Markaziy protsessor

Protsessor qanday ishlaydi. Protsessor, markaziy protsessor, protsessor nima? Protsessorning tarqoq qismlari nimani anglatadi
Protsessorlarning tavsifi va maqsadi
Markaziy protsessor(CPU) arifmetikani bajaradigan kompyuterning asosiy komponenti va mantiqiy operatsiyalar, dastur tomonidan o'rnatiladi, hisob-kitoblar jarayonini nazorat qiladi va barcha shaxsiy kompyuter qurilmalarining ishini muvofiqlashtiradi.
Qanday kuchliroq protsessor, kompyuterning ishlashi tezroq bo'ladi.
Izoh
Markaziy protsessor ko'pincha oddiy protsessor, CPU (Central Processing Unit) yoki CPU (Central Processing Unit), kamroq tez-tez - kristall, tosh, xost protsessor deb ataladi.
Zamonaviy protsessorlar mikroprotsessorlardir.
Mikroprotsessor integral mikrosxema shakliga ega- maydoni bir necha kvadrat millimetr bo'lgan to'rtburchaklar shaklidagi kristalli kremniyning yupqa plastinkasi, uning ustiga milliardlab tranzistorlar va signallarni o'tkazish uchun kanallar o'rnatilgan. Kristall plastinka plastik yoki keramika qutisiga joylashtirilgan va kompyuterning anakartiga ulanish uchun oltin simlar orqali metall pinlarga ulangan.
1-rasm. Intel 4004 mikroprotsessori (1971)

Shakl 2. Intel Pentium IV mikroprotsessori (2001). Chap - yuqori ko'rinish, o'ng - pastki ko'rinish
CPU uchun mo'ljallangan avtomatik bajarish dasturlari.
Protsessor qurilmasi
CPU ning asosiy komponentlari quyidagilardir:

• 
  arifmetik mantiq birligi(ALU) asosiy matematik va mantiqiy amallarni bajaradi;
  
• 
  nazorat qilish qurilmasi(CU), unga protsessor komponentlarining ishlashi va uning boshqa qurilmalar bilan ulanishi bog'liq;
  
• 
  ma'lumotlar va manzil avtobuslari;
  
• 
  registrlar, unda joriy buyruq, boshlang'ich, oraliq va yakuniy ma'lumotlar (ALU hisob-kitoblari natijalari) vaqtincha saqlanadi;
  
• 
  buyruq hisoblagichlari;
  
• 
  kesh xotirasi tez-tez ishlatiladigan ma'lumotlar va buyruqlarni saqlaydi. Kesh xotirasiga kirish RAMga qaraganda ancha tezroq, shuning uchun u qanchalik katta bo'lsa, protsessor shunchalik tez ishlaydi.
  

3-rasm Soddalashtirilgan protsessor diagrammasi
Protsessor qanday ishlaydi
CPU operativ xotirada joylashgan dasturni ishga tushiradi.
ALU ma'lumotlarni qabul qiladi va belgilangan operatsiyani bajaradi, natijani bepul registrlardan biriga yozadi.
Joriy buyruq maxsus buyruqlar registrida joylashgan. Joriy ko'rsatma bilan ishlaganda, dastur hisoblagichi deb ataladigan qiymat oshiriladi, keyin u keyingi ko'rsatmaga ishora qiladi (faqatgina istisno filial ko'rsatmasi bo'lishi mumkin).
Buyruq amalni (bajarilishi kerak bo'lgan), manba ma'lumotlar katakchalarining manzillarini va natijani qayd etishdan iborat. Ma'lumotlar buyruqda ko'rsatilgan manzillardan olinadi va oddiy registrlarga joylashtiriladi (buyruqlar registrida emas ma'noda), natijada olingan natija ham birinchi navbatda registrga joylashtiriladi va shundan keyingina buyruqda ko'rsatilgan manzilga ko'chiriladi.
Protsessor spetsifikatsiyalari
Soat chastotasi protsessor ishlayotgan chastotani ko'rsatadi. $1$ tsikli uchun bir nechta operatsiyalar bajariladi. Chastota qanchalik baland bo'lsa, kompyuterning tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Zamonaviy protsessorlarning soat tezligi gigagerts (GGts) bilan o'lchanadi: $1$ GHz = sekundiga $1 mlrd.
CPU ish faoliyatini yaxshilash uchun ular bir nechta yadrolardan foydalanishni boshladilar, ularning har biri aslida alohida protsessordir. Yadro qancha ko'p bo'lsa, kompyuterning ishlashi shunchalik yaxshi bo'ladi.
Protsessor boshqa qurilmalarga (masalan, operativ xotira) ma'lumotlar, manzillar va boshqaruv avtobuslari orqali ulanadi. Avtobuslarning kengligi 8 ga karrali (chunki biz baytlar bilan ishlaymiz) va turli modellar uchun farq qiladi, shuningdek, ma'lumotlar shinasi va manzil shinalari uchun ham farq qiladi.
Ma'lumotlar shinasi kengligi $1$ marta uzatilishi mumkin bo'lgan ma'lumotlar miqdorini (baytlarda) ko'rsatadi (har bir $1$ tsikliga). Protsessor ishlashi mumkin bo'lgan maksimal RAM miqdori manzil avtobusining bitligiga bog'liq.
Vaqt oralig'ida uzatiladigan ma'lumotlar miqdori tizim avtobusining chastotasiga bog'liq. Zamonaviy shaxsiy kompyuterlar uchun siz 1 dollarlik soat uchun bir nechta bitni o'tkazishingiz mumkin. Shuningdek, muhim o'tkazish qobiliyati shinalar, chastotaga teng tizim shinasi $1$ ga oʻtkazilishi mumkin boʻlgan bitlar soniga koʻpaytiriladi. Agar tizim shinasining chastotasi $100$MGts boʻlsa va $1$ sikl uchun $2$ bit uzatilsa, oʻtkazish qobiliyati $200$Mbit/s ni tashkil qiladi.
Zamonaviy shaxsiy kompyuterlarning tarmoqli kengligi sekundiga gigabitlarda (yoki o'nlab gigabitlarda) o'lchanadi. Bu ko'rsatkich qanchalik yuqori bo'lsa, shuncha yaxshi. CPU ishlashiga kesh xotirasi miqdori ham ta'sir qiladi.
CPU ishlashi uchun ma'lumotlar RAMdan keladi, lekin shundan beri Agar xotira protsessordan sekinroq bo'lsa, u ko'pincha bo'sh turishi mumkin. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun protsessor va Ram operativ xotiradan tezroq kesh xotiraga ega bo'lish. Bu bufer kabi ishlaydi. RAMdan olingan ma'lumotlar keshga, keyin esa protsessorga yuboriladi. CPU keyingi ma'lumotlarni talab qilganda, u keshda bo'lsa, u undan olinadi, aks holda asosiy xotiraga kirish mumkin. Agar dastur ketma-ket buyruqlarni ketma-ket bajarsa, u holda bitta buyruq bajarilganda quyidagi buyruqlar kodlari operativ xotiradan keshga yuklanadi. Bu ishni juda tezlashtiradi, chunki. CPU kutish vaqti kamayadi.
Izoh 1