Der Mikroprozessor (griech. Mikro für Millionstel: Prozessor in sehr kleinem Maßstab)
ist ein elektronisches Rechenwerk, welches mit Befehlen in Maschinensprache gesteuert werden kann.
Während bis Ende der 1960er Jahre Prozessoren aus Einzelbauteilen und integrierten Schaltungen mit geringer Integrationsdichte hergestellt wurden, war es danach möglich, alle Einheiten des Prozessors auf einem Chip unterzubringen, auf dem jeder Schalter als elementarer Baustein im Durchmesser nur einige Mikrometer an Platz beansprucht - der Mikroprozessor war geboren. Zunächst waren dies noch recht einfache Schaltungen. Die Mikroelektronik brachte neben der Miniaturisierung und enormen Kostenersparnis noch weitere Vorteile wie Geschwindigkeit, Stromverbrauch, Zuverlässigkeit und später auch Komplexität. Dies führte dazu, dass vergleichsweise billige Mikroprozessoren mit der Zeit die teuren Prozessoren der Minicomputer und teilweise sogar der Großrechner verdrängten. Gegen Ende des zwanzigsten Jahrhunderts erhielt der Mikroprozessor Einzug in viele elektronische Geräte, vor allem als CPU von Personal Computern. Auch als dann die Strukturgröße der Mikroprozessor-Chips auf einige Nanometer verkleinert wurde, blieb der Begriff Mikroprozessor bestehen.
Steuerung durch Befehle
Alle Computerprogramme liegen als binäresBitmuster im Speicher vor. Diese Bitmuster sind prozessorspezifisch (d.h. bestimmte Muster lösen bei unterschiedlichen Prozessoren unterschiedliche elementare Befehle aus). Derartige elementare Prozessorefehle lassen sich prozessorspezifisch in Maschinensprache bzw. Assemblersprache programmieren, allerdings ist das Programm dann nicht portabel. Zur Umgehung dieses Problems benutzt man Hochsprachen, etwa C, C++, FORTRAN oder Pascal.
Ein spezielles Übersetzungsprogramm (Compiler) setzt dann das Hochsprachenprogramm in für den Prozessor geeignete Maschinensprache um.
Das Rechenwerk ist für arithmetische und logische Funktionen zuständig, Befehlsdecoder und Steuerwerk sind für die Ausführung der Befehle und die Koordination der Funktionseinheiten zuständig. Die Register bilden eine Art meist kleinen Spezialspeicher für Zwischenergebnisse von Rechenoperationen, auf den besonders schnell zugegriffen werden kann.
Zur Erhöhung der Rechengeschwindigkeit können Prozessoren mit Caches oder besonderen (etwa einem Hardwaremultiplizierer) oder zusätzlichen (etwa einem Fließkommarechenwerk) Rechenwerken ausgestattet sein.
Zur effizienteren Bearbeitung von Befehlen werden Pipelines verwendet.
Mikroprozessoren, die gleichzeitg auf dem selben Chip Peripheriefunktionen und Arbeits- oder Programmspeicher enthalten, nennt man Mikrocontroller. Viele Mikrocontroller enthalten - zumindest heute - äußerst umfangreiche Peripheriefunktionen auf dem selben Chip, weshalb sie auch PSoC (programmable system on-a-chip) genannt werden. Einige Mikroprozessoren lassen sich parallel programmieren.
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