Com funciona el processador de l'ordinador? principi de funcionament

Gairebé tothom sap que en l'element principal equip entre tots els components "maquinari" és la unitat central de processament. Però el cercle de persones que representen a si mateixos com el processador està funcionant, és molt limitada. La majoria dels usuaris d'aquest i no tenen ni idea. I fins i tot quan el sistema comença de sobte a "frenar", molts creuen que aquest processador no funciona correctament, i no donen importància a altres factors. Per entendre completament la situació, considerarem alguns aspectes de la CPU.

Què és un CPU?

La unitat central de procés (CPU o CPU versió en anglès) és el cor de qualsevol sistema informàtic. Que li assigna totes les operacions de computació, no només l'aritmètica o punt flotant (canvi mantissa), sinó també lògic.

El processador en si és una petita placa quadrada (xip), en la qual milions de transistors són. De vegades, aquest dispositiu també es diu un circuit integrat.

Què és un processador?

Si parlem de com el processador Intel o AMD competidor, cal veure com s'organitzen aquests xips. El primer microprocessador (per cert, d'Intel, Model 4040) va aparèixer ja en 1971. Només podia fer sumes i restes simples de processament només 4 bits d'informació, és a dir. I. Té una arquitectura de 4 bits.

Els processadors moderns, així com el primogènit, basat en transistors i tenen una velocitat molt més gran. Es produeixen per fotolitografia d'un nombre d'hòsties de silici separades que componen un únic vidre, en els quals els transistors impresos. El circuit es crea en un accelerador de ions bor especial overclock. En l'estructura interna de nuclis de CPU són els components principals, els pneumàtics i les partícules funcionals anomenades revisions.

Característiques principals

Igual que qualsevol altre dispositiu, el processador es caracteritza per certs paràmetres que, quan se li va preguntar com el processador, no es pot passar. En primer lloc, és:

• nombre de nuclis;
• el nombre de fils;
• mida de la memòria cau (memòria interna);
• freqüència de rellotge;
• velocitat del bus.

Mentre ens centrem en la velocitat de rellotge. No en va es diu el cor del processador de l'ordinador. Igual que el cor, que funciona en mode polsant amb un cert nombre de cicles per segon. La freqüència de rellotge es mesura en MHz o GHz. Com més alt és, el dispositiu es pot dur a terme més operacions.

A quina freqüència el processador en marxa, es pot aprendre de les seves característiques declarades o veure la informació en la informació del sistema. No obstant això, durant el processament de la freqüència pot canviar d'ordres, i quan s'accelera augment (overlokinge) a límits extrems. Per tant, el reivindicat freqüència de rellotge és només un índex mitjà.

El nombre de nuclis - un indicador que especifica el nombre de centres de processador d'ordinador (no confondre amb el flux - el nombre de nuclis i els fils poden no coincidir). A causa d'aquesta distribució és possible redirigir les operacions a altres nuclis, el que millora el rendiment general.

Com funciona el processador: ordres de processament

Ara una mica sobre l'estructura de les ordres executables. Si ens fixem en com el processador, cal tenir clar que qualsevol equip té dos components - l'operació i operant.

La part operativa dels punts que s'han de fer en el moment, un sistema informàtic, l'operand s'especifica que per a això ha d'operar el processador. A més, el nucli del processador pot comprendre dos centre de processament (corrent contenidor) que divideixen la comanda en diverses etapes:

• el desenvolupament;
• desxifrat;
• execució de l'ordre;
• l'accés a la memòria del processador
• emmagatzemar el resultat.

Avui dia, una memòria cau separada s'utilitza en la forma de la utilització de dos nivells de memòria cau, evitant així intercepció de dos o més equips de tractament d'un dels blocs de memòria.

en el tipus de processament el processador d'ordres es divideix en lineal (execució de comandaments en les entrades de la cua ordre), cíclics i ramificats (execució d'instruccions després de les condicions de transformació de branca).

operacions realitzades

Entre les principals funcions assignades al processador, en termes d'ordres o instruccions, hi ha tres objectius principals:

• operacions matemàtiques sobre la base d'una unitat lògica aritmètica;
• moure les dades (informació) d'una memòria a un altre tipus;
• decisió sobre el rendiment de l'equip, i sobre aquesta base - l'opció de canviar a executar altres conjunts d'instruccions.

Interacció amb memòria (ROM i RAM)

En aquest procés, cal tenir en compte components com ara un bus i llegeix i escriu el canal que estan connectats a dispositius d'emmagatzematge. ROM conté una col·lecció permanent de bytes. primer bus d'adreces demana una ROM específica de bytes, i després el transmet al bus de dades, i després llegir l'estat dels canvis de canal i proporciona els bytes sol·licitats de ROM.

Però no només els processadors poden llegir dades de la memòria, sinó també per gravar-los. En aquest cas, el canal de gravació. Però, si ens fixem, en general, les computadores modernes teòricament podria ser i ho fan sense memòria RAM, com els microcontroladors moderns són capaços de col·locar els bytes de dades desitjats directament en la memòria del xip del processador. Però això no és la ROM no es pot dispensar.

Entre altres coses, el sistema comença amb l'inici dels equips de mode de prova (comandament de BIOS), i només llavors es passa el control a un sistema operatiu d'arrencada.

Com comprovar si el processador està funcionant?

Ara mira alguns aspectes del rendiment del processador de xecs. S'ha d'entendre clarament que, si el processador no funciona, l'equip no seria capaç de començar a descarregar el general.

Una altra cosa, quan es vol mirar a la utilització de les capacitats del processador en algun moment. Pot fer-ho des del nivell "Administrador de tasques" (enfront de qualsevol procés especifica quin percentatge de la CPU es dóna). Per a la determinació visual d'aquest paràmetre, pot utilitzar la fitxa Rendiment, on el seguiment de canvis està succeint en temps real. Opcions avançades es pot veure amb l'ajuda de programes especials, per exemple, CPU-Z.

A més, és possible utilitzar múltiples nuclis de processador, utilitzant una configuració de sistema (msconfig) i els paràmetres d'arrencada addicionals.

problemes potencials

Finalment, unes paraules sobre els problemes. Aquí, molts usuaris sovint pregunten, diuen, per què el processador està funcionant, però el monitor no s'encén? Per a la CPU, aquesta situació no té res a veure. El fet és que quan s'encén en qualsevol ordinador és provar per primera vegada l'adaptador de gràfics, i només llavors tota la resta. Potser el problema rau precisament en el xip del processador de gràfics (tots els acceleradors de vídeo modernes tenen el seu processador propis gràfics).

Però l'exemple del funcionament del cos humà s'ha d'entendre que tot l'organisme mor en cas d'aturada cardíaca. I amb els ordinadors. CPU no funciona - tot el sistema informàtic "mor".