Prakticky každý ví, že v počítači je hlavním prvkem všech "železných" složek centrální procesor. Ale kruh lidí, kteří si představují, jak funguje procesor, je poměrně omezený. Většina uživatelů to nemá. A i když se systém náhle začne "zpomalovat", mnozí se domnívají, že procesor pracuje špatně a nepřispívá k dalším faktorům. Pro úplné pochopení situace budeme zvažovat některé aspekty fungování CPU.
Co je to procesor?
Centrální procesor (CPU nebo v anglické verzi CPU) 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 malý čtvercový štít (čip), uvnitř kterého jsou miliony tranzistorů. Někdy se toto zařízení nazývá integrální mikroobvod.
Co dělá procesor?
Pokud mluvíme o tom, jak procesor Intel nebo jeho konkurent AMD funguje, musíte se podívat na to, jak jsou tyto čipy postaveny. První mikroprocesor (mimochodem, od firmy Intel, model 4040) se objevil již v roce 1971. Mohl provést pouze nejjednodušší operace sčítání a odečítání, přičemž zpracoval pouze 4 bitové informace, tj. Měl 4bitovou architekturu.
Moderní procesory, jako primitivy, jsou založeny na tranzistorech a mají mnohem rychlejší výkon. Jsou vyrobeny způsobem fotolitografie od určitého počtu osobkřemíkové desky tvořící krystal, ve kterém se zdá, že byly tištěné tranzistory. Schéma je vytvořeno na speciálním akcelerátoru rozptýleném boronovými ionty. Ve vnitřní struktuře procesorů jsou hlavními součástmi jádra, pneumatiky a funkční částice, nazvané revize.
Klíčové vlastnosti
Jako všechny ostatní zařízení je procesor charakterizován určitými parametry, které nelze vynechat odpovědí na otázku, jak funguje procesor. Nejdříve je to:
počet jader;
počet proudů;
velikost mezipaměti (interní paměť);
frekvence hodin;
rychlost pneumatiky.
Zatím jsme se zabývali frekvencí hodin. Není divu, že procesor se 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.
V jaké frekvenci běží procesor, můžete zjistit požadované vlastnosti nebo zobrazit informace v systémových informacích. Při procesu zpracování příkazů se však může frekvence lišit a při zrychlení (překrývání) se zvyšuje na extrémní hranice. Deklarovaná taktovací frekvence je tedy pouze průměrným indikátorem.
Počet jader - indikátor určující počet výpočetních středisek v procesoru (nesmí být zaměňován s toky - počet jader a proudů se nemusí shodovat). Díky takové distribuci je možné přesměrovat operace na jiné jádra, což zvyšuje celkový výkon.
Jak funguje procesor: zpracování příkazů
Nyní trochu o struktuře spustitelných příkazů. Pokud se podíváte na to, jak funguje procesor, musíte si jasně představit, že každý tým má dvě složky - operační a operandu. Operační část naznačuje, že počítačový systém musí být v současné době spuštěn, operand určuje, na čem by měl procesor pracovat. Kromě toho jádro procesoru může obsahovat dvě výpočetní centra (kontejner, proud), které rozdělují provádění příkazu do několika fází:
vývoj;
dešifrování;
provedení příkazu;
apelují na paměť procesoru
pro uložení výsledku.
Dnes se používá samostatné ukládání do mezipaměti ve formě použití dvou úrovní mezipaměti, která zabraňuje zachycení dvou nebo více příkazů pro přístup k jednomu z bloků paměti. Procesory podle typu příkazů pro zpracování jsou rozděleny na lineární (provádění příkazů ve frontě jejich záznamu), cyklické a větví (provádění instrukcí po podmínkách zpracování větvení).
Prováděné operace
Mezi hlavní funkce přiřazené procesoru, pokud jde o spustitelné soubory nebo instrukce, se rozlišují tři hlavní úkoly:
matematické akce založené na aritmetické logice;
přesouvání dat (informací) z jednoho typu paměti do druhého;
rozhodování o provedení týmu a na jeho základě - volbu přepnutí pro provedení dalších sad příkazů.
Interakce paměti (RPM a RAM)
V tomto procesu je třeba poznamenatkomponenty, jako je sběrnice, a kanál čtení a zápisu, který je připojen k paměťovým zařízením. ROM obsahuje konstantní sadu bajtů. Nejprve adresová sběrnice pošle ROM do zadaného bajtu a potom jej přenese do datové sběrnice, po níž čtecí kanál změní svůj stav a ROM poskytne požadovaný bajt.
Ale procesory mohou nejen číst data z paměti RAM, ale také je zapisovat. V tomto případě se používá záznamový kanál. Ale pokud vezmeme v úvahu, moderní počítače by mohly čistě teoreticky pracovat bez RAM, protože moderní mikrokontroléry jsou schopny umístit požadované bajty dat přímo do paměti samotného procesorového čipu. Ale tady bez ROM není možné. Začátek systému se mimo jiné spouští z režimu testování hardwaru (příkazy BIOSu), ale teprve poté je ovládací prvek převeden do staženého operačního systému.
Jak zkontrolovat, zda procesor funguje?
Teď se podíváme na některé aspekty kontroly výkonu procesoru. Je třeba jasně pochopit, že pokud procesor nefungoval, počítač nemohl spustit stahování vůbec.
Další věc, když potřebujete podívat se na míru využití schopností procesoru v určitém okamžiku. Můžete to udělat ze standardního Správce úloh "(před jakýmkoli procesem, udává, jak velké procento bootovacího procesoru produkuje). Chcete-li vizuálně definovat tuto možnost, můžete použít kartu výkonu, kde se změny sledování provádějí v reálném čase. RozšířenoParametry lze vidět pomocí speciálních programů, jako je CPU-Z. Kromě toho můžete použít několik procesorových jader pomocí konfigurace systému (msconfig) a dalších možností zavádění.
Možné problémy
Konečně pár slov o problémech. Zde je mnoho uživatelů, kteří se často ptají, proč funguje procesor a monitor se nezapne? Tento proces nemá nic společného s CPU. Faktem je, že když zapnete jakýkoli počítač, grafický adaptér je nejprve testován a pak vše ostatní. Snad problém je právě procesorem grafického čipu (všechny moderní urychlovače videa mají vlastní grafické procesory). Ale na příkladu fungování lidského těla je třeba pochopit, že v případě zástavy srdce zemře celé tělo. Takže s počítači. Procesor nefunguje - celý počítačový systém "umírá".
