İşlemcinin Temel Bileşenleri(2)

İşlemciler üretilirken kendilerine yüklenen komutları istenildiğinde yapabilme kabiliyetine sahiptirler. Bu komutlar genel işlemlerin icrası için üç gruba ayrılırlar. Bir bilgisayar kendisinde tanımlı olmayan komutları icra edemez.

- Matematiksel ve Mantıksal İşlem komutları. Toplama çıkarma, çarpma, bölme, mantıksal ve, veya, değil komutları ve kaydırma komutları.

- Verilerin hafıza veya kaydediciler arasında transfer edilmesini sağlayan komutlar. Hafıza ve kaydediciler kendi aralarında veya karşılıklı veri transferi.

- Karar verme ve istenen komut satırına dallanma komutları. Sayıların karşılaştırılarak, pozitif, sıfır, eşitlik, negatif... durumlarının oluşumuna göre istenen komuta dallanabilme.

İşlemciler komutları yürütürken öncelikle işletilen komut sırasını üzerinde tutan program sayıcının(PC=program counter) gösterdiği adresteki komut RAM den alınır(Fetch). Alınan komut, komut çözücü tarafından, nasıl yürütüleceği ve ne anlama geldiği belirlenir(Decode). Sonunda ise çözülen komut doğrultusunda ALU ya verilen direktifler yardımıyla istenen işlemler yaptırılır(Execute). Elde edilen sonuçlar istenen hafıza gözlerine yazılır(Write Back). Bu işlemler bir sonraki komut için benzer şekilde devam ederek işletilmesi gereken komutlar bitene kadar sürer.

Yukarıda bahsedildiği üzere komutların icra edilmesi 4 aşamada gerçekleşmektedir. Fetch(F), Decode(D), Execute(E) ve WriteBack(WB) aşamalarıdır. Eğer bir komutun icrası önceki komutun write back aşamasından sonra başlarsa burada zaman kayıpları oluşur. Çünkü işlemcinin örneğin fetch sırasında ALU çalışmaz boşta kalmış olur. Zaman kayıplarını önlemek için pipeline(kesintisiz iş akışı) denilen bir yapı kullanılır. Yani aynı anda işlemcinin boşta kalan tüm birimleri kullanılmış olur. Bu kayıp aşağıda gösterilmiştir. 12 saat frekansında sadece üç komut icra edilirken pipeline yapıda 4 komutun icrası 7 saat frekansında halledilir.