Paano gumagana ang computer processor? prinsipyo ng operasyon

Halos alam ng lahat na sa computer pangunahing sangkap sa lahat ng mga "hardware" bahagi ay ang central processing unit. Ngunit ang bilog ng mga taong akala kung paano ang processor ay napaka limitado. Karamihan sa mga gumagamit ng mga ito at ay walang ideya. At kahit na kapag ang sistema ay biglang nagsisimula sa "slow down", maraming naniniwala na ito processor ay hindi gumagana nang maayos, at huwag ilakip ang kahalagahan sa iba pang mga kadahilanan. Upang lubos na maunawaan ang sitwasyon, ipaalam sa amin isaalang-alang ang ilang aspeto ng CPU.

Ano ang isang CPU?

Ang gitnang processor (CPU o CPU Ingles na bersyon) ay ang puso ng anumang computer system. Itinalaga sa ito sa pamamagitan ng lahat ng mga pagpapatakbo computing, hindi lamang ang arithmetic o lumulutang point (mantissa pagpapalit), ngunit din lohikal.

Ang processor mismo ay isang maliit na square plate (chip), kung saan milyun-milyong mga transistors mga. Minsan aparatong ito ay tinatawag ding isang integrated circuit.

Ano ang isang processor?

Kung makipag-usap namin tungkol sa kung paano upang mapatakbo ang isang Intel o AMD karibal, kailangan mo upang makita kung paano ang mga chips ay isagawa. Ang unang microprocessor (sa pamamagitan ng ang paraan, mula sa Intel, Model 4040) ay lumitaw bilang malayo likod bilang 1971. Maaaring siya lamang magsagawa ng simpleng karagdagan at pagbabawas sa pagpoproseso ng lamang 4 piraso ng impormasyon, ie. E. May isang 4-bit architecture.

Modern processors, pati na rin ang panganay, batay sa mga transistors at magkaroon ng isang mas higit na bilis. Ang mga ito ay nagawa sa pamamagitan ng photolithography ng isang bilang ng mga hiwalay na mga manipis silikon na bumubuo ng isang solong kristal, na kung saan tulad imprinted transistors. circuit ay nilikha sa isang espesyal na accelerator overclocked boron ions. Sa panloob na istraktura ng CPU core ay ang pangunahing mga bahagi, mga gulong at functional particle na tinatawag na rebisyon.

key Features

Tulad ng anumang iba pang mga aparato, ang processor ay nailalarawan sa pamamagitan ng ilang mga parameter na, kapag nagtanong kung paano ang processor, hindi ka maaaring ipasa sa pamamagitan ng. Una sa lahat ito ay:

• bilang ng mga nuclei;
• ang bilang ng mga thread;
• laki ng cache (internal memory);
• orasan dalas;
• bus bilis.

Habang nakatutok tayo sa orasan bilis. Hindi para sa wala na tinatawag na ang puso ng ang computer processor. Tulad ng puso, ito ay gumagana sa pulsing mode na may isang tiyak na bilang ng mga cycles bawat segundo. Ang orasan dalas ay sinusukat sa MHz o GHz. Ang mas mataas na ito ay, ang aparato ay maaaring magdala ng karagdagang mga operasyon.

Sa anong frequency processor na tumatakbo, maaari mong malaman mula sa kanyang ipinahayag na mga katangian o tingnan ang impormasyon sa sistema ng impormasyon. Ngunit sa panahon ng pagpoproseso ng dalas ay maaaring magbago utos, at kapag accelerating (overlokinge) pagtaas sa matinding limitasyon. Kaya, ang inaangkin clock frequency ay lamang ng isang average na index.

Ang bilang ng mga core - isang tagapagpahiwatig na tumutukoy sa bilang ng data center processor (hindi dapat malito sa daloy - ang bilang ng mga core at thread ay maaaring hindi ang parehong). Dahil sa pamamahagi na ito ito ay posible upang i-redirect operasyon sa ibang mga nuclei, at dahil doon pagpapabuti ng pangkalahatang pagganap.

Paano gumagana ang processor: pinoproseso ang mga utos

Ngayon ng kaunti tungkol sa istraktura ng mga maipapatupad na utos. Kung tumingin ka sa kung paano ang processor, kailangan mong maging malinaw tungkol sa na ang anumang mga koponan ay may dalawang bahagi - ang operating at operand.

Ang operating bahagi ng ang mga puntos na dapat ay tapos na sa sandaling ito, isang computer system, ang operand tumutukoy na para sa kung saan ito ay dapat patakbuhin ang processor. Higit pa rito, ang processor core ay maaaring masaklaw ng dalawang processing center (lalagyan stream) na hatiin ang command sa ilang yugto:

• pag-unlad;
• decryption;
• pagpapatupad ng utos;
• sa access processor memory
• mag-imbak ang resulta.

Ngayon, ang isang hiwalay na cache ay ginagamit sa anyo ng paggamit ng dalawang mga antas ng cache, kaya pag-iwas sa pagharang ng dalawa o higit pang mga koponan ng paggamot sa isa sa mga bloke ng memorya.

sa uri ng pagpoproseso ng command processor ay nahahati sa linear (pagsasagawa ng mga utos sa mga entry-sunod queue), cyclic at branched (pagpapatupad ng mga tagubilin pagkatapos ng kondisyon branch processing).

operasyon ginanap

Kabilang sa mga pangunahing pag-andar nakatalaga sa processor, sa mga tuntunin ng mga utos o tagubilin, mayroong tatlong pangunahing mga layunin:

• mathematical operations sa batayan ng isang pang-aritmetika logic unit;
• paglipat ng data (impormasyon) mula sa isang memory sa isa pang uri;
• desisyon sa pagganap ng koponan, at sa batayan na ito - ang pagpili ng paglipat sa execute iba pang mga hanay ng mga tagubilin.

Pakikipag-ugnayan sa memory (ROM at RAM)

Sa prosesong ito, dapat itong nabanggit sangkap tulad ng isang bus at nagbabasa at nagsusulat sa channel kung saan nakakonekta sa aparato imbakan. ROM ay naglalaman ng isang permanenteng koleksyon ng bytes. Una address ng bus ay humihingi ng isang tukoy na byte ROM, at pagkatapos ay nagpapadala ng ito sa data bus, at pagkatapos ay basahin ang mga channel ng mga pagbabago ng estado at nagbibigay ng hiniling bytes ng ROM.

Ngunit processors ay hindi maaaring lamang basahin ang data mula sa memory, ngunit din upang i-record ang mga ito. Sa kasong ito, ang pag-record ng channel. Subalit, kung ikaw hitsura, sa pamamagitan ng at malaki, modernong mga computer theoretically ay maaaring at dapat gawin nang walang RAM, tulad ng modernong microcontrollers ay magagawang upang ilagay ang ninanais na data bytes direkta sa memory ng processor chip. Ngunit hindi iyon ang ROM ay hindi maaaring dispensed.

Sa iba pang mga bagay, ang sistema ay nagsisimula sa simula ng test mode na kagamitan (BIOS command), at lamang pagkatapos ay control ay pumasa sa isang bootable operating system.

Paano upang suriin kung ang processor ay tumatakbo?

Ngayon ay tumingin sa ilang mga aspeto ng pagganap checking processor. Ito ay dapat na malinaw na nauunawaan na, kung ang processor ay hindi gumagana, ang computer ay hindi magagawang upang simulan pag-download sa pangkalahatan.

Isa pang bagay, kung kailan mo nais upang tumingin sa ang rate ng paggamit ng processor sa ilang mga punto. Maaari mong gawin ito mula sa standard "Task Manager" (sa harap ng anumang proseso na tinukoy kung ano ang porsyento ng CPU ito ay nagbibigay). Para sa visual pagpapasiya ng mga parameter na ito, maaari mong gamitin ang tab ng Pagganap, kung saan ang mga track na mga pagbabago sa real time. Mga Advanced na Pagpipilian ay maaaring makita sa tulong ng mga espesyal na mga programa, halimbawa, CPU-Z.

Higit pa rito, ito ay posible na gumamit ng maramihang processor core, ang paggamit ng isang sistema ng configuration (msconfig) at karagdagang boot parameter.

potensyal na mga problema

Sa wakas, ang ilang mga salita tungkol sa mga problema. Dito, maraming mga gumagamit ay madalas na tinatanong, sinasabi nila, bakit ang processor ay tumatakbo, ngunit ang monitor ay hindi i-on? Para sa CPU, situasyon na ito ay walang kinalaman. Ang katotohanan ay na kapag binuksan mo ang anumang computer ay unang sinubok ang graphics adapter, at lamang pagkatapos ang lahat ang natitira. Marahil ang problema ay namamalagi tiyak sa processor graphics chip (lahat ng mga modernong mga accelerators ay may kanilang sariling mga graphics processor).

Ngunit ang halimbawa ng paggana ng katawan ng tao ay dapat na nauunawaan na ang buong organismo namatay sa kaso ng para puso aresto. At sa mga computer. CPU ay hindi gumagana - "namatay" ang buong computer system.