Uređaji uključeni u procesor: opis, funkcije

Danas, u domovima velika većina stanovnika razvijenih zemalja, postoji nekoliko računala, kao i tableti i drugi mobilni uređaji. Srce bilo kojeg od ovih je procesor (CPU ili CPU). Ima složenu strukturu. Da biste razumjeli kako računalo funkcionira, saznajte što je uključeno u procesor.

Svrha i funkcije

Prije proučavanja uređaja koji su dio procesora, trebali biste saznati za što je namijenjen. Dakle, procesor je središnji uređaj računala. Njegova svrha je:

• kontrolirati rad računala, nakon određenog programa;
• obavljati poslove obrade informacija.

Uređaji uključeni u procesor

Trenutačno CPU je posebna integrirana mikrokruga.

Uređaji koji čine procesor su:

• registar;
• cache memoriju;
• autobusima za podatke i adrese;
• ALU (aritmetička jedinica logike);
• matematički koprocesor.

prijaviti

Ovo je blok ćelija memorije koje čine ultra brzi RAM unutar CPU-a. Koristi ga sam i nije dostupan programerima. Količina memorije je samo nekoliko stotina bajtova.

CPU registri su podijeljeni u dvije vrste: opće namjene i posebne.

Registri se prvog tipa koriste se kada logičke operacije i aritmetički tip ili rad takvih dodatnih setova instrukcija kao SSE, MMX itd.

Registri drugog tipa sadrže podatke o sustavu koji su potrebni za rad procesora. To uključuje registre upravljanja, adrese sustava, ispravljanje pogrešaka itd. Pristup njima strogo je reguliran.

Nadalje, takvi uređaji uključuju zapovjedni naredbeni broj koji sadrži adresu naredbe na koju će CPU pokrenuti na sljedeći radni ciklus.

Cache memorija

Uređaji koji su dio procesora prilično su različiti. To uključuje i predmemoriju. To je superoperativna memorija. Svrha njegove uporabe je ubrzati rad računala. Da biste to učinili, kada pristupate CPU-u u memoriji, prvo provjerite jesu li traženi podaci pohranjeni u predmemoriju. U tu svrhu usporedite adresu dolaznog zahtjeva s vrijednostima svih predmemorija oznake na kojima se ti podaci mogu pohraniti. Slučaj cache linije s oznakom zove se hit (pogodak u predmemoriji). U suprotnom slučaju, pogreška u predmemoriji je fiksna. Pogreška predmemorije omogućuje procesoru da odmah pročita ili piše podatke na liniji s odgovarajućom oznakom. Mjera učinkovitosti predmemorije za odabrani algoritam (program) je omjer broja uspješnih uspješnih predmemorija u ukupnom broju procesorskih zahtjeva u memoriju, nazvanu ocjenom pogodaka.

ALU

Iako su neki od uređaja uključeni u procesor imaju svoju memoriju, ALU je poseban kombinacioni krug bez elemenata vlastite memorije. Njegova je svrha implementirati najvažnije operacije procesa obrade podataka:

• prihvaća 2 ulaza za 2 ulaza (sadržaj 2 registara i sl.);
• generira i izlazi izlaz operacije.

Sastoji se od izvođenja skupa jednostavnih aritmetičkih operacija (AO), podijeljenih u tri glavne kategorije: logičke, aritmetičke i bitne operacije. AO je postupak obrade podataka (oduzimanje, dodavanje, množenje ili podjela) čiji su argumenti i rezultati brojevi. Razlikuju se od logičkih operacija. Oni se shvaćaju kao postupci koji grade složene rečenice (I, NE, OR).

Aritmetička logička jedinica sastoji se od registara, kontrolnog elementa i zbrajanja s logičkim shemama. Djeluje u skladu s kodovima operacija koji se izvršavaju na varijablama koje se nalaze u registru.

Autobusi za podatke i adrese

Ovi uređaji, koji su dio procesora, skup su dirigenata. Prva od njih je namijenjena za prijenos adrese mjesta memorije u koju se podaci šalju. Za svaki od njih prenosi se 1 bit. Ona odgovara 1 znamenku u adresi. Povećanje broja vodiča koji se koriste za generiranje adrese omogućuje označavanje većeg broja ćelija. Širina sabirnice određuje maksimalnu količinu memorije koju procesor može riješiti.

Ako se podatkovna sabirnica uspoređuje s autocestom i broji se kao broj s nizom traka, adresna je sabirnica povezana s brojem ulica ili kuća. Broj njegovih linija jednak broju znamenki (znakova) u kućnom broju. Dakle, ako se na pojedinim kućama kuće iznosi više od 2 decimale, tada broj kuća na njemu ne može biti veći od 100 (tj. 102). Sa troznamenkastim brojevima, broj mogućih adresa povećava se na 103.

Autobusi adresa i podataka su neovisni, a čip dizajneri odabiru svoje dubine bita po vlastitom nahođenju. Istodobno, u podatkovnoj sabirnici ima više znamenaka, to su više u adresnoj bini. Njihova dubina bita je pokazatelj sposobnosti određenog procesora. Konkretno, u sabirnici podataka određuje sposobnost procesora da razmijeni podatke, a širina adresne sabirnice pokazuje količinu memorije s kojom može funkcionirati.

Matematički koprocesor

Nastavljajući razmotriti što je uključeno u računalni procesor, ne možemo reći nekoliko riječi o ovom uređaju. Namijenjen je za proširenje mogućnosti CPU-a i pružanje funkcionalnosti putem modula takozvanih operacija s pomičnim zarezom, za procesore koji nemaju integrirani modul.

Matematički koprocesor nije jedan od obveznih elemenata računala i može se odbaciti. Prije toga su mnogi proizvođači to učinili, na temelju razmatranja gospodarstva.

Međutim, u rješavanju problema koji zahtijevaju obaviti mnoge matematičke izračune (za znanstvene i inženjerske izračune), morao riješiti pitanje povećanje performansi računala.

Ako prije matematički koprocesor moduli instalirani na matičnoj ploči kao zaseban čip u modernim računalima korištenje ovog uređaja u ovom formatu nije potrebno, jer je prvobitno izgrađena u CPU.

Drugi PC uređaji

Osobno računalo je složen i koherentan sustav.

Svi mogući uređaji koji su dio računala ne mogu biti navedeni u dvije riječi.

Uz procesor, računalo također uključuje:

• matična ploča s priključkom za spajanje procesora;
• Tvrdi diskovi i tvrdi diskovi fleksibilne magnetske diskove;
• napajanje;
• RAM;
• kompaktni disk i DVD diskovi;
• priključci (priključci) za dodatne uređaje itd.

Osim toga, koriste se različiti periferni uređaji, kao što su:

• računalni miš;
• tipkovnica;
• mikrofon;
• govornika itd.

Sada znate da su svi mogući uređaji koji čine računalo dijelovi složenog sustava kojim upravlja procesor. Njegova uloga ne može se prenaglašiti, jer rad računala ovisi o normalnom funkcioniranju. Trenutačno, stručnjaci predviđaju da će u narednim desetljećima materijalni dio procesora doći do značajnih promjena. To je zbog činjenice da će tehnološki proces postati zastario, kvantna računala, biološka računala itd. Zamijenit će uobičajeno računalo.