Skoraj vsakdo ve, da je v računalniku glavni element med vsemi "železnimi" komponentami osrednji procesor. Toda krog ljudi, ki si predstavljajo, kako procesor deluje, je precej omejen. Večina uporabnikov tega nima. In tudi ko sistem nenadoma začne "upočasniti", mnogi menijo, da procesor slabo deluje in ne dodaja vrednosti drugim dejavnikom. Za popolno razumevanje situacije bomo obravnavali nekatere vidike delovanja CPE.
Kaj je procesor?
Osrednji procesor (CPU ali v angleški različici CPU) je srce vsakega računalniškega sistema. Nanj so dodeljene vse računske operacije, ne le aritmetične ali plavajoče izračune (mantisa), ampak tudi logične.
Procesor je majhna kvadratna plošča (čip), v kateri je milijone tranzistorjev. Včasih se ta naprava imenuje integralno mikrovezje.
Kaj počne procesor?
Če govorimo o tem, kako deluje procesor Intel ali njegov konkurent AMD, morate pogledati, kako so ti čipi zgrajeni. Prvi mikroprocesor (mimogrede, iz Intel, model 4040) se je pojavil leta 1971. Lahko bi izvedel samo najpreprostejše operacije dodajanja in odštevanja z obdelavo le 4 bitov informacij, kar pomeni, da je imel 4-bitno arhitekturo.
Sodobni procesorji, tako kot primitivni, temeljijo na tranzistorjih in imajo veliko hitrejše delovanje. Izdelujejo se po metodi fotolitografije iz določenega števila posameznikovsilicijeve plošče, ki tvorijo kristal, v katerem so bili natisnjeni tranzistorji. Shema je narejena na posebnem pospeševalniku, razpršenem z borovimi ioni. V notranji strukturi procesorjev so glavne komponente jedra, pnevmatike in funkcionalni delci, imenovani revizije.
Glavne značilnosti
Kot vsaka druga naprava je za procesor značilna določena parametra, ki je ni mogoče zaobiti z odgovorom na vprašanje, kako procesor deluje. Najprej je to:
število jeder;
število potokov;
velikost predpomnilnika (notranji pomnilnik);
urna frekvenca;
hitrost pnevmatik.
Doslej se bomo posvetili urni frekvenci. Ni čudno, da se procesor imenuje srce računalnika. Tako kot srce deluje v pulzirajočem načinu z določenim številom ciklov na sekundo. Frekvenca ure se meri v MHz ali GHz. Višja kot je, več delovanja lahko naprava izvede.
Na kateri frekvenci deluje procesor, lahko ugotovite zahtevane lastnosti ali si oglejte informacije v sistemskih informacijah. Toda v procesu obdelave ukazov se lahko frekvenca spreminja in pri pospeševanju (overlocking) poveča do skrajnih meja. Tako je deklarirana urna frekvenca le povprečni kazalnik.
Število jeder - kazalnik, ki določa število računalniških centrov v procesorju (ne sme se zamenjati s tokovi - število jeder in tokov morda ne sovpada). Zaradi takšne porazdelitve je mogoče preusmeriti operacije na druga jedra, kar poveča splošno učinkovitost.
Kako deluje procesor: ukazi za obdelavo
Zdaj malo o strukturi izvršljivih ukazov. Če pogledate, kako deluje procesor, morate jasno predstavljati, da ima vsaka ekipa dve komponenti - operativni in operand. Delovni del označuje, da mora biti v tem trenutku izveden računalniški sistem, operand pa določi, na čem bi moral delovati procesor. Poleg tega lahko procesorsko jedro vsebuje dva računalniška centra (zabojnik, tok), ki izvrševanje ukaza razdelita na več stopenj:
razvoj;
dešifriranje;
izvršitev ukaza;
se sklicuje na spomin procesorja
, da shrani rezultat.
Danes se ločeno predpomnjenje uporablja v obliki uporabe dveh ravni predpomnilnika, kar preprečuje prestrezanje dveh ali več ukazov za dostop do enega od blokov pomnilnika. Procesorji po vrsti ukazov za obdelavo so razdeljeni na linearno (izvajanje ukazov v čakalni vrsti zapisa), ciklično in vejico (izvajanje navodil po pogojih obdelave razvejanosti).
Opravljene operacije
Med glavnimi funkcijami, dodeljenimi procesorju, v smislu izvedljivih ali navodil razlikujejo tri glavne naloge:
matematične akcije, ki temeljijo na aritmetični logični napravi;
premikanje podatkov (informacij) iz enega tipa pomnilnika v drugega;
odločitev za izvedbo ekipe in na njej izbira prehoda na druge skupine ukazov.
Medsebojno spomin (RPM in RAM)
V tem procesu je treba opozoriti, dakomponente, kot sta vodilo in kanal za branje in pisanje, ki sta povezana z napravami za shranjevanje. ROM vsebuje konstanten nabor bajtov. Najprej naslovno vodilo vpraša ROM v podanem bajtu, nato ga pošlje na podatkovno vodilo, po katerem prebrani kanal spremeni svoje stanje in ROM poda zahtevani bajt.
Toda procesorji ne morejo le brati podatkov iz RAM-a, ampak jih tudi zapisujejo. V tem primeru se uporablja kanal za snemanje. Toda če menite, da bi sodobni računalniki na splošno lahko teoretično brez RAM-a, ker sodobni mikrokontrolerji lahko postavijo zahtevane bajtove podatkov neposredno v pomnilnik samega procesorskega čipa. Toda tukaj brez ROM-a ni mogoče. Med drugim se zagon sistema začne s preskusnim načinom strojne opreme (ukazi BIOS-a), toda šele potem se nadzor prenese v preneseni operacijski sistem.
Kako preveriti, ali procesor deluje?
Zdaj pa poglejmo nekatere vidike preverjanja učinkovitosti procesorja. Treba je jasno razumeti, da če procesor ne deluje, računalnik sploh ne more zagnati prenosa.
Še ena stvar, ko morate pogledati stopnjo uporabe zmogljivosti procesorja na neki točki. To lahko storite v Standard Task Managerju (pred vsakim procesom označuje, kolikšen odstotek zagonskega procesorja proizvaja). Če želite vizualno določiti to možnost, lahko uporabite kartico uspešnosti, kjer se sledenje spreminja v realnem času. RazširjenoParametre lahko vidite s posebnimi programi, kot je CPU-Z. Poleg tega lahko uporabite več procesorskih jeder z uporabo sistemske konfiguracije (msconfig) in dodatnih možnosti zagona.
Možne težave
Končno, nekaj besed o težavah. Tukaj je veliko uporabnikov, ki pogosto sprašujejo, zakaj procesor deluje in se monitor ne vklopi? Ta proces nima nič skupnega s CPU. Dejstvo je, da se pri vklopu računalnika najprej preizkusi grafični adapter, nato pa vse ostalo. Morda je problem ravno procesor grafičnega čipa (vsi moderni video pospeševalniki imajo svoje grafične procesorje). Toda na primeru delovanja človeškega telesa je treba razumeti, da v primeru srčnega zastoja celo telo umre. Torej z računalniki. Procesor ne deluje - celoten računalniški sistem "umre".
Danes se ločeno predpomnjenje uporablja v obliki uporabe dveh ravni predpomnilnika, kar preprečuje prestrezanje dveh ali več ukazov za dostop do enega od blokov pomnilnika. Procesorji po vrsti ukazov za obdelavo so razdeljeni na linearno (izvajanje ukazov v čakalni vrsti zapisa), ciklično in vejico (izvajanje navodil po pogojih obdelave razvejanosti).
