Jak funguje procesor? Princip činnosti

Téměř každý ví, že hlavním prvkem mezi "železnými" komponentami v počítači je centrální procesor. Ale kruh lidí, kteří si představují, jak funguje procesor, je velmi omezený. Většina uživatelů o tom nemá představu. A i když se systém náhle začne "brzdit", mnozí to věří je to procesor

Co je CPU?

CPU (CPU nebo v angličtině verze procesoru) je srdcem každého počítačového systému. Všechny výpočetní operace jsou přiřazovány, a to nejen výpočty aritmetických nebo pohyblivých bodů (změna mantisy), ale také logické.

Samotný procesor je malá čtvercová deska (čip), uvnitř které jsou miliony tranzistorů. Někdy je toto zařízení voláno integrovaný mikroobvod.

Co obsahuje procesor?

Pokud mluvíme o tom, jak to funguje Procesor Intel nebo jeho konkurent AMD, je třeba se podívat, jak jsou tyto čipy uspořádány. První mikroprocesor (mimochodem to byl Intel, model 4040) se objevil již v roce 1971. Mohl provádět pouze nejjednodušší operace sčítání a odečítání se zpracováním pouze čtyř bitů informace, tj. Měla 4bitovou architekturu.

Moderní procesory, jako první, jsou založeny na tranzistorech a mají mnohem rychlejší výkon. Vyrábí se metodou fotolitografie z určitého počtu jednotlivých křemíkových desek, které tvoří jediný krystal, do kterého jsou vyraženy tranzistory. Obvod je vytvořen na speciálním akcelerátoru akcelerovanými ionty boru. Ve vnitřní struktuře procesorů jsou hlavními součástmi jádra, autobusy a funkční částice nazývané revize.

Hlavní vlastnosti

Jako každý jiný zařízení, procesoru je charakterizován určitými parametry, které při odpovědi na otázku, jak funguje procesor, nelze obejít. Nejdříve je to:

• počet jader;
• počet vláken;
• velikost mezipaměti (interní paměť);
• frekvence hodin;
• rychlost pneumatiky.

Zatímco budeme držet frekvenci hodin. Není divu, že se procesor nazývá srdcem počítače. Stejně jako srdce pracuje v pulzujícím režimu s určitým počtem cyklů za sekundu. Frekvence hodin je měřena v MHz nebo GHz. Čím vyšší je, tím více operací může zařízení provádět.

Na jakou frekvenci pracuje procesor, můžete zjistit z jeho deklarovaných vlastností nebo se podívat na informace v systémových informacích. V procesu zpracování příkazů se však frekvence může lišit a při přetaktování (přetaktování) se zvyšuje na extrémní hranice. Tak, tvrdí frekvence hodin je zprůměrováno pouze.

Počet jader - indikátor určující počet procesor počítače center (nelze zaměňovat s proudem - počet jader a vláken nemůže shodovat). Díky této distribuci je možné přesměrovat operace na jiná jádra, čímž se zvýší celkový výkon.

Jak funguje procesor: zpracování příkazů

Nyní trochu o struktuře spustitelných příkazů. Pokud se podíváte na to, jak funguje procesor, musíte jasně pochopit, že každý příkaz má dvě složky - operační a operand.

Ovládací část udává, co má počítačový systém v současné době provádět, operand určuje, na čem by měl procesor pracovat. Navíc, jádro procesoru může obsahovat dvě výpočetní centra (kontejner, proud), které rozdělují provádění příkazu do několika fází:

• výroba;
• dešifrování;
• provádění příkazu;
• přístup do paměti samotného procesoru
• uložení výsledku.

Dnes je samostatné ukládání do mezipaměti používáno ve formě použití dvou úrovní mezipaměti, která zabraňuje zachycení dvěma nebo více příkazy pro přístup k jednomu z paměťových bloků.

Procesory podle typu příkazů pro zpracování jsou rozděleny na lineární (provádění příkazů v pořadí jejich zápisové fronty), cyklické a větvení (provádění instrukcí po zpracování podmínek větvení).

Provedené operace

Mezi hlavní funkce přiřazené procesoru, ve smyslu spustitelných příkazů nebo instrukcí, jsou tři hlavní úkoly:

• matematické akce na základě aritmeticko-logického zařízení;
• Přesun dat (informací) z jednoho typu paměti do druhého;
• rozhodování o výkonu týmu a na jeho základě výběr volby přechodu na provádění dalších sad příkazů.

Interakce s pamětí (ROM a RAM)

V tomto procesu byste měli zaznamenat komponenty, jako je sběrnice a kanál pro čtení a zápis, který je připojen k úložným zařízením. ROM obsahuje trvalý soubor bajtů. Nejprve adresová sběrnice pošle konkrétní bajt z ROM, pak ji přenese do datové sběrnice, po níž čtecí kanál změní svůj stav a ROM poskytuje požadovaný bajt.

Ale procesory mohou nejen číst data z paměti RAM, ale také je zapisovat. V tomto případě se používá záznamový kanál. Pokud byste ale pochopili, moderní počítače by mohly teoreticky pracovat bez RAM vůbec, protože moderní mikrokontroléry dokáží umístit potřebné datové bajty přímo do paměti samotného procesorového čipu. Ale bez ROM nemůžete udělat.

Systém se navíc spouští z režimu testování hardwaru (příkaz BIOS) a teprve poté je ovládací prvek přenesen do zaváděcího operačního systému.

Jak mohu zjistit, zda procesor funguje?

Nyní se podívejme na některé aspekty kontroly výkonu procesoru. Mělo by být zřejmé, že pokud procesor nefungoval, počítač by vůbec nemohl spustit stahování.

Další věc je, když se chcete podívat na ukazatel využití schopností procesoru v určitém okamžiku. Můžete to udělat ze standardního "Správce úloh" (naproti jakémukoliv procesu, to znamená, kolik využití CPU dává). Chcete-li vizuálně definovat tento parametr, můžete použít kartu výkonu, kde se sledování změn provádí v reálném čase. Pokročilé parametry lze vidět pomocí speciálních programů, například CPU-Z.

Kromě toho můžete použít více procesorových jader pomocí konfigurace systému (msconfig) a dalších parametrů zavádění pro toto.

Možné problémy

Konečně pár slov o problémech. Zde se mnoho uživatelů často ptá, říkají, proč procesor pracuje a monitor se nezapne? Tato situace nemá nic společného s CPU. Faktem je, že když zapnete jakýkoli počítač, nejprve otestujete grafický adaptér a teprve potom vše ostatní. Problém je pravděpodobně jen v procesoru grafického čipu (všechny moderní akcelerátory videa mají vlastní grafické procesory).

Ale na příkladu fungování lidského těla musí člověk pochopit, že v případě selhání srdce zemře celý organismus. Takže s počítači. Procesor nefunguje - celý počítačový systém "zemře".