Zařízení obsažená v procesoru: popis, funkce

Dnes v domácnostech drtivé většiny obyvatel rozvinutých zemí existuje několik počítačů, stejně jako tablet a dalších mobilních zařízení. Srdcem kteréhokoli z nich je procesor (CPU nebo CPU). Má složitou strukturu. Chcete-li pochopit, jak funguje počítač, měli byste zjistit, co je součástí procesoru.

Účel a funkce

Před studiem zařízení, které jsou součástí procesoru, byste měli zjistit, proč je určen. Takže procesor je ústředním zařízením počítače. Jeho účelem je:

• řídit práci počítače po daném programu;
• provádět operace zpracování informací.

Zařízení obsažená v procesoru

CPU je v současné době speciální integrovaný mikroobvod.

Zařízení, která tvoří procesor, jsou:

• v registru;
• mezipaměť;
• datové a adresové sběrnice;
• ALU (aritmetická logická jednotka);
• matematický koprocesor.

Zaregistrujte se

Jedná se o blok paměťových buněk, které tvoří uvnitř procesoru velmi rychlou paměť RAM. Používá se sama a programátorům je nepřístupný. Množství paměti je jen několik set bajtů.

Registry CPU jsou rozděleny do dvou typů: obecné a speciální.

Záznamy typu 1 se používají, když logické operace a aritmetický typ nebo činnost takových dalších sad instrukcí jako SSE, MMX atd.

Registry druhého typu obsahují systémová data potřebná pro provoz procesoru. Patří sem registry správy, systémové adresy, ladění atd. Přístup k nim je přísně regulován.

Taková zařízení navíc obsahují počítadlo příkazů obsahující adresu příkazu, ke kterému procesor začne v příštím operačním cyklu.

Paměť vyrovnávací paměti

Zařízení, která jsou součástí procesoru, jsou docela různorodá. To zahrnuje mezipaměť. Je to superoperativní paměť. Účelem jeho použití je zrychlit práci počítače. K tomu, když přistupujete k CPU v paměti, nejprve zkontrolujte, zda jsou požadovaná data uložena v mezipaměti. Pro tento účel porovnejte adresu příchozí žádosti s hodnotami všech značek mezipaměti, kde mohou být tato data uložena. Koincidence linky vyrovnávací paměti se značkou se nazývá hit (cache hit). V opačném případě je chyba vyrovnávací paměti opravena. Cache hit umožňuje procesoru okamžitě číst nebo zapisovat data na řádku s odpovídající značkou. Měřená účinnost vyrovnávací paměti pro vybraný algoritmus (program) je poměr počtu úspěšných úderů cache k celkovému počtu požadavků procesoru na paměť nazvaný hodnocení hodnocení.

ALU

Přestože některá zařízení zahrnutá v procesoru mají vlastní paměť, je ALU speciální kombinovaný obvod bez prvků vlastní paměti. Jeho účelem je implementovat nejdůležitější operace procesu zpracování dat:

• přijímá 2 vstupy pro 2 vstupy (obsah 2 registrů atd.);
• generuje a vydává výstup operace.

Spočívá v provedení sady jednoduchých aritmetických operací (AO) rozdělených do 3 hlavních kategorií: logické, aritmetické a bitové operace. AO je proces zpracování dat (odečítání, sčítání, násobení nebo dělení), jehož argumenty a výsledky jsou čísla. Odlišují se od logických operací. Chápou se jako postupy, které vytvářejí složité věty (AND, NOT, OR).

Aritmetické logické zařízení se skládá z registrů, řídícího prvku a sčítače s logickými schématy. Pracuje v souladu s kódy provozu, které jsou prováděny na proměnných, které jsou umístěny v registrech.

Datové a adresové sběrnice

Tato zařízení, která jsou součástí procesoru, jsou sadu vodičů. První z nich je určena k přenosu adresy paměti, do které jsou data odeslána. Pro každý z nich je přenášen 1 bit. Odpovídá jednomu číslu v adrese. Zvýšení počtu vodičů použitých k vytvoření adresy umožňuje označit větší počet buněk. Šířka sběrnice určuje maximální velikost paměti, kterou může procesor řešit.

Je-li datová sběrnice porovnávána s dálnicí a počítá se jako bit s počtem drah, adresa sběrnice je spojena s číslováním ulic nebo domů. Počet jeho řádků se rovná počtu číslic (znaků) v čísle domu. Pokud se tedy na konkrétních číslech ulic ulice skládá více než 2 desetinná místa, pak počet domů, které jsou na něm umístěny, nesmí přesáhnout 100 (tj. 102). Se třemi číslicemi se počet možných adres zvýší na 103.

Adresové a datové sběrnicky jsou nezávislé a návrháři čipů si vybírají své bitové hloubky podle vlastního uvážení. Současně, než v datové sběrnici existuje více číslic, tím více jsou v adresové sběrnici. Jejich hloubka bitů je ukazatelem schopností konkrétního procesoru. Zejména v datové sběrnici určuje schopnost procesoru vyměňovat si informace a šířka adresové sběrnice udává množství paměti, se kterou může pracovat.

Matematický koprocesor

Pokračujeme-li v úvahu, co je součástí procesoru počítače, nemůžeme říci pár slov o tomto zařízení. Je navržen tak, aby rozšířil možnosti procesoru a poskytoval jeho funkci prostřednictvím modulu takzvaných operací s plovoucí desetinnou čárkou pro procesory, které nemají integrovaný modul.

Matematický koprocesor není jedním z povinných prvků PC a může být vyřazen. Dříve výrobci tak učinili na základě ekonomických úvah.

Při řešení problémů, které vyžadují spoustu matematických výpočtů (pro vědecké nebo technické výpočty), bylo však nutné vyřešit problém zvyšování produktivity PC.

Jestliže před matematický koprocesor jsou instalovány moduly na základní desce jako samostatný čip, v moderních PC používání tohoto zařízení v tomto formátu není nutné, neboť byl původně postaven na procesoru.

Ostatní PC zařízení

Osobní počítač je komplexní a koherentní systém.

Všechna možná zařízení, která jsou součástí počítače, nemohou být uvedena ve dvou slovech.

Kromě procesoru obsahuje PC také:

• základní deska s konektorem pro připojení CPU;
• Pevné disky a pevné disky flexibilní magnetické disky;
• napájecí jednotka;
• paměť;
• disky kompaktních disků a disků DVD;
• konektory (porty) pro další zařízení atd.

Kromě toho se používají různá periferní zařízení, jako například:

• počítačová myš;
• klávesnice;
• mikrofon;
• reproduktory atd.

Nyní víte, že všechna možná zařízení, která tvoří počítač, jsou součástí komplexního systému řízeného procesorem. Jeho role nemůže být příliš zdůrazněna, protože práce PC závisí na jeho normálním fungování. V současné době odborníci předpovídají, že v příštích desetiletích bude podstatná změna podstatné části zpracovatelů. To je způsobeno skutečností, že technologický proces bude zastaralý, kvantové počítače, biologické počítače apod. Nahradí obvyklý počítač.