Принцип роботи сучасного комп'ютерного процесора
Центральний процесор є основним і найголовнішим елементом системи. Завдяки йому виконуються всі завдання пов'язані з передачею даних, виконанням команд, логічними і арифметичними діями. Більшість користувачів знають, що таке ЦП, але не розбираються в принципі його роботи. У цій статті ми постараємося просто і зрозуміло пояснити, як працює і за що відповідає CPU в комп'ютері.
зміст
Як працює комп'ютерний процесор
Перед тим, як розібрати основні принципи роботи CPU, бажано ознайомитися з його компонентами, адже це не просто прямокутна пластина, вмонтовується в материнську плату, це складний пристрій, що утворюється з багатьох елементів. Більш детально з пристроєм ЦП ви можете ознайомитися в нашій статті, а зараз давайте приступимо до розбору головної теми статті.
Детальніше: Пристрій сучасного процесора комп'ютера
Що Їх операції
Операція являє собою одне або декілька дій, які обробляються і виконуються комп'ютерними пристроями, в тому числі і процесором. Самі операції діляться на кілька класів:
- Введення і виведення. До комп'ютера обов'язково підключено кілька зовнішніх пристроїв, наприклад, клавіатура і миша. Вони безпосередньо пов'язані з процесором і для них виділена окрема операція. Вона виконує передачу даних між CPU і периферійними девайсами, а також викликає певні дії з метою запису інформації в пам'ять або її виведення на зовнішню апаратуру.
- Системні операції відповідають за зупинку роботи софта, організовують обробку даних, ну і, крім усього, відповідають за стабільну роботу системи ПК.
- Операції запису і завантаження. Передача даних між процесором і пам'яттю здійснюється за допомогою посилочних операцій. Швидкодія забезпечується одночасною запис або завантаженням груп команд або даних.
- Арифметично-логічні. Такий тип операцій обчислює значення функцій, відповідає за обробку чисел, перетворення їх в різні системи числення.
- Переходи. Завдяки переходах швидкість роботи системи значно збільшується, адже вони дозволяють передати управління будь-якій команді програми, самостійно визначаючи найбільш підходящі умови переходу.
Всі операції повинні працювати одночасно, оскільки під час активності системи за раз запущено кілька програм. Це виконується завдяки чергуванню обробки даних процесором, що дозволяє ставити пріоритет операцій і виконувати їх паралельно.
виконання команд
Обробка команди ділиться на дві складові частини - операційну та операндную. Операційна складова показує всій системі те, над чим вона повинна працювати в даний момент, а операндная робить те ж саме, тільки окремо з процесором. Виконанням команд займаються ядра, а дії здійснюються послідовно. Спочатку відбувається вироблення, потім дешифрування, саме виконання команди, запит пам'яті і збереження готового результату.
Завдяки застосуванню кеш-пам'яті виконання команд відбувається швидше, оскільки не потрібно постійно звертатися до ОЗУ, а дані зберігаються на певних рівнях. Кожен рівень кеш-пам'яті відрізняється обсягом даних і швидкістю вивантаження і записи, що впливає на швидкодію систем.
Взаємодії з пам'яттю
ПЗУ (Постійний запам'ятовуючий пристрій) може зберігати в собі лише незмінну інформацію, а ось ОЗУ (Оперативна пам'ять) використовується для зберігання програмного коду, проміжних даних. З цими двома видами пам'яті взаємодіє процесор, запитуючи і передаючи інформацію. Взаємодія відбувається з використанням підключених зовнішніх пристроїв, шин адрес, управління і різних контролерів. Схематично всі процеси зображені на малюнку нижче.
Якщо розібратися про важливість ОЗУ і ПЗУ, то без першої і зовсім можна було б обійтися, якби постійне запам'ятовуючий пристрій мав набагато більше пам'яті, що поки реалізувати практично неможливо. Без ПЗУ система працювати не зможе, вона навіть не запуститься, оскільки спочатку відбувається тестування обладнання за допомогою команд БІОС.
Читайте також:
Як вибрати оперативну пам'ять для комп'ютера
Розшифровка сигналів BIOS
Робота процесора
Стандартні засоби Windows дозволяють відстежити навантаження на процесор, подивитися всі виконувані завдання і процеси. Здійснюється це через «Диспетчер завдань», який викликається гарячими клавішами Ctrl + Shift + Esc.
У розділі «Швидкодія» відображається хронологія навантаження на CPU, кількість потоків і виконуваних процесів. Крім цього показана невивантажуваного і вивантажують пам'ять ядра. У вікні «Моніторинг ресурсів» присутній більш детальна інформація про кожного процесі, відображаються робочі служби та пов'язані модулі.
Сьогодні ми є і детально розглянули принцип роботи сучасного комп'ютерного процесора. Розібралися з операціями і командами, важливістю кожного елемента в складі ЦП. Сподіваємося, дана інформація корисна для вас і ви дізналися щось нове.
Читайте також: Вибираємо процесор для комп'ютера