Les différentes opérations d'un microprocesseur
Un microprocesseur manipule les données dans un système informatique. L'unité centrale de traitement (CPU) agit comme le cerveau de l'ordinateur et se compose d'un ou plusieurs microprocesseurs constitués de plusieurs milliers de transistors sur un seul circuit intégré. Le microprocesseur fonctionne en conjonction avec les autres composants pour effectuer des opérations arithmétiques et logiques, gérer les tâches à l'aide d'un jeu d'instructions et exécuter toutes les opérations au sein de l'ordinateur.
Entrée et sortie
Le microprocesseur accepte les entrées provenant de périphériques tels qu'une souris, un clavier ou un scanner, et effectue une fonction sur ces données. Il prend une décision basée sur les données, calcule l'information, puis envoie les résultats vers les périphériques de sortie (moniteur, imprimante) sous forme lisible pour l'utilisateur. Par exemple, si un utilisateur appuie sur la touche « m » dans un traitement de texte, le microprocesseur accepte cette entrée et affiche la lettre « m » à l'écran.
Unité arithmétique et logique (UAL)
L'UAL récupère les informations en entrée depuis les registres du CPU et les opérandes, puis effectue les opérations arithmétiques (addition, soustraction, multiplication, division) et logiques (ET, OU, OU exclusif). Lors du traitement des données, l'UAL teste des conditions et prépare différentes actions selon les résultats. Elle récupère également des données auprès d'autres sources : systèmes numériques, instructions, circuits de temporisation et de routage des données (additionneurs, soustracteurs).
Mémoire
Le microprocesseur accède aux instructions binaires stockées en mémoire (circuits stockant des bits). La mémoire vive (RAM) est une mémoire de contrôle qui utilise des registres pour stocker temporairement les données. Le microprocesseur y stocke les données volatiles utilisées par les programmes. La mémoire morte (ROM) stocke les données de façon permanente sur des puces avec des instructions intégrées. L'accès à la ROM est plus lent, mais elle ne perd pas ses informations à l'arrêt de l'ordinateur, contrairement à la RAM.
Unité de contrôle
L'unité de contrôle dirige le flux des opérations et des données en sélectionnant une instruction de programme à la fois, en l'interprétant et en envoyant des signaux à l'UAL ou aux registres pour l'exécuter. Elle décide aussi où stocker l'information en mémoire et quels périphériques solliciter, en s'interfaçant avec l'UAL, la mémoire et les périphériques d'entrée/sortie. Elle peut également arrêter l'ordinateur si elle ou un autre composant (ex. l'alimentation) détecte des conditions anormales.
Échange d'informations
Le bus système relie le microprocesseur aux périphériques (clavier, souris, imprimante, scanner, haut-parleurs, caméra numérique). Le microprocesseur envoie et reçoit des données via ce bus pour communiquer avec les périphériques. Il ne communique qu'avec un seul périphérique à la fois pour éviter toute confusion. L'unité de contrôle gère le timing de ces échanges.