واحد پردازش مرکزی ( CPU )، که اغلب به طور خلاصه پردازنده نامیده می‌شود، مغز هر سیستم کامپیوتری است. این واحد عملیات اساسی را که به کامپیوتر اجازه عملکرد می‌دهد، انجام می‌دهد، از جمله اجرای سیستم عامل و برنامه‌ها، پردازش داده‌ها و کنترل سایر اجزای سخت‌افزاری سیستم. در این درس، نقش CPU، نحوه عملکرد آن و اهمیت آن در سیستم‌های کامپیوتری را بررسی خواهیم کرد.
CPU یک جزء حیاتی هم در کامپیوترهای سنتی و هم در دستگاه‌های هوشمند مدرن است. این قطعه دستورالعمل‌های برنامه‌ها را اجرا می‌کند، عملیات پایه ریاضی، منطقی، کنترلی و ورودی/خروجی (I/O) مشخص شده توسط دستورالعمل‌ها را انجام می‌دهد. اساساً، داده‌ها را پردازش کرده و دستورالعمل‌ها را به اقدامات تبدیل می‌کند. CPUs می‌توان در دستگاه‌های مختلفی از کامپیوترهای رومیزی و لپ‌تاپ‌ها گرفته تا تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها یافت.
عملکرد یک CPU را می‌توان به سه مرحله اصلی تقسیم کرد: واکشی (Fetch)، رمزگشایی (Decode) و اجرا (Execute).
این فرآیند به صورت چرخه‌ای است و سرعتی که یک CPU می‌تواند این عملیات را انجام دهد با هرتز ( Hz ) اندازه‌گیری می‌شود که نشان دهنده تعداد چرخه‌هایی است که می‌تواند در هر ثانیه انجام دهد. CPUهای مدرن می‌توانند میلیاردها چرخه در ثانیه انجام دهند، سرعتی که با گیگاهرتز ( GHz ) اندازه‌گیری می‌شود.
معماری CPU's طراحی و ویژگی‌های آن را توصیف می‌کند که می‌تواند بین مدل‌ها و تولیدکنندگان مختلف بسیار متفاوت باشد. با این حال، اکثر CPUs برخی از اجزای مشترک را دارند:
CPUs مدرن ممکن است دارای چندین هسته باشند، اساساً چندین CPUs در یک واحد، که به آنها امکان می‌دهد چندین کار را همزمان انجام دهند و عملکرد برنامه‌هایی را که برای بهره‌گیری از پردازش چند هسته‌ای طراحی شده‌اند، به طور قابل توجهی افزایش دهند.
نقش CPU فراتر از اجرای دستورالعمل‌های برنامه است؛ این واحد همچنین شامل هماهنگی فعالیت‌های سایر اجزای سخت‌افزاری است. CPU جریان داده‌ها را بین حافظه کامپیوتر، دستگاه‌های ذخیره‌سازی و لوازم جانبی (مانند صفحه‌کلید و صفحه نمایش) مدیریت می‌کند و عملکرد روان و کارآمد سیستم را تضمین می‌کند.
عملکرد CPU تحت تأثیر عوامل مختلفی است:
با این حال، عملکرد CPU به این بستگی دارد که برنامه‌های نرم‌افزاری چقدر خوب از ویژگی‌های آن استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، نرم‌افزاری که برای پردازش چند هسته‌ای بهینه شده است، در CPUs با هسته‌های بیشتر عملکرد بهتری خواهد داشت.
CPUs برای عملکرد بسیاری از دستگاه‌هایی که روزانه استفاده می‌کنیم، ضروری هستند:
واحد پردازش مرکزی ( CPU ) یک جزء حیاتی هر سیستم کامپیوتری است که وظیفه اجرای دستورالعمل‌های برنامه و مدیریت عملیات سایر اجزای سخت‌افزاری را بر عهده دارد. عملکرد آن کلید سرعت و پاسخگویی کلی یک کامپیوتر است که تحت تأثیر عواملی مانند سرعت کلاک، تعداد هسته و اندازه حافظه پنهان قرار می‌گیرد. درک نحوه عملکرد CPU و نقش آن در محاسبات می‌تواند به کاربران کمک کند تا هنگام خرید یا ارتقاء سخت‌افزار خود تصمیمات آگاهانه‌ای بگیرند.
