Presque tout le monde utilise un ordinateur de nos jours, que ce soit à la maison ou au travail. En fait, il est rare de rencontrer quelqu’un qui n’a pas accès à un ordinateur. Nous dépendons beaucoup des ordinateurs, notamment dans le monde des affaires. Pourtant, peu de gens comprennent vraiment comment les ordinateurs fonctionnent. Comment un ordinateur est-il capable d’exécuter les commandes que vous saisissez ? La réponse à cette question passe par le microprocesseur de l’ordinateur. Bien sûr, savoir cela ne fournit pas beaucoup d’explications. Nous allons vous donner un aperçu de ce qu’est un microprocesseur, de son fonctionnement, et plus encore.

Qu’est-ce qu’un microprocesseur ?

Le microprocesseur est l’unité centrale d’un système informatique qui effectue des opérations arithmétiques et logiques, qui comprennent généralement l’addition, la soustraction, le transfert de nombres d’une zone à une autre et la comparaison de deux nombres. Il est souvent appelé simplement processeur, unité centrale de traitement ou puce logique. Il s’agit essentiellement du moteur ou du cerveau de l’ordinateur qui se met en marche lorsque celui-ci est allumé. Il s’agit d’un dispositif programmable et polyvalent qui intègre les fonctions d’une unité centrale de traitement (CPU) sur un seul circuit intégré (IC).

Comment fonctionne un microprocesseur ?

Un microprocesseur accepte des données binaires en entrée, traite ces données, puis fournit une sortie basée sur les instructions stockées dans la mémoire. Les données sont traitées à l’aide de l’UAL (unité arithmétique et logique) du microprocesseur, de l’unité de contrôle et d’une matrice de registres. La matrice de registres traite les données par l’intermédiaire d’un certain nombre de registres qui agissent comme des emplacements de mémoire temporaires à accès rapide. Le flux d’instructions et de données dans le système est géré par l’unité de contrôle.

Avantages d’un microprocesseur :

Les systèmes informatiques ne sont pas les seuls appareils qui utilisent des microprocesseurs. De nos jours, tout, des smartphones aux appareils ménagers en passant par les voitures, utilise des microprocesseurs. Voici quelques raisons pour lesquelles les microprocesseurs sont si largement utilisés :

  • Ils ne coûtent pas cher – En raison de leur utilisation de la technologie des circuits intégrés, les microprocesseurs ne coûtent pas cher à produire. Cela signifie que l’utilisation de microprocesseurs peut réduire considérablement le coût du système dans lequel ils sont utilisés.
  • Ils sont rapides – La technologie utilisée pour produire les microprocesseurs modernes leur permet de fonctionner à des vitesses incroyablement élevées – les microprocesseurs d’aujourd’hui peuvent exécuter des millions d’instructions par seconde.
  • Ils consomment peu d’énergie – La consommation d’énergie est beaucoup plus faible que celle des autres types de processeurs, car les microprocesseurs sont fabriqués à l’aide de la technologie des semi-conducteurs à oxyde métallique. Les appareils équipés de microprocesseurs sont donc beaucoup plus économes en énergie.
  • Ils sont portables – En raison de la petite taille des microprocesseurs et du fait qu’ils ne consomment pas beaucoup d’énergie, les dispositifs utilisant des microprocesseurs peuvent être conçus pour être portables (comme les smartphones).
  • Ils sont fiables – La technologie des semi-conducteurs étant utilisée dans la production des microprocesseurs, leur taux de défaillance est extrêmement faible.
  • Ils sont polyvalents – La même puce de microprocesseur peut être utilisée pour de nombreuses applications à condition de modifier la programmation, ce qui la rend incroyablement polyvalente.

Termes courants utilisés :

Lorsqu’il s’agit de parler des microprocesseurs, de leur fonction, etc., vous êtes susceptible de rencontrer un certain nombre de termes qui ne vous sont peut-être pas familiers. Voici quelques termes courants liés aux microprocesseurs :

Longueur du mot :

La longueur des mots fait référence au nombre de bits du bus de données interne du processeur, ou au nombre de bits qu’un processeur peut traiter à un moment donné. Par exemple, un processeur de 8 bits aura des registres de 8 bits, un bus de données de 8 bits et effectuera un traitement de 8 bits à la fois.

Jeu d’instructions :

Le jeu d’instructions est la série de commandes qu’un microprocesseur peut comprendre. Il s’agit essentiellement de l’interface entre le matériel et le logiciel.

Mémoire cache :

La mémoire cache est utilisée pour stocker les données ou les instructions auxquelles le logiciel ou le programme fait fréquemment référence pendant le fonctionnement. En fait, elle contribue à augmenter la vitesse globale de l’opération en permettant au processeur d’accéder aux données plus rapidement qu’avec une mémoire vive ordinaire.

Vitesse d’horloge :

La vitesse d’horloge est la vitesse à laquelle un microprocesseur est capable d’exécuter des instructions. Elle est généralement mesurée en Hertz et exprimée en mesures telles que MHz (mégahertz) et GHz (gigahertz).

Bus :

Un bus est le terme utilisé pour décrire l’ensemble des conducteurs qui transmettent les données ou qui adressent ou contrôlent les informations aux différents éléments du microprocesseur. La plupart des microprocesseurs sont composés de trois bus différents, à savoir le bus de données, le bus d’adresses et le bus de contrôle.

Catégories de microprocesseurs :

Les microprocesseurs peuvent être classés en différentes catégories, comme suit :.

Basé sur la longueur du mot :

les microprocesseurs peuvent être classés en fonction du nombre de bits du bus de données interne du processeur ou du nombre de bits qu’il peut traiter à la fois (ce que l’on appelle la longueur du mot). Sur la base de sa longueur de mot, un microprocesseur peut être classé en 8 bits, 16 bits, 32 bits et 64 bits.

Ordinateur à jeu d’instructions réduit (RISC) :

Les microprocesseurs RISC sont d’un usage plus général que ceux qui ont un jeu d’instructions plus spécifique. L’exécution des instructions dans un processeur nécessite un circuit spécial pour charger et traiter les données. Comme les microprocesseurs RISC comportent moins d’instructions, leurs circuits sont plus simples, ce qui signifie qu’ils fonctionnent plus rapidement. De plus, les microprocesseurs RISC ont plus de registres, utilisent plus de RAM et utilisent un nombre fixe de cycles d’horloge pour exécuter une instruction.

Ordinateur à jeu d’instructions complexe :

Les microprocesseurs CISC sont à l’opposé des microprocesseurs RISC. Leur but est de réduire le nombre d’instructions pour chaque programme. Le nombre de cycles par instruction est ignoré. Comme les instructions complexes sont faites directement dans le matériel, les microprocesseurs CISC sont plus complexes et plus lents. Les microprocesseurs CISC utilisent peu de RAM, ont plus de transistors, ont moins de registres, ont de nombreux cycles d’horloge pour chaque instruction, et ont une variété de modes d’adressage.

Processeurs à usage spécial :

Certains microprocesseurs sont conçus pour remplir des fonctions spécifiques. Par exemple, les coprocesseurs sont utilisés en combinaison avec un processeur principal, tandis qu’un transputer est un ordinateur à transistors : un microprocesseur qui possède sa propre mémoire locale.

Le microprocesseur a marqué un tournant dans l’informatique moderne :

Autrefois, les unités centrales de traitement étaient énormes. Ce n’est que dans les années 1960 que les concepteurs ont tenté d’intégrer les fonctions d’une unité centrale dans des unités à microprocesseur. C’est le développement réussi du microprocesseur qui a conduit à l’ordinateur domestique.

Les microprocesseurs à usage général sont ce qui permet à nos ordinateurs d’être utilisés pour l’édition de texte, l’affichage multimédia, le calcul et la communication sur Internet. En raison de leur rapidité, de leur taille et de leur efficacité énergétique, ils ont fait partie intégrante du développement de la technologie de tous les jours, y compris les appareils électroménagers, les smartphones, etc. Puisque le microprocesseur a fondamentalement changé le monde, il vaut la peine de comprendre ce qu’il est et comment il fonctionne !

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