مقدمه ای بر برنامه نویسی کامپیوتر بخش سخت افزار

واحد پردازش مرکزی یا CPU در ذهن یا مغز کامپیوتر است. این واحد دستورات را از حافظه دریافت و آنها را اجرا می کند. CPU معمولاً دارای دو مؤلفه می باشد، یک واحد کنترل و دیگری واحد محاسبات منطقی. واحد کنترل، کنترل کننده و هماهنگ کننده فعالیت هایی است که سایر مؤلفه ها و سخت افزارهای کامپیوتر در حال انجام می باشند. واحد محاسبات منطقی، عملیات های عددی همچون جمع و تفریق و ضرب و تقسیم و عملیات های منطقی همچون مقایسات را بر عهده دارد. امروزه CPU ها بر روی چیپ های نیمه رسانای سیلیکونی ساخته می شوند که شامل میلیون ها سوئیچ الکترونیکی ریز است که به نام ترانزیستور شناخته می شوند و برای پردازش اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند. هر کامپیوتری دارای یک ساعت داخلی است که پالس های الکترونیکی ساطع می کند و این پالس ها در یک نرخ ثابت ارسال می شوند. این پالس ها برای کنترل گام و هماهنگی بین عملیات های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. سرعت بالاتر این ساعت امکان اجرای دستورات بیشتری را در یک دوره زمانی مشخص و ثابت امکان پذیر می سازد. واحد اندازه گیری سرعت ساعت هرتز می باشد به طوری که هر هرتز برابر با یک پالس در ثانیه است. در دهه 1950، کامپیوترها سرعت ساعت را مگاهرتز اندازه گیری می کردند اما سرعت CPU دائما ارتقا پیدا کرده و افزایش داشته است. در نتیجه امروزه سرعت ساعت CPU کامپیوترها معمولاً با گیگاهرتز اندازه گیری می شود. CPU ها در ابتدا با تنها یک هسته پردازشی توسعه پیدا کردند. هسته پردازنده، بخشی از پردازشگر است که خواندن و اجرای دستورات را بر عهده دارد. برای افزایش قدرت پردازشی CPU، چیپ هایی ساخته شده اند که CPU ها را قادر به پردازش در چندین هسته می نماید. CPU چند هسته ای یک مؤلفه منفرد است که دارای دو یا چند پردازنده مستقل می باشد. کامپیوترهای امروزی معمولاً دو، سه، چهار و حتی بیشتر هسته پردازنده دارند. در آینده پردازش گرهایی با ده ها و یا صدها هسته پردازنده دور از ذهن نخواهند بود.