Arifmetika: qo‘shish, ayirish, ko‘paytirish va hokazo.
aqliy charchoq: AND (mantiqiy koʻpaytirish/bogʻlanish), OR (mantiqiy yigʻindi/ajralish), inkor qilish va h.k.
Axborot: ko'chirish, kiritish, chiqish, yuklash va saqlash.
O'tish buyruqlari: goto, agar ... goto, qo'ng'iroq qiling va qayting.
To'xtatish buyrug'i:to'xtang.
Eslatma. tarjima. Aslida, ALUdagi barcha arifmetik amallar ikkitadan yaratilishi mumkin: qo'shish va siljish. Biroq, ALU qanchalik asosiy operatsiyalarni qo'llab-quvvatlasa, u shunchalik tez bo'ladi.
Ko'rsatmalar kompyuterga assembler tilida beriladi yoki yuqori darajadagi til kompilyatori tomonidan ishlab chiqariladi.
Protsessorda ko'rsatmalar apparatda amalga oshiriladi. Bitta siklda bitta yadroli protsessor bitta elementar (asosiy) buyruqni bajarishi mumkin.
Ko'rsatmalar guruhi odatda ko'rsatmalar to'plami deb ataladi.
Protsessor soati
Kompyuterning tezligi uning protsessorining soat tezligi bilan belgilanadi. Soat chastotasi - soniyada aylanishlar soni (mos ravishda va bajariladigan buyruqlar).
Joriy protsessorlarning chastotasi gigagerts (Gigagerts) da o'lchanadi. 1 GHz = 10⁹ Gts - soniyada bir milliard operatsiya.
Dasturni bajarish vaqtini qisqartirish uchun uni optimallashtirish (kamaytirish) yoki soat chastotasini oshirish kerak. Ba'zi protsessorlar chastotani oshirish qobiliyatiga ega (protsessorni overclock qilish), ammo bunday harakatlar protsessorga jismonan ta'sir qiladi va ko'pincha qizib ketish va ishlamay qolishiga olib keladi.
Ko'rsatmalarning bajarilishi
Ko'rsatmalar RAMda ketma-ketlikda saqlanadi. Gipotetik protsessor uchun ko'rsatma opcode va xotira/registr manzilidan iborat. Boshqaruv qurilmasi ichida ikkita ko'rsatma registrlari mavjud bo'lib, ularga ko'rsatma kodi va hozirgi bajarilayotgan ko'rsatmaning manzili yuklanadi. Protsessorda, shuningdek, bajarilgan ko'rsatmalarning oxirgi 4 bitini saqlaydigan qo'shimcha registrlar mavjud.
Quyida ikkita raqamni jamlaydigan buyruqlar to'plamiga misol keltirilgan:
LOAD_A 8 . Ushbu buyruq ma'lumotlarni RAMda saqlaydi, aytaylik:<1100 1000>. Dastlabki 4 bit opcode hisoblanadi. U ko'rsatmani belgilaydi. Ushbu ma'lumotlar CU ko'rsatmalar registrlariga joylashtiriladi. Buyruq load_A yo'riqnomasida dekodlanadi - 1000 ma'lumotlarini (buyruqning oxirgi 4 biti) A registriga qo'ying.
LOAD_B 2 . Vaziyat avvalgisiga o'xshaydi. Bu 2 (0010) raqamini B registriga joylashtiradi.
B A qo'shing. Buyruq ikkita raqamni qo'shadi (aniqrog'i, A registriga B registrining qiymatini qo'shadi). CU ALUga yig'indi operatsiyasini bajarishni va natijani A registriga qaytarishni aytadi.
STORE_A 23. A registrining qiymatini 23-xotira joyiga saqlaymiz.
Bu ikkita raqamni qo'shish uchun zarur bo'lgan amallardir.
Shina
Protsessor, registrlar, xotira va kiritish-chiqarish qurilmalari (kirish/chiqarish qurilmalari) o'rtasidagi barcha ma'lumotlar avtobuslar orqali uzatiladi. Hozirgina qayta ishlangan ma'lumotlarni xotiraga yuklash uchun protsessor manzilni manzil shinasiga, ma'lumotlarni esa ma'lumotlar shinasiga qo'yadi. Keyin boshqaruv avtobusida yozish uchun ruxsat berishingiz kerak.
Kesh
Protsessorda ko'rsatmalarni keshda saqlash mexanizmi mavjud. Yuqorida bilib olganimizdek, protsessor soniyada milliardlab buyruqlarni bajarishi mumkin. Shuning uchun, agar har bir ko'rsatma RAMda saqlangan bo'lsa, uni u erdan olib tashlash uni qayta ishlashdan ko'ra ko'proq vaqtni oladi. Shuning uchun, ishni tezlashtirish uchun protsessor ko'rsatmalar va ma'lumotlarning bir qismini keshda saqlaydi.
Agar kesh va xotiradagi ma'lumotlar mos kelmasa, ular iflos bitlar bilan belgilanadi.
Ko'rsatmalar oqimi
Zamonaviy protsessorlar bir nechta ko'rsatmalarni parallel ravishda qayta ishlashlari mumkin. Bitta ko'rsatma dekodlash bosqichida bo'lsa-da, protsessor boshqa ko'rsatma olish uchun vaqt topishi mumkin.
Biroq, bu yechim faqat bir-biriga bog'liq bo'lmagan ko'rsatmalar uchun javob beradi.
Agar protsessor ko'p yadroli bo'lsa, bu uning aslida kesh kabi ba'zi umumiy resurslarga ega bo'lgan bir nechta alohida protsessorlarga ega ekanligini anglatadi.
Protsessor, shubhasiz, har qanday kompyuterning asosiy komponentidir. Aynan mana shu kichik kremniy bo'lagi, o'lchami bir necha o'nlab millimetr bo'lib, siz kompyuteringiz uchun qo'ygan barcha murakkab vazifalarni bajaradi. Bu erda bajariladi operatsion tizim va barcha dasturlar. Lekin hammasi qanday ishlaydi? Ushbu savolni bugungi maqolamizda tahlil qilishga harakat qilamiz.
Protsessor kompyuteringizdagi ma'lumotlarni boshqaradi va soniyada millionlab ko'rsatmalarni bajaradi. So‘z protsessori deganda esa aynan nimani anglatishini nazarda tutyapman – aslida kompyuterda barcha amallarni bajaradigan kichik kremniy chip. Protsessor qanday ishlashini ko'rib chiqishni davom ettirishdan oldin, avvalo, uning nima ekanligini va nimadan iboratligini batafsil ko'rib chiqishingiz kerak.
Birinchidan, protsessor nima ekanligini ko'rib chiqaylik. Markaziy protsessor yoki markaziy protsessor (markaziy protsessor) - bu kremniy kristalida yaratilgan juda ko'p tranzistorli mikrosxema. Dunyodagi birinchi protsessor 1971 yilda Intel korporatsiyasi tomonidan ishlab chiqilgan. Hammasi bilan boshlandi Intel modellari 4004. U faqat hisoblash operatsiyalarini bajara oldi va faqat 4 baytlik ma'lumotlarni qayta ishlay oldi. Keyingi model 1974 yilda chiqdi - Intel 8080 va u allaqachon 8 bit ma'lumotni qayta ishlay olgan. Keyin 80286, 80386, 80486. Arxitektura nomi aynan shu protsessorlardan kelib chiqqan.
8088 protsessorining takt chastotasi 5 MGts, soniyada bajariladigan amallar soni esa atigi 330 000 tani tashkil etdi, bu zamonaviy protsessorlarga qaraganda ancha kam. Zamonaviy qurilmalarda 10 gigagertsgacha bo'lgan chastotalar va soniyada bir necha million operatsiyalar mavjud.
Biz tranzistorlarni ko'rib chiqmaymiz, biz yuqori darajaga o'tamiz. Har bir protsessor quyidagi komponentlardan iborat:
