Kako deluje procesor? Načelo delovanja

Skoraj vsi vedo, da je glavni element med "železnimi" komponentami v računalniku osrednji procesor. Toda krog ljudi, ki si predstavljajo, kako deluje procesor, je zelo omejen. Večina uporabnikov nima pojma o tem. In tudi, ko sistem nenadoma začne "zavirati", mnogi verjamejo v to to je procesor

Kaj je CPU?

CPU (CPU ali v angleški različici CPU) je srce katerega koli računalniškega sistema. Vsem računskim operacijam je dodeljena, ne le izračuni aritmetičnih ali plavajočih točk (spreminjanje mantise), temveč tudi logične.

Sam procesor je majhna kvadratna plošča (čip), znotraj katere so na milijone tranzistorjev. Včasih se ta naprava pokliče integrirano mikrovezje.

Kaj vsebuje predelovalec?

Če govorimo o tem, kako deluje Intelov procesor ali njegov konkurent AMD, je treba videti, kako so ti žetoni urejeni. Prvi mikroprocesor (mimogrede, to je bil Intel, model 4040) se je pojavil leta 1971. Lahko bi izvajal le najpreprostejše operacije dodajanja in odštevanja z obdelavo samo 4 bitov informacij, to je 4-bitne arhitekture.

Sodobni procesorji, tako kot prvi rojeni, temeljijo na tranzistorjih in imajo veliko hitrejše delovanje. Izdelane so po metodi fotolitografije iz določenega števila posameznih silikonskih plošč, ki tvorijo en kristal, v katerega se natisnejo tranzistorji. Vezje nastane na posebnem pospeševalniku s pospešenimi ioni bora. V notranji strukturi procesorjev so glavne komponente jedro, avtobusi in funkcionalni delci, imenovani popravki.

Glavne značilnosti

Kot katera koli druga naprava, procesor so značilni nekateri parametri, ki pri odgovoru na vprašanje, kako deluje procesor, ne moremo obiti stran. Najprej je to:

• število jeder;
• število niti;
• velikost predpomnilnika (notranji pomnilnik);
• časovna frekvenca;
• hitrost pnevmatike.

Medtem ko bomo ostali na urni frekvenci. Ni čudno, da je procesor imenovan srce računalnika. Tako kot srce deluje v pulzirajočem načinu z določenim številom ciklov na sekundo. Časovna frekvenca se meri v MHz ali GHz. Višja je, več operacij, ki jih naprava lahko izvaja.

Na kakšni frekvenci procesor deluje, lahko iz svojih deklariranih značilnosti ugotovite ali si ogledate informacije v sistemskih informacijah. Toda v procesu obdelave ukazov se frekvenca lahko spreminja, in med overclocking (overclocking) povečati do ekstremnih meja. Tako je trdil frekvenca ura je samo povprečen.

Število jeder je indikator, ki določa število centrov za obdelavo procesorja (ne sme biti zmeden z nitmi - število jeder in niti ne more sovpadati). Zaradi te distribucije postane možno preusmeriti operacije na druga jedra in s tem povečati splošno zmogljivost.

Kako deluje procesor: ukazi za obdelavo

Zdaj malo o strukturi izvedljivih ukazov. Če pogledate, kako deluje procesor, morate jasno razumeti, da ima katerikoli ukaz dve komponenti - operativni in operand.

Delovni del prikazuje, kaj naj bi računalniški sistem trenutno izvajal, operand določi, na kakšen procesor naj deluje. Poleg tega, procesorsko jedro lahko vsebuje dva računalniška centra (vsebnik, tok), ki delijo izvajanje ukaza v več fazah:

• proizvodnja;
• dešifriranje;
• izvršitev ukaza;
• dostop do pomnilnika samega procesorja
• prihranite rezultat.

Danes se ločen predpomnilnik uporablja v obliki dveh ravni predpomnilnika, ki preprečuje prestrezanje dveh ali več ukazov za dostop do enega od pomnilniških blokov.

od vrste obdelave procesor ukazne je razdeljen na ravne (izvedba ukazov v navedb vrstnem redu prioritetnem vrstnem redu), ciklične in razvejeno (izvajanje ukazov po pogojih regijo obdelave).

Izvedene operacije

Med glavnimi funkcijami, dodeljenimi procesorju, v smislu izvedljivih ukazov ali navodil, obstajajo tri glavne naloge:

• matematične akcije na podlagi aritmetično-logične naprave;
• Premikanje podatkov (informacij) iz ene vrste pomnilnika v drugega;
• odločanje o izvedbi ekipe in na njegovi podlagi - izbira prehoda na izvajanje drugih nizov ukazov.

Interakcija s pomnilnikom (ROM in RAM)

Pri tem postopku morate upoštevati komponente, kot sta avtobus in kanal za branje in pisanje, ki sta povezana z napravami za shranjevanje. ROM vsebuje stalni niz bajtov. Prvi naslov avtobus zahteva posebno bajt ROM, nato pa ga pošlje na podatkovnega vodila, nato pa preberite stanje sprememb kanal in zagotavlja zahtevane bajtov ROM.

Toda procesorji ne morejo samo branje podatkov iz RAM-a, temveč tudi pisati. V tem primeru se uporablja snemalni kanal. Ampak, če pogledaš, na splošno, sodobni računalniki teoretično bi bilo in ne brez RAM-a, kot so sodobni mikrokontrolerji sposobni dati želenih bajtov podatkov neposredno v spomin čip procesor. Ampak ne morete storiti brez ROM-a.

Poleg tega se sistem zažene iz načina preskušanja strojne opreme (ukaz BIOS) in šele nato se nadzor prenese v zagonski operacijski sistem.

Kako preverim, ali procesor deluje?

Zdaj si oglejmo nekatere vidike preverjanja uspešnosti procesorja. Jasno je treba razumeti, da če procesor ne deluje, računalnik sploh ne more zagnati prenosa.

Druga stvar je, če želite v določenem trenutku pogledati indikator uporabe zmogljivosti procesorja. To lahko storite iz standardnega "Upravitelja opravil" (nasprotno od kateregakoli postopka, označuje, kolikšna je poraba CPU-jev). Če želite vizualno določiti ta parameter, lahko uporabite kartico z zmogljivostjo, kjer se spremljanje spremeni v realnem času. Napredne parametre je mogoče videti s pomočjo posebnih programov, na primer CPU-Z.

Poleg tega lahko uporabite več procesorskih jeder, z uporabo konfiguracije sistema (msconfig) in dodatnih parametrov zagona za to.

Možni problemi

Nazadnje, nekaj besed o težavah. Tukaj mnogi uporabniki pogosto zahtevajo, pravijo, zakaj procesor deluje, monitor pa se ne vklopi? Ta položaj nima nič opraviti z CPU-jem. Dejstvo je, da ko vklopite kateri koli računalnik, najprej preskusite grafični adapter in šele nato vse ostalo. Verjetno je problem le v procesorju grafičnega čipa (vsi moderni video pospeševalniki imajo lastne grafične procesorje).

Toda na primeru delovanja človeškega telesa moramo razumeti, da v primeru srčnega popuščanja umre celoten organizem. Torej z računalniki. Procesor ne deluje - celoten računalniški sistem "umre".