatif teknolojiler geliştirmeye devam ediyorlar.
1993 yılına gelene kadar 80x86 sınıfı mikroişlemciler (80286, 80386, 80486) Intel ve Cyrix gibi firmalar tarafından aynı isimle üretildiler. 1993 yılındaki yeni kuşak işlemcilerde Intel firması farklı bir isimlendirmeye gitti ve Penta (5) kökenli Pentium ismini kullanmaya başladı. Aynı yıllarda IBM ve Motorola firmaları beraberce PowerPC olarak adlandırılan ve daha çok Macintosh bilgisayarlarda kullanılan işlemciler ürettiler, ama PC pazarında Intel egemenliğine son veremediler. Özellikle iş istasyonları ve Unix tabanlı sistemlerde kullanılan Sparc ve Alpha işlemciler ise daha çok profesyonel amaçlı kullanıldılar.
Günümüzde kullanılan mikroişlemciler INTEL, AMD, MOTOROLA, VIA, CYRIX, SUN ve DIGITAL firmaları tarfından üretilmektedir. Bunlardan SUN, MOTORALA ve DIGITAL özel amaçlı bilgisayarlarda kullanılan işlemciler üretmektedir. Kişisel bilgisayarlarda ise genallikle INTEL, AMD, VİA CYRIX işlemciler kullanılmaktadır.