Kompyuterning fizik asoslari
1-mavzu: Kompyuter protsessorlari
Markaziy protsessor, asosiy protsessor yoki oddiy protsessor deb ham ataladigan markaziy protsessor ( CPU ) kompyuter dasturini o'z ichiga olgan ko'rsatmalarni bajaradigan elektron sxemadir. Protsessor dasturdagi ko'rsatmalarda ko'rsatilgan asosiy arifmetik, mantiqiy, nazorat qilish va kiritish/chiqarish (I/O) operatsiyalarini bajaradi. Bu asosiy xotira va kiritish-chiqarish sxemasi kabi tashqi komponentlar va grafik ishlov berish bloklari (GPU) kabi maxsus protsessorlardan farq qiladi.
Vaqt o'tishi bilan protsessorlarning shakli, dizayni va amalga oshirilishi o'zgargan, ammo ularning asosiy ishlashi deyarli o'zgarmagan. Protsessorning asosiy komponentlariga arifmetik va mantiqiy amallarni bajaradigan arifmetik -mantiqiy birlik (ALU), ALU ga operandlarni yetkazib beruvchi va ALU operatsiyalari natijalarini saqlaydigan protsessor registrlari va olishni (xotiradan) tashkil qiluvchi boshqaruv bloki kiradi. ALU, registrlar va boshqa komponentlarning muvofiqlashtirilgan operatsiyalarini boshqarish orqali dekodlash va bajarish (ko'rsatmalar).
Ko'pgina zamonaviy protsessorlar bir yoki bir nechta protsessorlar bitta IC chipida o'rnatilgan integral mikrosxema (IC) mikroprotsessorlarida amalga oshiriladi. Bir nechta protsessorli mikroprotsessorli chiplar ko'p yadroli protsessorlardir. Alohida jismoniy protsessorlar, protsessor yadrolari, shuningdek, qo'shimcha virtual yoki mantiqiy protsessorlarni yaratish uchun ko'p tarmoqli bo'lishi mumkin.
Protsessorni o'z ichiga olgan ICda xotira, periferik interfeyslar va kompyuterning boshqa komponentlari ham bo'lishi mumkin; bunday o'rnatilgan qurilmalar turlicha mikrokontrollerlar yoki chipdagi tizimlar (SoC) deb ataladi.
Protsessor tarixi
ENIAC kabi dastlabki kompyuterlar turli vazifalarni bajarish uchun jismonan qayta o'rnatilishi kerak edi, bu esa bu mashinalarni "statsionar dasturli kompyuterlar" deb atalishiga olib keldi. "Markaziy protsessor" atamasi 1955 yildan beri qo'llanilmoqda. "CPU" atamasi odatda dasturiy ta'minotni (kompyuter dasturini) bajarish uchun qurilma sifatida ta'riflanganligi sababli, eng qadimgi qurilmalar To'g'ri deb atash mumkin bo'lgan protsessorlar saqlanadigan dastur kompyuterining paydo bo'lishi bilan keldi.
EDVAC, birinchi saqlangan dastur kompyuterlaridan biri
Saqlangan dasturli kompyuter g'oyasi J. Presper Ekkert va Jon Uilyam Mauchlining ENIAC dizaynida allaqachon mavjud bo'lgan, biroq u tezroq tugatilishi uchun dastlab yo'q qilingan. 1945 yil 30 iyunda, ENIAC yaratilishidan oldin, matematik Jon fon Neyman EDVAC bo'yicha hisobotning birinchi loyihasi deb nomlangan maqolani tarqatdi. Bu 1949-yilning avgustida yakunlanishi kerak bo'lgan saqlangan dasturli kompyuterning konturi edi. EDVAC har xil turdagi ma'lum miqdordagi ko'rsatmalarni (yoki operatsiyalarni) bajarish uchun mo'ljallangan. E'tiborlisi, EDVAC uchun yozilgan dasturlar yuqori tezlikda ishlaydigan kompyuter xotirasida saqlanishi kerak edikompyuterning jismoniy simlari bilan belgilangan emas. Bu ENIACning jiddiy cheklovini yengib chiqdi, bu yangi vazifani bajarish uchun kompyuterni qayta sozlash uchun koʻp vaqt va kuch talab etardi. Fon Neymanning dizayni bilan EDVAC ishga tushirgan dasturni oddiygina xotira tarkibini oʻzgartirish orqali oʻzgartirish mumkin edi. Biroq, EDVAC birinchi saqlangan dastur kompyuteri emas edi; Manchester Baby, kichik hajmdagi eksperimental saqlanadigan dastur kompyuteri o'zining birinchi dasturini 1948 yil 21 iyunda va Manchester Mark 1 birinchi dasturini 1949 yil 16 iyundan 17 iyunga o'tar kechasi ishga tushirdi.
O'rni va vakuum naychalari (termion quvurlari) odatda kommutatsiya elementlari sifatida ishlatilgan; foydali kompyuter minglab yoki o'n minglab kommutatsiya qurilmalarini talab qiladi. Tizimning umumiy tezligi kalitlarning tezligiga bog'liq. EDVAC kabi vakuumli trubkali kompyuterlar nosozliklar orasida o'rtacha sakkiz soatni tashkil etgan bo'lsa, Garvard Mark I kabi (sekinroq, lekin oldingi) relayli kompyuterlar juda kamdan-kam hollarda ishdan chiqdi. Oxir-oqibat, quvurga asoslangan protsessorlar ustunlik qildi, chunki taqdim etilgan muhim tezlik afzalliklari odatda ishonchlilik muammolaridan ustun keldi. 100 kHz dan 4 MGts gacha bo'lgan soat signallarining chastotalari bu vaqtda juda keng tarqalgan bo'lib, asosan ular qurilgan kommutatsiya qurilmalarining tezligi bilan cheklangan.
Do'stlaringiz bilan baham: |