На практика всеки знае, че в компютъра основният елемент от всички "железни" компоненти е централният процесор. Но кръгът от хора, които си представят как работи процесорът, е доста ограничен. Повечето потребители нямат това. И дори когато системата внезапно започне да "забавя", мнозина смятат, че процесорът работи лошо и не добавя стойност към други фактори. За пълно разбиране на ситуацията ще разгледаме някои аспекти от работата на централния процесор.
Какво е процесор?
Централният процесор (CPU или в английската версия на CPU) е сърцето на всяка компютърна система. На него се възлагат всички изчислителни операции, не само аритметични или изчисления с плаваща точка (промяна на мантиса), но и логически.
Самият процесор е малка квадратна пластина (чип), в която има милиони транзистори. Понякога това устройство се нарича интегрална микросхема.
Какво прави процесорът?
Ако говорим за това как работи процесорът Intel или неговият конкурент AMD, трябва да разгледате как се изграждат тези чипове. Първият микропроцесор (между другото, от Intel, моделът 4040) се появява през 1971 година. Той може да изпълнява само най-простите операции по събиране и изваждане с обработка само на 4 бита информация, т.е. имаше 4-битова архитектура.
Модерните процесори, като примитивите, са базирани на транзистори и имат много по-бърза работа. Те се правят по метода на фотолитографията от определен брой индивидисилициеви плочи, образуващи кристал, в който изглежда са били отпечатани транзистори. Схемата е създадена на специален ускорител, диспергиран от борни йони. Във вътрешната структура на процесорите основните компоненти са ядрата, гумите и функционалните частици, наречени ревизии.
Основни характеристики
Както всяко друго устройство, процесорът се характеризира с определени параметри, които не могат да бъдат заобиколени, като се отговори на въпроса как работи процесорът. На първо място това е:
броя на ядрата;
брой на потоците;
размер на кеша (вътрешна памет);
тактова честота;
скорост на гумите.
Досега ще се спрем на честотата на часовника. Нищо чудно, че процесорът се нарича сърцето на компютъра. Подобно на сърцето, той работи в пулсиращ режим с определен брой цикли в секунда. Тактовата честота се измерва в MHz или GHz. Колкото е по-високо, толкова повече операции устройството може да извърши.
На каква честота работи процесорът, можете да разберете заявените характеристики или да видите информация в системната информация. Но в процеса на обработка на командите, честотата може да варира и при ускоряване (overlocking) да се увеличи до крайни граници. Така обявената тактова честота е само среден показател.
Брой ядра - индикатор, определящ броя на изчислителните центрове в процесора (да не се бърка с потоците - броят на ядрата и потоците може да не съвпадне). Поради такова разпределение е възможно да се пренасочат операциите към други ядра, което увеличава общата производителност.
Как работи процесорът: обработка на команди
Сега малко за структурата на изпълними команди. Ако погледнете как работи процесорът, трябва ясно да си представите, че всеки екип има два компонента - оперативен и операнд. Работната част показва, че компютърната система трябва да бъде изпълнена в момента, а операндът определя какво трябва да работи процесорът. В допълнение, процесорното ядро може да съдържа два изчислителни центъра (контейнер, поток), които разделят изпълнението на командата на няколко етапа:
развитие;
декриптиране;
изпълнение на командата;
се обръщат към паметта на процесора
, за да запазят резултата.
Днес, отделно кеширане се използва под формата на използване на две нива на кеш паметта, което избягва пресичането на две или повече команди за достъп до един от блоковете памет. Процесорите по вида на командите за обработка се разделят на линейни (изпълнението на команди в опашката на техния запис), циклично и разклонение (изпълнение на инструкции след обработка на условията на разклоняване).
Извършени операции
Сред основните функции, възложени на процесора, по отношение на изпълними или инструкции разграничават три основни задачи:
математически действия въз основа на аритметично логическо устройство;
преместване на данни (информация) от един тип памет в друг;
вземане на решение за изпълнение на екипа, и въз основа на него - избор на превключване за изпълнение на други набори от команди.
Взаимодействие с паметта (RPM и RAM)
В този процес следва да се отбележи, чекомпоненти като шината и канала за четене и запис, които са свързани с устройствата за съхранение. ROM съдържа постоянен набор от байтове. Първо, адресната шина пита ROM в посочения байт, след това го предава на шината за данни, след което прочетеният канал променя състоянието си и ROM осигурява искания байт.
Но процесорите могат не само да четат данни от RAM, но и да ги записват. В този случай се използва каналът за запис. Но ако смятате, че най-общо казано, съвременните компютри могат чисто теоретично да се справят без RAM, защото модерните микроконтролери могат да поставят необходимите байтове данни директно в паметта на самия процесорен чип. Но тук без ROM да се направи не е възможно. Между другото, стартирането на системата започва от режима на хардуерно тестване (BIOS команди), но само тогава контролът се прехвърля към изтеглената операционна система.
Как да проверим дали процесорът работи?
Сега нека разгледаме някои аспекти на проверката на производителността на процесора. Трябва ясно да се разбере, че ако процесорът не работи, компютърът изобщо не може да стартира изтеглянето.
Друго нещо, когато трябва да погледнем скоростта на използване на възможностите на процесора в даден момент. Можете да направите това от стандартния диспечер на задачите "(пред всеки процес, той показва колко процент от зареждащия процесор произвежда). За да определите визуално тази опция, можете да използвате раздела за ефективност, където проследяването на промените се извършва в реално време. продълженПараметрите могат да се видят със специални програми като CPU-Z. В допълнение, можете да използвате няколко процесорни ядра, като използвате конфигурацията на системата (msconfig) и допълнителни опции за зареждане.
Възможни проблеми
Накрая, няколко думи за проблемите. Тук има много потребители, които често питат, например, защо процесорът работи и мониторът не се включва? Този процес няма нищо общо с процесора. Факт е, че когато включите всеки компютър, графичният адаптер първо се тества, а след това всичко останало. Може би проблемът е именно процесорът на графичния чип (всички съвременни видео ускорители имат свои собствени графични процесори). Но на примера на функционирането на човешкото тяло е необходимо да се разбере, че в случай на спиране на сърцето, цялото тяло умира. Така че с компютри. Процесорът не работи - цялата компютърна система "умира".
Днес, отделно кеширане се използва под формата на използване на две нива на кеш паметта, което избягва пресичането на две или повече команди за достъп до един от блоковете памет. Процесорите по вида на командите за обработка се разделят на линейни (изпълнението на команди в опашката на техния запис), циклично и разклонение (изпълнение на инструкции след обработка на условията на разклоняване).
