Како функционира процесорот? Принцип на работа

Скоро секој знае дека главниот елемент меѓу "железо" компоненти во компјутерот е централниот процесор. Но, кругот на луѓе кои замислуваат како функционира процесорот е многу ограничен. Повеќето корисници немаат идеја за ова. И дури и кога системот одеднаш почнува да "сопира", многумина веруваат дека овој процесор не работи добро и не придава значење на други фактори. За целосно разбирање на ситуацијата, разгледајте некои аспекти на процесорот.

Што е процесорот?

Централниот процесор (процесорот или во англиската верзија на процесорот) е срцето на секој компјутерски систем. Сите пресметковни операции се доделуваат на него, не само аритметички или пресметки со подвижна точка (менување на мантиса), туку и логички.

Самиот процесор е мала плоштадна плоча (чип), во која се наоѓаат милиони транзистори. Понекогаш овој уред се нарекува и интегриран микросхем.

Што се состои од процесорот?

Ако зборуваме за тоа како процесорот Интел или неговиот конкурент AMD работи, треба да погледнеме како се распоредени овие чипови. Првиот микропроцесор (патем, тоа беше од Интел, модел 4040) се појави во 1971 година. Тоа може да врши само наједноставни операции на собирање и одземање со обработка на само 4 бита на информации, односно, имаше 4-битна архитектура.

Современите процесори, како првородените, се базираат на транзистори и имаат многу побрзи перформанси. Тие се произведени со методот на фотолитографија од одреден број поединечни силиконски плочи, кои формираат монокристал, во кој се втиснати транзистори. Шемата се создава на посебен акцелератор со забрзани борни јони. Во внатрешната структура на процесорите, главните компоненти се јадра, автобуси и функционални честички, наречени ревизии.

Главни карактеристики

Како и секој друг уред, процесорот се карактеризира со одредени параметри, кои не можат да се избегнат со одговарање на прашањето за тоа како функционира процесорот. Прво на сите:

• Број на јадра;
• Број на теми;
• Големина на кешот (внатрешна меморија);
• Часовна фреквенција
• Брзина на гумите.

За сега, да застанеме на часовната фреквенција. Не е ни чудо што процесорот се нарекува срцето на компјутерот. Како и срцето, тој работи во режим на пулсирање со одреден број циклуси во секунда. Фреквенцијата на часовникот се мери во MHz или GHz. Колку е повисока, толку повеќе операции може да ги исполни уредот.

На која фрекфенција процесорот работи, може да се научи од неговите прогласени карактеристики или да се погледне информациите во системските информации. Но, во процесот на обработка на команди, фреквенцијата може да варира, и кога оверклокинг (оверклокување) се зголемува до екстремни граници. Така, прогласената фреквенција на фреквенцијата е само просек.

Бројот на јадра е индикатор кој го одредува бројот на процесорски центри за обработка (да не се мешаат со теми - бројот на јадра и теми не може да се совпадне). Поради оваа дистрибуција, станува возможно да се пренасочат операциите на други јадра, со што се зголемуваат севкупните перформанси.

Како работи процесорот: обработка на команди

Сега малку за структурата на извршни команди. Ако погледнете како работи процесорот, треба јасно да се разбере дека секоја команда има две компоненти - оперативни и операнди.

Оперативниот дел го покажува она што компјутерскиот систем треба да го направи во моментот, операндот одредува на што треба да работи процесорот. Покрај тоа, јадрото на процесорот може да содржи два компјутерски центри (контејнер, поток) кои ја одвојуваат извршувањето на командата во неколку фази:

• Производство;
• Дешифрирање;
• Извршување на командата;
• Пристап до меморијата на самиот процесор
• Зачувување на резултатот.

Денес, одделно кеширање се користи во форма на користење на две нивоа на кеш меморија, која избегнува следење од две или повеќе команди за пристап до еден од мемориските блокови.

Процесорите според типот на команди за обработка се поделени на линеарни (извршување на команди во редот на нивната редица за пишување), циклични и разгранување (извршување на инструкции по обработка на филијалните услови).

Извршени операции

Меѓу главните функции доделени на процесорот, во смисла на извршни команди или инструкции, постојат три главни задачи:

• Математички дејства врз основа на аритметичко-логички уред;
• Пренесување податоци (информации) од еден тип на меморија на друг;
• Одлучување за извршување на тимот, и врз основа на тоа - изборот на префрлување во други групи на команди.

Интеракција со меморија (ROM и RAM)

Во овој процес, треба да се забележат компоненти како што се автобусот и каналот за читање и пишување, кои се поврзани со уредите за складирање. РОМ содржи постојан сет на бајти. Прво, автобусот за адреси бара специфичен бајт од ROM-от, а потоа го префрла на шината за податоци, по што читаниот канал ја менува својата состојба и ROM-от го обезбедува бараниот бајт.

Но процесорите не само што можат да читаат податоци од RAM меморијата, туку и да ги снимаат. Во овој случај се користи канал за снимање. Но, ако разберете, со големи модерни компјутери теоретски би можеле да направат без RAM меморија, бидејќи современите микроконтролери можат да ги стават потребните податоци бајти директно во меморијата на самиот процесор чип. Но, не можете без ROM.

Меѓу другото, системот започнува од хардверскиот режим за тестирање (команда на BIOS), и само тогаш контролата се пренесува во бутабилен оперативен систем.

Како можам да проверам дали процесорот работи?

Сега, ајде да погледнеме во некои аспекти од проверката на перформансите на процесорот. Треба јасно да се разбере дека ако процесорот не работи, компјутерот воопшто нема да може да го започне преземањето.

Друга работа е кога треба да го погледнете индикаторот за користење на способностите на процесорот во одреден момент. Можете да го направите ова од стандардниот "Task Manager" (спротивно на секој процес, покажува колку процесорот го користи). За визуелно да го одредите овој параметар, можете да го користите табулаторот Performance, каде што следењето на промените е во реално време. Напредните параметри може да се видат со помош на специјални програми, на пример, процесорот-Z.

Покрај тоа, можете да користите повеќе процесорски јадра, со користење на системската конфигурација (msconfig) и дополнителни параметри за подигнување за ова.

Можни проблеми

Конечно, неколку збора за проблемите. Тука многу корисници често прашуваат, велат тие, зошто процесорот работи, а мониторот не се вклучува? Оваа ситуација нема никаква врска со процесорот. Факт е дека кога ќе го вклучите секој компјутер, прво го тестирате графичкиот адаптер, и само тогаш сè друго. Можеби проблемот е само во процесорот на графичкиот чип (сите модерни видео акцелератори имаат свои графички процесори).

Но, на пример за функционирањето на човечкото тело, мора да се разбере дека во случај на срцева слабост, целиот организам умира. Така и со компјутери. Процесорот не работи - целиот компјутерски систем "умира".