Πώς λειτουργεί ο επεξεργαστής του υπολογιστή; αρχή της λειτουργίας

Σχεδόν όλοι γνωρίζουν ότι το κύριο στοιχείο του υπολογιστή μεταξύ όλων των συνιστωσών «υλικό» είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας. Όμως, ο κύκλος των ανθρώπων που οι ίδιοι αντιπροσωπεύουν ως επεξεργαστή τρέχει, είναι πολύ περιορισμένη. Οι περισσότεροι χρήστες του παρόντος και δεν έχουν ιδέα. Και ακόμη και όταν το σύστημα ξαφνικά αρχίζει να «επιβραδύνει», πολλοί πιστεύουν ότι αυτό επεξεργαστής δεν λειτουργεί σωστά, και δεν αποδίδουν σημασία σε άλλους παράγοντες. Για να κατανοήσουμε πλήρως την κατάσταση, ας εξετάσουμε ορισμένες πτυχές της CPU.

Τι είναι η CPU;

Ο κεντρικός επεξεργαστής (CPU ή CPU αγγλική έκδοση) είναι η καρδιά του κάθε σύστημα υπολογιστή. Που της έχουν ανατεθεί από όλες τις δραστηριότητες υπολογιστών, όχι μόνο η αριθμητική ή κινητής υποδιαστολής (δεκαδικό αλλαγή), αλλά και λογική.

Η ίδια επεξεργαστής είναι ένα μικρό τετράγωνο έλασμα (chip), στην οποία τα εκατομμύρια των τρανζίστορ είναι. Μερικές φορές αυτή η συσκευή ονομάζεται επίσης ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα.

Τι είναι ένας επεξεργαστής;

Αν μιλάμε για το πώς ο επεξεργαστής Intel ή της AMD ανταγωνιστής, θα πρέπει να δούμε πώς αυτές οι μάρκες που διοργανώνονται. Το πρώτο μικροεπεξεργαστή (από το δρόμο, από την Intel, μοντέλο 4040) εμφανίστηκε ήδη από το 1971. Θα μπορούσε να εκτελεί μόνο απλή πρόσθεση και αφαίρεση επεξεργασία μόνο 4 bits πληροφοριών, δηλ. E. Έχει αρχιτεκτονική 4-bit.

Σύγχρονη επεξεργαστές, καθώς και ο πρωτότοκος, με βάση τρανζίστορ και έχουν πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα. Παράγονται από φωτολιθογραφία ενός αριθμού χωριστών δίσκων πυριτίου που απαρτίζουν ένα ενιαίο κρύσταλλο, στα οποία όμοιοι αποτυπωθεί τρανζίστορ. Το κύκλωμα δημιουργείται σε ένα ειδικό επιταχυντή overclocked ιόντα βορίου. Στην εσωτερική δομή των πυρήνων CPU είναι τα κύρια συστατικά, τα ελαστικά και λειτουργικά σωματίδια που ονομάζονται αναθεωρήσεις.

Βασικά Χαρακτηριστικά

Όπως και κάθε άλλη συσκευή, ο επεξεργαστής χαρακτηρίζεται από ορισμένες παραμέτρους που, όταν ρωτήθηκε πώς τον επεξεργαστή, δεν μπορείτε να περάσουμε. Πρώτα απ 'όλα, είναι:

• τον αριθμό των πυρήνων?
• ο αριθμός των νημάτων?
• μέγεθος της μνήμης cache (εσωτερική μνήμη)?
• συχνότητα ρολογιού?
• ταχύτητας των λεωφορείων.

Ενώ εμείς επικεντρωθεί στην ταχύτητα ρολογιού. Όχι για τίποτα που να ονομάζεται η καρδιά του επεξεργαστή του υπολογιστή. Όπως και η καρδιά, λειτουργεί σε παλμική λειτουργία με έναν ορισμένο αριθμό κύκλων ανά δευτερόλεπτο. Η συχνότητα ρολογιού μετριέται σε MHz ή GHz. Όσο υψηλότερη είναι, η συσκευή μπορεί να πραγματοποιήσει περισσότερες λειτουργίες.

Σε ό, τι επεξεργαστή συχνότητας λειτουργίας, μπορείτε να μάθετε από δηλώσει χαρακτηριστικά του ή προβάλετε τις πληροφορίες στις πληροφορίες συστήματος. Αλλά κατά τη διάρκεια επεξεργασίας συχνότητας μπορεί να αλλάξει την εντολή, και κατά την επιτάχυνση (overlokinge) αύξηση σε ακραία όρια. Ετσι, η αξιούμενη συχνότητα χρονισμού είναι μόνο ένας μέσος δείκτης.

Ο αριθμός των πυρήνων - ένας δείκτης διευκρινίζοντας τον αριθμό των κέντρων επεξεργαστή του υπολογιστή (δεν πρέπει να συγχέεται με τη ροή - τον αριθμό των πυρήνων και νημάτων δεν μπορούν να συμπίπτουν). Λόγω αυτής της κατανομής είναι δυνατό να ανακατευθύνει επιχειρήσεις σε άλλους πυρήνες, βελτιώνοντας έτσι τη συνολική απόδοση.

Πώς λειτουργεί ο επεξεργαστής: εντολές επεξεργασίας

Τώρα είναι λίγο για τη δομή των εκτελέσιμων εντολών. Αν κοιτάξετε το πώς επεξεργαστή, θα πρέπει να είναι σαφής για το ότι κάθε ομάδα έχει δύο συνιστώσες - το λειτουργικό και τελεστή.

Το τμήμα λειτουργεί από τα σημεία που θα πρέπει να γίνει σε αυτή τη στιγμή, ένα σύστημα υπολογιστή, το τελεστή διευκρινίζει ότι για τον οποίο πρέπει να λειτουργεί τον επεξεργαστή. Επιπλέον, ο πυρήνας επεξεργαστή μπορεί να περιλαμβάνει δύο κέντρο επεξεργασίας (ρεύμα περιέκτη) που διαιρούν την εντολή σε διάφορα στάδια:

• ανάπτυξη?
• αποκρυπτογράφηση?
• την εκτέλεση της εντολής?
• με την πρόσβαση στη μνήμη επεξεργαστή
• αποθηκεύσετε το αποτέλεσμα.

Σήμερα, ένα ξεχωριστό cache χρησιμοποιείται με τη μορφή της χρήσης των δύο επιπέδων cache, αποφεύγοντας έτσι υποκλοπή των δύο ή περισσότερες ομάδες θεραπείας σε ένα από τα μπλοκ μνήμης.

σχετικά με τον τύπο της επεξεργασίας του επεξεργαστή εντολών διαιρείται σε γραμμική (εκτέλεση των εντολών στις καταχωρήσεις ουρά σειράς), κυκλικές και διακλαδισμένες (εκτέλεση των εντολών μετά τις συνθήκες επεξεργασίας διακλάδωσης).

εργασίες που εκτελούνται

Ανάμεσα στα κύρια καθήκοντα που ανατίθενται στον επεξεργαστή, όσον αφορά την εντολές ή οδηγίες, υπάρχουν τρεις βασικοί στόχοι:

• μαθηματικές πράξεις με βάση αριθμητική λογική μονάδα?
• μετακίνηση των δεδομένων (πληροφοριών) από τη μία μνήμη σε άλλο τύπο?
• απόφαση σχετικά με την απόδοση της ομάδας, και σε αυτή τη βάση - η επιλογή της αλλαγής να εκτελέσει άλλα σύνολα οδηγιών.

Αλληλεπίδραση με μνήμη (ROM και RAM)

Σε αυτή τη διαδικασία, θα πρέπει να σημειωθεί συστατικά όπως ένα λεωφορείο και διαβάζει και γράφει το κανάλι που είναι συνδεδεμένα με συσκευές αποθήκευσης. ROM περιέχει μια μόνιμη συλλογή του bytes. Πρώτη δίαυλος διευθύνσεων ζητά ένα συγκεκριμένο ROM byte, και στη συνέχεια μεταδίδει στο δίαυλο δεδομένων, και στη συνέχεια διαβάστε το αλλαγές κατάστασης καναλιού και παρέχει τα ζητούμενα bytes της ROM.

Αλλά επεξεργαστές δεν μπορεί να διαβάσει μόνο τα δεδομένα από τη μνήμη, αλλά και να τις καταγράψει. Σε αυτήν την περίπτωση, το κανάλι εγγραφής. Αλλά, αν δει κανείς, σε γενικές γραμμές, οι σύγχρονοι υπολογιστές θεωρητικά θα μπορούσε να είναι και να το κάνουμε χωρίς μνήμη RAM, καθώς η σύγχρονη μικροελεγκτές είναι σε θέση να τοποθετήσετε τα επιθυμητά bytes δεδομένων απευθείας στην μνήμη του τσιπ επεξεργαστών. Αλλά αυτό δεν είναι η ROM δεν μπορεί να διανεμηθεί.

Μεταξύ άλλων, το σύστημα αρχίζει με την έναρξη της (εντολή BIOS) Εξοπλισμός δοκιμαστική λειτουργία, και μόνο τότε ο έλεγχος περνά σε ένα εκκινήσιμο λειτουργικό σύστημα.

Πώς να ελέγξετε αν ο επεξεργαστής λειτουργεί;

Τώρα εξετάσουμε μερικές πτυχές της απόδοσης του επεξεργαστή ελέγχου. Θα πρέπει να καταστεί σαφές ότι, εάν ο επεξεργαστής δεν λειτουργεί, ο υπολογιστής δεν θα είναι σε θέση να ξεκινήσει η λήψη του γενικότερα.

Ένα άλλο πράγμα, όταν θέλετε να δείτε την αξιοποίηση των δυνατοτήτων του επεξεργαστή σε κάποιο σημείο. Μπορείτε να το κάνετε από την τυπική «Διαχείριση Εργασιών» (μπροστά από οποιαδήποτε διαδικασία που καθορίζεται το ποσοστό της CPU δίνει). Για την οπτική προσδιορισμό αυτής της παραμέτρου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την καρτέλα Απόδοση, όπου παρακολούθηση αλλαγών που συμβαίνουν σε πραγματικό χρόνο. Επιλογές για προχωρημένους μπορεί να δει με τη βοήθεια ειδικών προγραμμάτων, για παράδειγμα, CPU-Z.

Επιπλέον, είναι δυνατή η χρήση πολλαπλούς πυρήνες επεξεργαστή, χρησιμοποιώντας ένα διαμόρφωση του συστήματος (msconfig) και επιπρόσθετες παραμέτρους εκκίνησης.

πιθανά προβλήματα

Τέλος, λίγα λόγια για τα προβλήματα. Εδώ, πολλοί χρήστες ρωτούν συχνά, λένε, γιατί ο επεξεργαστής είναι σε λειτουργία, αλλά η οθόνη δεν ενεργοποιείται; Για την CPU, η κατάσταση αυτή δεν έχει καμία σχέση. Το γεγονός είναι ότι όταν ενεργοποιήσετε οποιονδήποτε υπολογιστή είναι δοκιμάστηκε για πρώτη φορά τον προσαρμογέα γραφικών, και μόνο τότε όλα τα υπόλοιπα. Ίσως το πρόβλημα έγκειται ακριβώς στο τσιπ επεξεργαστή γραφικών (όλες οι σύγχρονες επιταχυντές βίντεο έχουν τους επεξεργαστή δικά σας γραφικά).

Αλλά το παράδειγμα της λειτουργίας του ανθρώπινου σώματος πρέπει να γίνει κατανοητό ότι ολόκληρη η οργανισμός πεθαίνει σε περίπτωση καρδιακής ανακοπής. Και με τους υπολογιστές. CPU δεν λειτουργεί - «πεθαίνει» το όλο σύστημα του υπολογιστή.