Che cos’è la CPU (o Processore Centrale) del Computer?

Spesso avrai sentito nominale il termine CPU ma probabilmente non hai mai approfondito la questione!

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In questo articolo ti aiuteremo a fare chiarezza su uno dei componenti fondamentali per i dispositivi che utilizziamo tutti i giorni, vale a dire PC, smartphone e tablet.

Pronto? Prima di tutto contestualizziamo. Per capire al meglio cos’è la CPU prenderemo in esame il funzionamento di base di un PC e di tutti i suoi componenti.

Smartphone e tablet, pur essendo apparentemente molto diversi da un PC funzionano in maniera molto simile.

I componenti del PC: Scheda Madre, CPU, RAM, Memoria di massa, scheda grafica

Questi sono i componenti che permettono ad un PC di funzionare. La perfetta simbiosi di tutti questi “ingredienti” ti sta permettendo di leggere queste righe.

Elenchiamo rapidamente le funzionalità di cui ciascun componente si occupa:

• Scheda Madre: è la base principale di ogni dispositivo, tiene insieme tutti gli altri componenti che le vengono montati sopra.
• Memoria di massa: è l’unità che immagazzina tutti i dati necessari a far funzionare il sistema operativo e le sue applicazioni. Un esempio? Gli hard disk! O i più recenti SSD.
• Scheda grafica: si occupa di veicolare al monitor e quindi alla vista dell’utente tutto ciò che il server grafico del sistema operativo elabora.
• RAM: La RAM (Random Access Memory) è una memoria di tipo temporaneo, ovvero, al suo interno vengono conservate solamente le informazioni necessarie nel momento dell’elaborazione, dopodiché vengono rimosse. Si tratta dell’opposto della memoria di massa nella quale le informazioni sono stoccate a tempo indeterminato.
• CPU: La CPU (Central Processing Unit) è il cuore del sistema, si occupa di leggere le istruzioni che le vengono impartite e di conseguenza le esegue ad una velocità varia al variare della sua capacità di frequenza espressa in GHz.

CPU, com’è fatta e come funziona

Fatte le doverose premesse possiamo ora analizzare più nello specifico la composizione ed il funzionamento tipico di una CPU.

Le unità centrali altresì dette CPU o processori sono composte dai seguenti moduli:

• Unità di controllo: accede alla RAM e da essa legge le istruzioni
• Unità aritmetica e logica: si occupa di eseguire le operazioni aritmetiche, esegue i calcoli veri e propri
• Shifter: elabora i dati
• Registri: porzioni di memoria omologhi alla RAM, posseggono il vantaggio di essere di più rapido accesso e di conseguenza garantiscono una maggiore celerità d’esecuzione

Come agisce la CPU quando esegue un’istruzione? Quali sono i passaggi?

Fondamentalmente, in quest’ordine:

• Dalla RAM vengono tratte le istruzioni (Fase di lettura)
• La CPU determina quali operazioni eseguire (Fase di decodifica)
• A questo punto vengono eseguite le operazioni necessarie (Fase d’esecuzione)
• Infine si verifica l’attivazione della memoria e la relativa scrittura dell’esito dell’operazione nell’apposito registro (Fase di scrittura)

Questo processo avviene in un tempo estremamente limitato.

I parametri che influenzano la velocità di esecuzione sono molteplici, indichiamo tra i principali:

• Quantità e difficoltà delle istruzioni
• Capacità del processore (CPU) espressa in GHz e numero di Core che lo compongono