Peranti utama komputer "hidup" dalam unit sistem. Ini termasuk: papan induk, pemproses, kad video, RAM, cakera keras. Tetapi di luar itu, biasanya di atas meja, peranti komputer tidak kurang penting juga "hidup". Seperti: monitor, tetikus, papan kekunci, pembesar suara, pencetak.

Dalam artikel ini, kita akan melihat Apakah yang terdiri daripada komputer rupa peranti ini, apakah fungsi yang mereka lakukan dan di mana ia berada.

Unit Sistem.

Dalam kategori pertama, kami akan menganalisis peranti tersebut, atau ia juga dipanggil komponen yang "bersembunyi" dalam unit sistem. Mereka adalah yang paling penting untuk kerjanya. Dengan cara ini, anda boleh segera melihat ke dalam unit sistem. Ini tidak sukar. Ia cukup untuk membuka skru dua bolt di bahagian belakang unit sistem dan mengalihkan penutup ke sisi, dan kemudian kita akan melihat paparan peranti komputer yang paling penting, dalam susunan, yang akan kita pertimbangkan sekarang.

Papan induk ialah papan litar bercetak yang direka untuk menyambungkan komponen utama komputer. Sebahagian daripada mereka, sebagai contoh, pemproses atau kad video, dipasang terus pada papan induk itu sendiri dalam slot yang direka untuk ini. Dan bahagian lain komponen, sebagai contoh, cakera keras atau bekalan kuasa, disambungkan ke papan induk menggunakan kabel khas.

Pemproses adalah mikrocip dan pada masa yang sama "otak" komputer. kenapa? Kerana dia bertanggungjawab untuk melaksanakan semua operasi. Lebih baik pemproses, lebih cepat ia akan melaksanakan operasi ini, masing-masing, komputer akan berfungsi lebih cepat. Pemproses sudah tentu mempengaruhi kelajuan komputer, malah sangat kuat, tetapi kelajuan PC juga akan bergantung pada cakera keras, kad video dan RAM anda. Jadi pemproses yang paling berkuasa tidak menjamin kelajuan tinggi komputer jika komponen lain sudah lapuk.

3. Kad video.

Kad video, atau sebaliknya kad grafik, direka bentuk untuk memaparkan imej pada skrin monitor. Ia juga dipasang di papan induk, dalam penyambung khas PSI-Express. Kurang biasa, kad video boleh dibina ke dalam papan induk itu sendiri, tetapi kuasanya paling kerap cukup hanya untuk aplikasi pejabat dan menyemak imbas Internet.

RAM ialah bar segi empat tepat, serupa dengan kartrij daripada konsol permainan lama. Ia bertujuan untuk penyimpanan data sementara. Sebagai contoh, ia menyimpan papan keratan. Kami menyalin beberapa teks di tapak, dan serta-merta ia masuk ke dalam RAM. Maklumat tentang menjalankan program, mod tidur komputer dan data sementara lain disimpan dalam RAM. Satu ciri RAM ialah data daripadanya dipadam sepenuhnya selepas komputer dimatikan.

Pemacu keras, tidak seperti RAM, direka untuk penyimpanan fail jangka panjang. Dalam cara lain ia dipanggil Winchester. Ia menyimpan data pada plat khas. Pemacu SSD juga telah menjadi popular sejak beberapa tahun kebelakangan ini.

Ciri-ciri mereka termasuk kelajuan tinggi, tetapi segera ada tolak - mereka mahal. Pemacu SSD 64 GB akan dikenakan harga yang sama seperti pemacu keras 750 GB. Bayangkan berapa kos SSD untuk beberapa ratus gigabait. Wah, woo! Tetapi jangan kecewa, anda boleh membeli pemacu SSD 64 GB dan menggunakannya sebagai pemacu sistem, iaitu memasang Windows padanya. Mereka mengatakan bahawa kelajuan kerja meningkat beberapa kali. Sistem bermula dengan cepat, program terbang. Saya bercadang untuk beralih kepada SSD dan menyimpan fail biasa saya pada pemacu keras tradisional.

Pemacu cakera diperlukan untuk berfungsi dengan cakera. Walaupun ia sudah kurang kerap digunakan, ia masih tidak menyakitkan pada komputer meja. Sekurang-kurangnya, pemacu akan berguna untuk memasang sistem.

6. Sistem penyejukan.

Sistem penyejukan ialah kipas yang menyejukkan komponen. Biasanya tiga atau lebih penyejuk dipasang. Pastikan anda mempunyai satu pada pemproses, satu pada kad video, dan satu pada bekalan kuasa, dan kemudian atas permintaan. Jika ada sesuatu yang hangat, maka ia adalah wajar untuk menyejukkan. Peminat juga dipasang pada cakera keras dan dalam kes itu sendiri. Jika penyejuk dalam kes dipasang pada panel hadapan, maka ia memerlukan haba, dan penyejuk yang dipasang pada petak belakang membekalkan udara sejuk ke sistem.

Kad bunyi mengeluarkan bunyi ke pembesar suara. Ia biasanya dibina ke dalam papan induk. Tetapi ia berlaku bahawa ia sama ada rosak, dan oleh itu ia dibeli secara berasingan, atau pada mulanya kualiti pemilik PC standard tidak berpuas hati dan dia membeli sistem bunyi lain. Secara umum, kad bunyi juga mempunyai hak untuk berada dalam senarai peranti PC ini.

Bekalan kuasa diperlukan agar semua peranti komputer di atas berfungsi. Ia menyediakan semua komponen dengan jumlah elektrik yang diperlukan.

8. Perumahan

Dan untuk meletakkan papan induk, pemproses, kad video, RAM, cakera keras, pemacu liut, kad bunyi, bekalan kuasa dan mungkin beberapa komponen tambahan di suatu tempat, kami memerlukan kes. Di sana, semuanya dipasang dengan kemas, dipintal, disambungkan dan memulakan kehidupan seharian, daripada menghidupkan hingga mematikan. Suhu yang diperlukan dikekalkan dalam kes itu, dan semuanya dilindungi daripada kerosakan.

Hasilnya, kami mendapat unit sistem yang lengkap, dengan semua peranti komputer paling penting yang diperlukan untuk operasinya.

Peranti.

Nah, untuk mula bekerja sepenuhnya pada komputer, dan tidak melihat unit sistem "berdengung", kita memerlukan Peranti. Ini termasuk komponen komputer yang berada di luar unit sistem.

Monitor itu sendiri diperlukan untuk melihat perkara yang sedang kita kerjakan. Kad video menghantar imej ke monitor. Mereka disambungkan antara satu sama lain dengan kabel VGA atau HDMI.

Papan kekunci direka untuk memasukkan maklumat, tentu saja, jenis kerja apa tanpa papan kekunci yang lengkap. Taip teks, bermain permainan, melayari Internet dan di mana-mana sahaja anda memerlukan papan kekunci.

3. Tikus.

Tetikus diperlukan untuk mengawal kursor pada skrin. Gerakkannya ke arah yang berbeza, klik, buka fail dan folder, panggil pelbagai fungsi dan banyak lagi. Sama seperti tanpa papan kekunci, tanpa tetikus, tiada ke mana.

4. Penceramah.

Pembesar suara diperlukan terutamanya untuk mendengar muzik, menonton filem dan bermain permainan. Siapa lagi hari ini menggunakan lajur lebih daripada pengguna biasa mengeluarkannya setiap hari dalam tugasan ini.

Pencetak dan pengimbas diperlukan untuk mencetak dan mengimbas dokumen dan segala yang diperlukan dalam bidang percetakan. Atau MFP, peranti pelbagai fungsi. Ia akan berguna untuk semua mereka yang sering mencetak, mengimbas, membuat salinan foto dan melakukan banyak tugas lain dengan peranti ini.

Dalam artikel ini, kami hanya mengkaji secara ringkas yang utama peranti komputer, dan dalam yang lain, pautan yang anda lihat di bawah, kami akan melihat dengan lebih dekat semua peranti persisian yang paling popular, serta komponen yang merupakan sebahagian daripada unit sistem, iaitu komponen.

Selamat membaca!

Hampir semua orang tahu bahawa dalam komputer, elemen utama di antara semua komponen "besi" ialah unit pemprosesan pusat. Tetapi kalangan orang yang membayangkan bagaimana pemproses berfungsi sangat terhad. Kebanyakan pengguna tidak tahu tentang perkara ini. Dan walaupun sistem tiba-tiba mula "melambatkan", ramai orang berfikir bahawa pemproses ini tidak berfungsi dengan baik, dan tidak mementingkan faktor lain. Untuk memahami keadaan sepenuhnya, pertimbangkan beberapa aspek CPU.

Apakah unit pemprosesan pusat?

Pemproses diperbuat daripada apa?

Jika kita bercakap tentang cara pemproses Intel atau pesaingnya AMD berfungsi, anda perlu melihat bagaimana cip ini disusun. Mikropemproses pertama (dengan cara itu, ia dari Intel, model 4040) muncul pada tahun 1971. Ia boleh melakukan hanya operasi tambah dan tolak yang paling mudah dengan hanya 4 bit maklumat, iaitu ia mempunyai seni bina 4-bit.

Pemproses moden, seperti anak sulung, berasaskan transistor dan mempunyai kelajuan yang lebih tinggi. Ia dibuat melalui fotolitografi daripada sejumlah wafer silikon individu yang membentuk satu kristal, di mana transistor dicetak, seolah-olah. Skim ini dicipta pada pemecut khas dengan ion boron tersebar. Dalam struktur dalaman pemproses, komponen utama ialah teras, bas, dan zarah berfungsi yang dipanggil semakan.

Ciri-ciri utama

Seperti mana-mana peranti lain, pemproses dicirikan oleh parameter tertentu, yang, apabila menjawab persoalan bagaimana pemproses berfungsi, tidak boleh diabaikan. Pertama sekali ialah:

• Bilangan Teras;
• bilangan benang;
• saiz cache (memori dalaman);
• kekerapan jam;
• kelajuan bas.

Buat masa ini, mari fokus pada kelajuan jam. Tidak hairanlah pemproses dipanggil jantung komputer. Seperti jantung, ia berfungsi dalam mod denyutan dengan bilangan kitaran sesaat tertentu. Kekerapan jam diukur dalam MHz atau GHz. Lebih tinggi ia, lebih banyak operasi yang boleh dilakukan oleh peranti.

Pada kekerapan pemproses beroperasi, anda boleh mengetahui daripada ciri-cirinya yang diisytiharkan atau melihat maklumat dalam Tetapi dalam proses memproses arahan, kekerapan boleh berubah, dan semasa overclocking (overlocking) ia boleh meningkat kepada had yang melampau. Oleh itu, yang diisytiharkan hanyalah penunjuk purata.

Bilangan teras ialah penunjuk yang menentukan bilangan pusat pemprosesan pemproses (jangan dikelirukan dengan benang - bilangan teras dan benang mungkin tidak sepadan). Disebabkan pengedaran ini, ia menjadi mungkin untuk mengubah hala operasi ke teras lain, dengan itu meningkatkan prestasi keseluruhan.

Bagaimana pemproses berfungsi: pemprosesan arahan

Sekarang sedikit tentang struktur arahan boleh laku. Jika anda melihat bagaimana pemproses berfungsi, anda perlu memahami dengan jelas bahawa mana-mana arahan mempunyai dua komponen - operasi dan operan.

Bahagian pengendalian menunjukkan apa yang perlu dilakukan oleh sistem komputer pada masa ini, operan menentukan apa yang harus dilakukan oleh pemproses. Di samping itu, teras pemproses boleh mengandungi dua pusat pengkomputeran (bekas, benang), yang membahagikan pelaksanaan arahan kepada beberapa peringkat:

• pengeluaran;
• penyahsulitan;
• pelaksanaan perintah;
• mengakses memori pemproses itu sendiri
• menyimpan hasilnya.

Hari ini, caching berasingan digunakan dalam bentuk menggunakan dua tahap memori cache, yang memungkinkan untuk mengelakkan pemintasan oleh dua atau lebih arahan untuk mengakses salah satu blok memori.

Pemproses mengikut jenis pemprosesan arahan dibahagikan kepada linear (pelaksanaan arahan mengikut susunan ia ditulis), kitaran dan cawangan (pelaksanaan arahan selepas memproses keadaan cawangan).

Operasi sedang berjalan

Antara fungsi utama yang diberikan kepada pemproses, dalam erti kata perintah atau arahan boleh laku, terdapat tiga tugas utama:

• operasi matematik berdasarkan peranti aritmetik-logik;
• memindahkan data (maklumat) dari satu jenis memori ke memori yang lain;
• membuat keputusan mengenai pelaksanaan perintah, dan berdasarkannya - pilihan beralih kepada pelaksanaan set arahan lain.

Interaksi dengan memori (ROM dan RAM)

Dalam proses ini, komponen seperti bas dan saluran baca/tulis yang disambungkan kepada peranti storan perlu diberi perhatian. ROM mengandungi set bait kekal. Mula-mula, bas alamat meminta bait tertentu daripada ROM, kemudian memindahkannya ke bas data, selepas itu saluran baca menukar keadaannya dan ROM menyediakan bait yang diminta.

Tetapi pemproses bukan sahaja boleh membaca data dari RAM, tetapi juga menulisnya. Dalam kes ini, saluran tulis digunakan. Tetapi, jika anda melihatnya, pada umumnya, komputer moden secara teorinya boleh melakukannya tanpa RAM sama sekali, kerana mikropengawal moden dapat meletakkan bait data yang diperlukan terus dalam ingatan cip pemproses itu sendiri. Tetapi anda tidak boleh melakukannya tanpa ROM.

Antara lain, sistem bermula dari mod ujian perkakasan (perintah BIOS), dan hanya kemudian kawalan dipindahkan ke sistem pengendalian boleh boot.

Bagaimana untuk menyemak sama ada pemproses berfungsi?

Sekarang mari kita lihat beberapa aspek untuk memeriksa kesihatan pemproses. Ia mesti difahami dengan jelas bahawa jika pemproses tidak berfungsi, komputer tidak akan dapat mula memuat turun sama sekali.

Perkara lain ialah apabila anda ingin melihat penunjuk penggunaan keupayaan pemproses pada masa tertentu. Ini boleh dilakukan dari "Pengurus Tugas" standard (di hadapan sebarang proses, ia ditunjukkan berapa peratus beban pemproses yang diberikannya). Untuk menentukan parameter ini secara visual, anda boleh menggunakan tab prestasi, di mana perubahan dijejaki dalam masa nyata. Pilihan lanjutan boleh dilihat menggunakan program khas, seperti CPU-Z.

Anda juga boleh menggunakan berbilang teras pemproses menggunakan (msconfig) dan pilihan but lanjutan.

Masalah yang mungkin

Akhirnya, beberapa perkataan tentang masalah. Di sini, ramai pengguna sering bertanya, mereka berkata, mengapa pemproses berfungsi, tetapi monitor tidak dihidupkan? Keadaan ini tiada kaitan dengan pemproses pusat. Hakikatnya ialah apabila anda menghidupkan mana-mana komputer, penyesuai grafik pertama kali diuji, dan hanya kemudian segala-galanya. Mungkin masalahnya terletak tepat pada pemproses cip grafik (semua pemecut video moden mempunyai pemproses grafik mereka sendiri).

Tetapi dengan menggunakan contoh fungsi tubuh manusia, seseorang mesti memahami bahawa sekiranya berlaku serangan jantung, seluruh badan mati. Begitu juga dengan komputer. Pemproses tidak berfungsi - keseluruhan sistem komputer "mati".

Pemproses adalah bahagian utama mana-mana peranti komputer. Tetapi ramai pengguna mempunyai pemahaman yang sangat lemah tentang apa itu pemproses dalam komputer dan fungsi yang dilakukannya. Walaupun dalam dunia moden ini adalah maklumat penting, mengetahui yang mana anda boleh mengelakkan banyak salah tanggapan yang serius. Jika anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang cip yang menggerakkan komputer anda, anda telah datang ke tempat yang betul. Dalam artikel ini, anda akan mempelajari untuk kegunaan pemproses dan cara ia mempengaruhi prestasi keseluruhan peranti.

Apakah itu unit pemprosesan pusat

Dalam kes ini, kita bercakap mengenai pemproses pusat. Lagipun, terdapat orang lain dalam komputer, sebagai contoh, pemproses video.

Unit pemprosesan pusat adalah bahagian utama komputer, iaitu unit elektronik atau litar bersepadu. Ia melaksanakan arahan mesin, atau kod program, dan merupakan asas perkakasan peranti.

Ringkasnya, ia adalah jantung dan otak komputer. Terima kasih kepadanya bahawa segala-galanya berfungsi, dia memproses aliran data dan mengawal kerja semua bahagian sistem keseluruhan.

Apabila melihat pemproses secara fizikal, ia adalah papan kecil, nipis, persegi. Ia mempunyai saiz yang kecil dan ditutup dengan penutup logam di atasnya.

Bahagian bawah cip diduduki oleh kenalan yang melaluinya chipset berinteraksi dengan seluruh sistem. Dengan membuka penutup unit sistem komputer anda, anda boleh mencari pemproses dengan mudah, melainkan ia dilindungi oleh sistem penyejukan.

Sehingga CPU memberikan arahan yang sesuai, komputer tidak akan dapat melaksanakan walaupun operasi yang paling mudah, contohnya, menambah dua nombor. Apa sahaja yang anda mahu lakukan pada PC anda, sebarang tindakan melibatkan panggilan kepada pemproses. Itulah sebabnya ia adalah komponen penting dalam komputer.

Pemproses pusat moden bukan sahaja dapat menangani tugas utama mereka, tetapi juga boleh menggantikan sebahagian kad video. Cip baharu dihasilkan dengan tempat yang berasingan untuk melaksanakan fungsi pengawal video.

Pengawal video ini melakukan semua tindakan asas yang diperlukan yang diperlukan daripada kad video. Dalam kes ini, RAM digunakan sebagai memori video. Tetapi jangan tersilap bahawa pemproses moden yang berkuasa boleh menggantikan kad video sepenuhnya.

Malah kelas pertengahan kad video meninggalkan pengawal video pemproses jauh di belakang. Jadi, pilihan komputer tanpa kad video hanya sesuai untuk peranti pejabat yang tidak melibatkan melakukan sebarang tugas rumit berkaitan grafik.

Dalam kes sedemikian, memang ada peluang untuk berjimat. Lagipun, anda hanya boleh mempunyai chipset pemproses dengan pengawal video yang baik dan tidak membelanjakan wang untuk kad video.

Bagaimana pemproses berfungsi

Apakah jenis pemproses yang difikirkan. Tetapi bagaimana ia berfungsi? Ia adalah satu proses yang panjang dan rumit, tetapi apabila anda memahaminya, ia cukup mudah. Prinsip operasi pemproses pusat boleh dipertimbangkan secara berperingkat.

Pertama, program ini dimuatkan ke dalam RAM, dari mana ia mengeluarkan semua maklumat yang diperlukan dan satu set arahan yang diperlukan untuk dilaksanakan oleh unit kawalan pemproses. Kemudian semua data ini memasuki memori penimbal, cache pemproses yang dipanggil.

Maklumat keluar daripada penimbal, yang dibahagikan kepada dua jenis: arahan dan nilai. Kedua-dua itu dan yang termasuk dalam daftar. Daftar ialah sel memori yang dibina ke dalam chipset. Mereka juga datang dalam dua bentuk, bergantung pada jenis maklumat yang mereka terima: daftar arahan dan daftar data.

Salah satu komponen CPU ialah unit logik aritmetik. Ia berkaitan dengan prestasi transformasi maklumat menggunakan pengiraan aritmetik dan logik.

Di sinilah data dari daftar masuk. Selepas itu, unit aritmetik-logik membaca data yang diterima dan melaksanakan arahan yang diperlukan untuk memproses nombor yang terhasil.

Di sini sekali lagi kita berhadapan dengan perpecahan. Keputusan akhir dibahagikan kepada siap dan belum selesai. Mereka kembali ke daftar, dan yang siap pergi ke memori penimbal.

Cache pemproses terdiri daripada dua peringkat utama: atas dan bawah. Arahan dan data terkini dihantar ke cache atas, dan yang tidak digunakan pergi ke cache bawah.

Iaitu, semua maklumat yang terletak di peringkat ketiga dipindahkan ke yang kedua, dari mana, seterusnya, data pergi ke yang pertama. Dan data yang tidak perlu, sebaliknya, dihantar ke peringkat yang lebih rendah.

Selepas kitaran pengiraan tamat, keputusannya sekali lagi ditulis ke RAM komputer. Ini adalah untuk memastikan bahawa cache CPU dibebaskan dan tersedia untuk operasi baharu.

Tetapi kadangkala terdapat situasi apabila memori penimbal penuh sepenuhnya, dan tiada ruang untuk operasi baharu. Dalam kes ini, data yang tidak digunakan pada masa ini pergi ke RAM atau ke tahap memori pemproses yang lebih rendah.

Jenis pemproses

Setelah berurusan dengan prinsip operasi CPU, sudah tiba masanya untuk membandingkan jenisnya yang berbeza. Terdapat banyak jenis pemproses. Terdapat kedua-dua model teras tunggal yang lemah dan peranti berkuasa dengan berbilang teras. Ada yang direka khusus untuk kerja pejabat, dan ada yang diperlukan untuk permainan paling moden.

Pada masa ini, terdapat dua pencipta utama pemproses - AMD dan Intel. Merekalah yang menghasilkan cip yang paling relevan dan dicari. Anda perlu memahami bahawa perbezaan antara cip kedua-dua syarikat ini bukan dalam bilangan teras atau prestasi keseluruhan, tetapi dalam seni bina.

Iaitu, produk kedua-dua syarikat ini dibina berdasarkan prinsip yang berbeza. Dan setiap pencipta mempunyai jenis pemproses tersendiri, yang mempunyai struktur berbeza daripada pesaing.

Perlu diingatkan bahawa kedua-dua pilihan mempunyai kekuatan dan kelemahan mereka. Sebagai contoh, Intel dibezakan oleh sedemikian kelebihan :

• Kurang penggunaan tenaga;
• Kebanyakan pencipta besi dipandu tepat oleh interaksi dengan pemproses Intel;
• Dalam permainan, prestasi lebih tinggi;
• Intel lebih mudah berinteraksi dengan RAM komputer;
• Operasi yang dilaksanakan dengan hanya satu program adalah lebih pantas pada Intel.

Pada masa yang sama, ada juga tolak :

• Sebagai peraturan, kos cipset Intel lebih mahal daripada setara AMD;
• Apabila bekerja dengan beberapa program berat, prestasi menurun;
• Teras grafik adalah lebih lemah daripada pesaing.

AMD dibezakan oleh yang berikut faedah:

• Nilai wang yang jauh lebih baik;
• Dapat memastikan operasi yang boleh dipercayai bagi keseluruhan sistem;
• Terdapat peluang untuk melakukan overclock pemproses, meningkatkan kuasanya sebanyak 10-20%;
• Teras grafik bersepadu yang lebih berkuasa.

Walau bagaimanapun, AMD adalah lebih rendah dalam parameter berikut:

• Interaksi dengan RAM lebih teruk;
• Pemproses menggunakan lebih banyak elektrik;
• Kekerapan kerja pada tahap kedua dan ketiga memori penimbal adalah lebih rendah;
• Dalam permainan, prestasi lebih rendah.

Walaupun kebaikan dan keburukan mereka menonjol, syarikat terus mengeluarkan pemproses yang lebih baik. Anda hanya perlu memilih mana yang terbaik untuk anda. Lagipun, adalah mustahil untuk mengatakan dengan jelas bahawa satu syarikat lebih baik daripada yang lain.

Ciri-ciri utama

Jadi, kami telah mengetahui bahawa salah satu ciri utama pemproses ialah pembangunnya. Tetapi terdapat beberapa parameter yang anda perlu beri perhatian lebih apabila membeli.

Kami tidak akan pergi jauh dari jenama, dan menyebut bahawa terdapat siri cip yang berbeza. Setiap pengeluar menghasilkan barisan sendiri dalam kategori harga yang berbeza, dicipta untuk tugas yang berbeza. Parameter lain yang berkaitan ialah seni bina CPU. Sebenarnya, ini adalah organ dalamannya, di mana keseluruhan operasi cip bergantung.

Bukan parameter yang paling jelas, tetapi sangat penting ialah soket. Hakikatnya ialah pada pemproses itu sendiri, soket mesti sepadan dengan soket yang sepadan pada motherboard.

Jika tidak, anda tidak akan dapat menggabungkan dua komponen penting mana-mana komputer ini. Jadi, apabila memasang unit sistem, anda sama ada perlu membeli papan induk dan mencari set cip untuknya, atau sebaliknya.

Kini tiba masanya untuk mengetahui ciri pemproses yang mempengaruhi prestasinya. Tidak syak lagi, yang utama ialah kekerapan jam. Ini ialah jumlah operasi yang boleh dilakukan dalam unit masa tertentu.

Penunjuk ini diukur dalam megahertz. Jadi apakah kesan kekerapan jam cip itu? Oleh kerana ia menunjukkan bilangan operasi untuk masa tertentu, tidak sukar untuk meneka bahawa kelajuan peranti bergantung padanya.

Satu lagi penunjuk penting ialah jumlah memori penimbal. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, ia adalah atas dan bawah. Ia juga menjejaskan prestasi pemproses.

CPU boleh mempunyai satu atau lebih teras. Model berbilang teras lebih mahal. Tetapi apakah kesan bilangan teras? Ciri ini menentukan kuasa peranti. Lebih banyak teras, lebih berkuasa peranti itu.

Kesimpulan

Pemproses pusat memainkan bukan sahaja salah satu yang paling penting, tetapi seseorang juga boleh mengatakan peranan utama dalam pengendalian komputer. Ia adalah darinya bahawa prestasi keseluruhan peranti akan bergantung, serta tugas yang secara amnya mungkin untuk menggunakannya.

Tetapi ini tidak bermakna bahawa ia adalah perlu untuk membeli pemproses yang paling berkuasa untuk komputer biasa. Pilih model terbaik yang akan memenuhi keperluan anda.

Pemproses adalah cip utama dalam komputer. Sebagai peraturan, ia juga merupakan salah satu komponen PC yang paling berteknologi tinggi dan mahal. Walaupun fakta bahawa pemproses adalah peranti yang berasingan, ia mempunyai sejumlah besar komponen dalam strukturnya yang bertanggungjawab untuk fungsi tertentu. Apakah spesifikasi mereka?

Pemproses: ciri peranti dan sejarah penampilan

Komponen PC, yang kini biasanya dirujuk sebagai unit pemprosesan pusat, dicirikan oleh sejarah asal yang agak menarik. Oleh itu, untuk memahami spesifiknya, adalah berguna untuk memeriksa beberapa fakta penting tentang evolusi perkembangannya. Peranti itu, yang dikenali oleh pengguna moden sebagai unit pemprosesan pusat, adalah hasil daripada penambahbaikan bertahun-tahun teknologi untuk pengeluaran litar mikro pengkomputeran.

Dari masa ke masa, visi jurutera tentang struktur pemproses berubah. Dalam komputer generasi pertama dan kedua, komponen yang sepadan terdiri daripada sejumlah besar blok berasingan, sangat berbeza dari segi tugas yang diselesaikan. Bermula dengan komputer generasi ketiga, fungsi pemproses mula dipertimbangkan dalam konteks yang lebih sempit. Jurutera reka bentuk komputer menentukan bahawa ini harus menjadi pengiktirafan dan tafsiran arahan mesin, memasukkannya ke dalam daftar, serta mengawal komponen perkakasan PC lain. Semua fungsi ini mula digabungkan dalam satu peranti.

Mikropemproses

Dengan perkembangan teknologi komputer, peranti yang dipanggil "mikropemproses" mula diperkenalkan ke dalam struktur PC. Salah satu peranti pertama jenis ini ialah Intel 4004, dikeluarkan oleh sebuah syarikat Amerika pada tahun 1971. Mikropemproses pada skala satu litar mikro digabungkan dalam strukturnya fungsi-fungsi yang kami takrifkan di atas. Peranti moden, pada dasarnya, berfungsi berdasarkan konsep yang sama. Oleh itu, pemproses pusat komputer riba, PC, tablet mengandungi dalam strukturnya: peranti logik, daftar, serta modul kawalan yang bertanggungjawab untuk fungsi tertentu. Walau bagaimanapun, dalam amalan, komponen litar mikro moden paling kerap dibentangkan dalam set yang lebih kompleks. Mari kaji ciri ini dengan lebih terperinci.

Struktur pemproses moden

Pemproses pusat PC moden, komputer riba atau tablet diwakili oleh teras - kini dianggap sebagai norma bahawa terdapat beberapa daripada mereka, memori cache pada pelbagai peringkat, serta pengawal: RAM, bas sistem. Prestasi cip daripada jenis yang sepadan ditentukan oleh ciri utamanya. Dalam agregat apakah ia boleh dibentangkan?

Ciri-ciri CPU yang paling ketara pada PC moden ialah: jenis microarchitecture (biasanya dinyatakan dalam nanometer), kelajuan jam (dalam gigahertz), saiz cache pada setiap peringkat (dalam megabait), penggunaan kuasa (dalam watt), dan kehadiran atau ketiadaan. daripada kad grafik. modul.

Mari kita kaji spesifik beberapa modul CPU utama dengan lebih terperinci. Mari kita mulakan dengan kernel.

Teras pemproses

Unit pemprosesan pusat PC moden sentiasa mempunyai teras. Ia mengandungi blok fungsi utama litar mikro, yang melaluinya ia melaksanakan fungsi logik dan aritmetik yang diperlukan. Sebagai peraturan, mereka dibentangkan dalam satu set elemen tertentu. Oleh itu, peranti pemproses pusat paling kerap menganggap kehadiran blok yang bertanggungjawab untuk menyelesaikan tugas berikut:

Arahan pengambilan dan penyahkodan;

Persampelan data;

Pelaksanaan arahan;

Menyimpan keputusan pengiraan;

Bekerja dengan gangguan.

Juga, struktur litar mikro jenis yang sepadan ditambah dengan unit kawalan, peranti memori, pembilang program, dan satu set daftar. Mari kita pertimbangkan spesifikasi komponen yang sepadan dengan lebih terperinci.

Teras pemproses: komponen

Antara blok utama dalam teras pemproses pusat ialah yang bertanggungjawab membaca arahan yang ditulis dalam alamat yang ditetapkan dalam kaunter program. Sebagai peraturan, semasa satu kitaran, beberapa operasi jenis yang sepadan dilakukan sekaligus. Jumlah bilangan arahan yang perlu dibaca telah ditetapkan oleh indeks dalam blok penyahkodan. Prinsip utama di sini ialah pada setiap kitaran komponen yang ditanda dimuatkan secara maksimum. Untuk memenuhi kriteria ini, elemen perkakasan tambahan mungkin terdapat dalam struktur pemproses.

Dalam blok penyahkodan, arahan diproses yang menentukan algoritma untuk operasi litar mikro semasa menyelesaikan masalah tertentu. Memastikan fungsi mereka adalah tugas yang sukar, menurut ramai profesional IT. Ini sebahagiannya disebabkan oleh fakta bahawa panjang arahan tidak selalu ditakrifkan dengan jelas. Pemproses moden biasanya termasuk 2 atau 4 blok di mana penyahkodan yang sepadan dijalankan.

Mengenai komponen yang bertanggungjawab untuk mengambil data, tugas utama mereka adalah untuk memastikan penerimaan arahan daripada memori cache atau RAM, yang diperlukan untuk memastikan pelaksanaan arahan. Dalam teras pemproses moden, biasanya terdapat beberapa blok jenis yang sepadan.

Komponen kawalan yang terdapat dalam cip juga berdasarkan arahan yang dinyahkod. Mereka direka untuk mengawal kerja blok yang bertanggungjawab untuk pelaksanaan arahan, serta mengagihkan tugas di antara mereka, mengawal pelaksanaan tepat pada masanya. Komponen kawalan adalah antara yang paling penting dalam struktur mikropemproses.

Dalam teras litar mikro jenis yang sepadan, terdapat juga blok yang bertanggungjawab untuk pelaksanaan arahan yang betul. Strukturnya mengandungi unsur-unsur seperti unit aritmetik dan logik, serta komponen yang bertanggungjawab untuk pengiraan titik terapung.

Terdapat blok dalam teras pemproses yang mengawal pemprosesan pengembangan set yang ditetapkan untuk arahan. Algoritma ini, menambah arahan asas, digunakan untuk meningkatkan keamatan pemprosesan data, pelaksanaan penyulitan fail atau prosedur penyahsulitan. Penyelesaian masalah sedemikian memerlukan pengenalan daftar tambahan ke dalam struktur teras litar mikro, serta set arahan. Pemproses moden biasanya termasuk sambungan berikut: MMX (direka bentuk untuk pengekodan fail audio dan video), SSE (digunakan untuk pengkomputeran selari), ATA (digunakan untuk mempercepatkan atur cara dan mengurangkan penggunaan kuasa PC), 3DNow (pengembangan keupayaan multimedia komputer), AES (penyulitan data), serta banyak piawaian lain.

Struktur teras pemproses biasanya juga mengandungi blok yang bertanggungjawab untuk menyimpan hasil dalam RAM mengikut alamat yang terkandung dalam arahan.

Penting ialah komponen kernel yang mengawal operasi cip dengan gangguan. Fungsi ini membolehkan pemproses memastikan kestabilan program dalam keadaan berbilang tugas.

Kerja pemproses pusat juga dikaitkan dengan penggunaan daftar. Komponen ini serupa dengan RAM, tetapi akses kepada mereka adalah beberapa kali lebih cepat. Jumlah sumber yang sepadan adalah kecil - sebagai peraturan, ia tidak melebihi satu kilobait. Daftar dikelaskan kepada beberapa jenis. Ini boleh menjadi komponen tujuan am yang terlibat dalam melakukan pengiraan aritmetik atau logik. Terdapat daftar tujuan khas yang boleh mengandungi data sistem yang digunakan oleh pemproses semasa operasi.

Struktur teras pemproses juga mengandungi pelbagai komponen tambahan. Yang mana contohnya? Ini boleh menjadi sensor yang menjejaki suhu semasa CPU. Sekiranya prestasinya lebih tinggi daripada norma yang ditetapkan, maka litar mikro boleh menghantar isyarat kepada modul yang bertanggungjawab untuk operasi peminat - dan mereka akan mula berputar lebih cepat. Terdapat peramal cawangan dalam struktur kernel - komponen yang direka bentuk untuk menentukan arahan yang akan dilaksanakan selepas kitaran operasi tertentu yang dilakukan oleh litar mikro selesai. Contoh komponen penting lain ialah pembilang program. Modul ini membetulkan alamat algoritma yang sepadan, yang dihantar ke litar mikro pada masa ia mula melaksanakan satu atau kitaran lain.

Ini ialah struktur kernel, yang termasuk dalam unit pemprosesan pusat komputer. Marilah kita mengkaji dengan lebih terperinci beberapa ciri utama litar mikro jenis yang sepadan. Iaitu: teknologi proses, kekerapan jam, memori cache, dan penggunaan kuasa.

Spesifikasi Pemproses: Jenis Proses

Perkembangan teknologi komputer biasanya dikaitkan dengan kemunculan generasi baru komputer apabila teknologi pengkomputeran bertambah baik. Pada masa yang sama, selain daripada penunjuk prestasi, salah satu kriteria untuk mengklasifikasikan komputer kepada generasi tertentu boleh dianggap sebagai saiz mutlaknya. Komputer pertama mempunyai saiz yang setanding dengan bangunan bertingkat. Komputer generasi kedua mempunyai saiz yang setanding, contohnya, dengan sofa atau piano. Komputer peringkat seterusnya sudah sangat dekat dengan komputer yang biasa kita kenali sekarang. Sebaliknya, PC moden adalah komputer generasi keempat.

Sebenarnya, untuk apa semua ini? Hakikatnya ialah semasa evolusi komputer, peraturan tidak rasmi telah dibentuk: semakin canggih peranti itu, semakin kecil dimensi dengan prestasi yang sama, malah dengan lebih banyak lagi - ia ada. Ia juga sah sepenuhnya berkaitan dengan ciri yang dipertimbangkan pemproses pusat, iaitu, proses teknikal pembuatannya. Dalam kes ini, jarak antara kristal silikon tunggal yang membentuk struktur litar mikro adalah penting. Lebih kecil ia, lebih besar ketumpatan elemen sepadan yang diletakkan oleh papan CPU pada dirinya sendiri. Lebih-lebih lagi, ia boleh dianggap lebih produktif, masing-masing. Pemproses moden dibuat mengikut teknologi proses 90-14 nm. Penunjuk ini cenderung menurun secara beransur-ansur.

Kekerapan jam

Kelajuan jam CPU adalah salah satu petunjuk utama prestasinya. Ia menentukan berapa banyak operasi sesaat yang boleh dilakukan oleh cip. Lebih ramai daripada mereka, lebih produktif pemproses dan komputer secara keseluruhan. Perlu diperhatikan bahawa parameter ini mencirikan, pertama sekali, kernel sebagai modul bebas pemproses pusat. Iaitu, jika terdapat beberapa komponen yang sepadan pada cip, maka setiap daripada mereka akan beroperasi pada frekuensi yang berasingan. Sesetengah profesional IT mendapati ia boleh diterima untuk meringkaskan ciri-ciri ini merentas semua teras. Apakah maksudnya? Jika, sebagai contoh, pemproses mempunyai 4 teras dengan frekuensi 1 GHz, maka jumlah penunjuk prestasi PC, jika anda mengikuti metodologi ini, ialah 4 GHz.

Komponen frekuensi

Penunjuk yang dipertimbangkan terbentuk daripada dua komponen. Pertama, ini ialah kekerapan bas sistem - ia biasanya diukur dalam ratusan megahertz. Kedua, ia adalah pekali di mana penunjuk yang sepadan didarabkan. Dalam sesetengah kes, pengeluar pemproses memberi pengguna keupayaan untuk melaraskan kedua-dua tetapan. Pada masa yang sama, jika anda menetapkan nilai yang cukup tinggi untuk bas sistem dan pengganda, anda boleh meningkatkan prestasi litar mikro dengan ketara. Ini adalah bagaimana pemproses dibuat lebih masa. Benar, ia mesti digunakan dengan berhati-hati.

Hakikatnya ialah semasa overclocking, suhu pemproses pusat boleh meningkat dengan ketara. Jika sistem penyejukan yang sesuai tidak dipasang pada PC, ini boleh menyebabkan kegagalan litar mikro.

Saiz cache

Pemproses moden dilengkapi dengan modul memori cache. Tujuan utama mereka ialah penempatan sementara data, biasanya diwakili oleh satu set arahan dan algoritma khas - yang paling kerap digunakan dalam operasi litar mikro. Apa yang diberikan dalam amalan? Pertama sekali, pemuatan pemproses pusat boleh dikurangkan kerana hakikat bahawa arahan dan algoritma yang sama akan tersedia dalam talian. Litar mikro, setelah menerima arahan siap sedia daripada memori cache, tidak membuang masa membangunkannya dari awal. Akibatnya, komputer berjalan lebih cepat.

Ciri utama memori cache ialah kelantangan. Lebih besar, lebih luas modul ini, masing-masing, dari segi lokasi arahan dan algoritma yang digunakan oleh pemproses. Semakin besar kemungkinan bahawa litar mikro setiap kali akan mencari antara mereka yang diperlukan dan berfungsi dengan lebih cepat. Memori cache pada pemproses moden paling kerap dibahagikan kepada tiga peringkat. Yang pertama berfungsi berdasarkan litar mikro terpantas dan paling berteknologi tinggi, selebihnya lebih perlahan. Jumlah memori cache tahap pertama pada pemproses moden adalah kira-kira 128-256 KB, yang kedua - 1-8 MB, yang ketiga - boleh melebihi 20 MB.

Penggunaan tenaga

Satu lagi parameter penting litar mikro ialah penggunaan kuasa. Mengkuasakan CPU boleh melibatkan penggunaan kuasa yang ketara. Model moden litar mikro menggunakan kira-kira 40-50 watt. Dalam sesetengah kes, parameter ini mempunyai kepentingan ekonomi - contohnya, apabila ia datang untuk melengkapkan perusahaan besar dengan beberapa ratus atau beribu-ribu komputer. Tetapi faktor yang tidak kurang penting ialah penggunaan kuasa dari segi menyesuaikan pemproses untuk digunakan pada peranti mudah alih - komputer riba, tablet, telefon pintar. Semakin rendah penunjuk yang sepadan, semakin lama hayat bateri peranti itu.

Kita bercakap tentang model Intel 4004. Ia tidak berkuasa dan hanya boleh melakukan penambahan dan penolakan. Pada masa yang sama, ia boleh memproses hanya empat bit maklumat (iaitu, ia adalah 4-bit). Tetapi pada zamannya, penampilannya adalah peristiwa penting. Lagipun, keseluruhan pemproses muat dalam satu cip. Sebelum kemunculan Intel 4004, komputer adalah berdasarkan satu set keseluruhan cip atau komponen diskret (transistor). Mikropemproses 4004 membentuk asas kepada salah satu kalkulator mudah alih pertama.

Mikropemproses pertama untuk komputer rumah ialah Intel 8080 yang diperkenalkan pada tahun 1974. Semua kuasa pengkomputeran komputer 8-bit diletakkan dalam satu cip. Tetapi pengumuman pemproses Intel 8088 adalah sangat penting. Ia muncul pada tahun 1979 dan sejak 1981 telah digunakan dalam komputer peribadi PC IBM pertama yang dikeluarkan secara besar-besaran.

Selanjutnya, pemproses mula membangun dan memperoleh kuasa. Setiap orang yang sekurang-kurangnya sedikit biasa dengan sejarah industri mikropemproses ingat bahawa 8088 telah digantikan oleh 80286. Kemudian datang giliran 80386, diikuti oleh 80486. Kemudian terdapat beberapa generasi Pentium: Pentium, Pentium II, III dan Pentium 4. Semua pemproses "Intel" ini berdasarkan reka bentuk asas 8088. Mereka serasi ke belakang. Ini bermakna bahawa Pentium 4 boleh memproses mana-mana kod untuk 8088, tetapi ia melakukannya pada kelajuan kira-kira lima ribu kali lebih pantas. Tidak begitu banyak tahun telah berlalu sejak itu, tetapi beberapa lagi generasi mikropemproses telah berubah.

Sejak 2004, Intel telah menawarkan pemproses berbilang teras. Bilangan transistor yang digunakan di dalamnya telah meningkat berjuta-juta. Tetapi sekarang, pemproses mematuhi peraturan am yang dicipta untuk cip awal. Jadual ini menggambarkan sejarah mikropemproses Intel sehingga dan termasuk 2004. Kami akan membuat beberapa penjelasan tentang maksud penunjuk yang ditunjukkan di dalamnya:

• Nama (Nama). Model pemproses
• Tarikh (Tarikh). Tahun pemproses pertama kali diperkenalkan. Banyak pemproses telah diperkenalkan beberapa kali, setiap kali kelajuan jam mereka ditingkatkan. Oleh itu, pengubahsuaian cip seterusnya boleh diumumkan semula walaupun beberapa tahun selepas versi pertamanya muncul di pasaran.
• Transistor (Bilangan transistor). Bilangan transistor dalam cip. Anda boleh lihat bahawa angka ini telah meningkat secara berterusan
• Mikron (Lebar dalam mikron). Satu mikron bersamaan dengan satu persejuta meter. Nilai penunjuk ini ditentukan oleh ketebalan wayar paling nipis dalam cip. Sebagai perbandingan, ketebalan rambut manusia ialah 100 mikron.
• Kelajuan jam. Kelajuan pemproses maksimum
• lebar data. "Bitness" unit logik aritmetik pemproses (ALU, ALU). ALU 8-bit boleh menambah, menolak, mendarab dan melaksanakan operasi lain pada dua nombor 8-bit. ALU 32-bit boleh berfungsi dengan nombor 32-bit. Untuk menambah dua nombor 32-bit, ALU lapan-bit perlu melaksanakan empat arahan. ALU 32-bit boleh mengendalikan tugas ini dalam satu arahan. Dalam banyak (tetapi tidak semua) kes, lebar bas data luaran adalah sama dengan "bitness" ALU. Pemproses 8088 mempunyai ALU 16-bit tetapi bas 8-bit. Pentium lewat dicirikan oleh keadaan di mana bas sudah 64-bit, dan ALU masih 32-bit
• MIPS (Juta arahan sesaat). Membolehkan anda menilai secara kasar prestasi pemproses. Yang moden melaksanakan begitu banyak tugas yang berbeza sehingga penunjuk ini telah kehilangan nilai asalnya dan boleh digunakan terutamanya untuk membandingkan kuasa pemprosesan beberapa pemproses (seperti dalam jadual ini)

Terdapat hubungan langsung antara kelajuan jam, serta bilangan transistor dan bilangan operasi yang dilakukan oleh pemproses dalam satu saat. Sebagai contoh, kelajuan jam pemproses 8088 mencapai 5 MHz, dan prestasi: hanya 0.33 juta operasi sesaat. Iaitu, pelaksanaan satu arahan memerlukan kira-kira 15 kitaran pemproses. Pada tahun 2004, pemproses sudah boleh melaksanakan dua arahan setiap kitaran jam. Peningkatan ini disediakan dengan menambah bilangan pemproses dalam cip.

Cip juga dirujuk sebagai litar bersepadu (atau ringkasnya mikrocip). Selalunya, ini adalah plat silikon kecil dan nipis di mana transistor "dicetak". Cip berukuran dua setengah sentimeter pada sisi boleh mengandungi berpuluh juta transistor. Pemproses yang paling mudah boleh berbentuk segi empat sama dengan sisi hanya beberapa milimeter. Dan saiz ini cukup untuk beberapa ribu transistor.

logik mikropemproses

Untuk memahami cara mikropemproses berfungsi, anda harus mengkaji logik yang menjadi asasnya, serta membiasakan diri dengan bahasa himpunan. Ini adalah bahasa ibunda mikropemproses.

Mikropemproses mampu melaksanakan set tertentu arahan mesin (arahan). Beroperasi dengan arahan ini, pemproses melaksanakan tiga tugas utama:

• Dengan bantuan unit logik aritmetiknya, pemproses melakukan operasi matematik: penambahan, penolakan, pendaraban dan pembahagian. Mikropemproses moden menyokong sepenuhnya operasi titik terapung (menggunakan pemproses aritmetik titik terapung khusus)
• Mikropemproses mampu memindahkan data dari satu jenis memori ke yang lain
• Mikropemproses mempunyai keupayaan untuk membuat keputusan dan, berdasarkan keputusannya, "melompat", iaitu, beralih kepada pelaksanaan set arahan baru.

Mikropemproses mengandungi:

• Alamat bas (alamat bas). Lebar bas ini boleh menjadi 8, 16 atau 32 bit. Dia terlibat dalam menghantar alamat ke ingatan
• Bas data (bas data): lebar 8, 16, 32 atau 64 bit. Bas ini boleh menghantar data ke atau menerima data daripada memori. Apabila bercakap tentang "bitness" pemproses, kita bercakap tentang lebar bas data
• Saluran RD (baca, baca) dan WR (tulis, tulis), menyediakan interaksi dengan ingatan
• Talian jam (bas jam) menyediakan kitaran pemproses
• Tetapkan semula baris (memadam bas, menetapkan semula bas), menetapkan semula nilai pembilang program dan memulakan semula pelaksanaan arahan

Oleh kerana maklumatnya agak rumit, kami akan menganggap bahawa lebar kedua-dua bas - kedua-dua alamat dan bas data - hanya 8 bit. Dan secara ringkas pertimbangkan komponen mikropemproses yang agak mudah ini:

• Daftar A, B dan C ialah litar logik yang digunakan untuk penyimpanan data perantaraan.
• Selak alamat adalah serupa dengan daftar A, B dan C
• Pembilang program ialah cip logik (selak) yang mampu menambah nilai sebanyak satu dalam satu langkah (jika ia menerima arahan yang sesuai) dan mensifarkan nilai (tertakluk kepada menerima arahan yang sesuai)
• ALU (unit logik aritmetik) boleh melakukan penambahan, penolakan, pendaraban dan pembahagian antara nombor 8-bit atau bertindak sebagai penambah biasa
• Daftar ujian ialah selak khas yang menyimpan hasil operasi perbandingan yang dilakukan oleh ALU. Biasanya ALU membandingkan dua nombor dan menentukan sama ada ia sama atau jika salah satu daripadanya lebih besar daripada yang lain. Daftar ujian juga mampu menyimpan bit pembawa tindakan terakhir penambah. Ia menyimpan nilai ini dalam skema pencetus. Pada masa hadapan, nilai ini boleh digunakan oleh penyahkod arahan untuk membuat keputusan.
• Enam blok pada rajah dilabelkan "3-Negeri". Ini ialah penimbal jenis. Sumber keluaran berbilang boleh disambungkan ke wayar, tetapi penimbal isihan hanya membenarkan salah satu daripadanya (pada satu masa) menghantar nilai: "0" atau "1". Oleh itu, penimbal isihan boleh melangkau nilai atau menyekat sumber output daripada menghantar data
• Daftar arahan dan penyahkod arahan memastikan semua komponen di atas terkawal.

Rajah ini tidak menunjukkan garis kawalan penyahkod arahan, yang boleh dinyatakan sebagai "pesanan" berikut:

• "Daftar A terima nilai yang kini datang daripada bas data"
• "Daftar B untuk menerima nilai yang kini datang daripada bas data"
• "Daftar C untuk menerima nilai yang kini datang daripada unit logik aritmetik"
• "Daftar kaunter program untuk menerima nilai yang kini datang daripada bas data"
• "Daftar alamat untuk menerima nilai yang kini datang daripada bas data"
• "Daftar arahan untuk menerima nilai yang kini datang daripada bas data"
• "Nilai peningkatan kaunter program [dengan satu]"
• "Tetapkan semula kaunter arahan"
• "Aktifkan satu daripada enam penimbal jenis" (enam baris kawalan berasingan)
• "Beritahu unit logik aritmetik operasi yang perlu dilakukan"
• "Daftar ujian menerima bit ujian daripada ALU"
• "Aktifkan RD (saluran baca)"
• "Aktifkan WR (saluran rakaman)"

Penyahkod arahan menerima bit data daripada daftar ujian, saluran penyegerakan, dan juga daripada daftar arahan. Jika kita menyederhanakan perihalan tugas penyahkod arahan sebanyak mungkin, maka kita boleh mengatakan bahawa modul ini yang "memberitahu" pemproses apa yang perlu dilakukan pada masa ini.

memori mikropemproses

Kebiasaan dengan memori komputer dan hierarkinya akan membantu anda memahami dengan lebih baik kandungan bahagian ini.

Di atas, kami menulis tentang bas (alamat dan data), serta saluran baca (RD) dan tulis (WR). Bas dan saluran ini disambungkan ke memori: memori operasi (RAM, RAM) dan ingatan baca sahaja (ROM, ROM). Dalam contoh kami, kami menganggap mikropemproses yang lebar basnya ialah 8 bit. Ini bermakna ia mampu menangani 256 bait (dua hingga kelapan). Pada satu ketika, ia boleh membaca dari atau menulis ke ingatan 8 bit data. Katakan mikropemproses mudah ini mempunyai 128 bait ROM (bermula pada alamat 0) atau 128 bait RAM (bermula pada alamat 128).

Modul memori berterusan mengandungi set bait berterusan pra-pasang tertentu. Bas alamat meminta ROM untuk bait tertentu dihantar ke bas data. Apabila saluran baca (RD) menukar keadaannya, modul ROM menyediakan bait yang diminta kepada bas data. Iaitu, dalam kes ini, hanya membaca data yang mungkin.

Dari RAM, pemproses bukan sahaja boleh membaca maklumat, ia juga boleh menulis data kepadanya. Bergantung pada sama ada membaca atau menulis dilakukan, isyarat datang sama ada melalui saluran baca (RD) atau melalui saluran tulis (WR). Malangnya, RAM tidak menentu. Apabila kuasa dimatikan, ia kehilangan semua data yang diletakkan di dalamnya. Atas sebab ini, komputer memerlukan peranti ingatan baca sahaja yang tidak meruap.

Lebih-lebih lagi, secara teorinya, komputer boleh melakukannya tanpa RAM sama sekali. Banyak mikropengawal membenarkan anda meletakkan bait data yang diperlukan terus pada cip pemproses. Tetapi mustahil untuk dilakukan tanpa ROM. Dalam komputer peribadi, ROM dipanggil sistem input dan output asas (BSVV, BIOS, Sistem Input / Output Asas). Mikropemproses memulakan kerjanya pada permulaan dengan melaksanakan arahan yang ditemui olehnya dalam BIOS.

Arahan BIOS melakukan ujian pada perkakasan komputer, dan kemudian mereka mengakses cakera keras dan memilih sektor but. Sektor but ini ialah program kecil yang berasingan yang pertama kali dibaca oleh BIOS daripada cakera dan kemudian diletakkan dalam RAM. Selepas itu, mikropemproses mula melaksanakan arahan daripada sektor but yang terletak dalam RAM. Program sektor but memberitahu mikropemproses apa data (yang ditakdirkan untuk pelaksanaan kemudian oleh pemproses) perlu dialihkan tambahan daripada cakera keras ke RAM. Beginilah cara pemproses memuatkan sistem pengendalian.

arahan mikropemproses

Malah mikropemproses yang paling mudah mampu memproses set arahan yang agak besar. Set arahan adalah sejenis templat. Setiap arahan yang dimuatkan ke dalam daftar arahan ini mempunyai maksud tersendiri. Tidak mudah bagi orang untuk mengingati urutan bit, jadi setiap arahan digambarkan sebagai perkataan pendek, setiap satunya mewakili arahan tertentu. Perkataan ini membentuk bahasa himpunan pemproses. Penghimpun menterjemah perkataan ini ke dalam bahasa binari yang difahami oleh pemproses.

Berikut ialah senarai perkataan perintah bahasa himpunan untuk pemproses mudah bersyarat, yang kami anggap sebagai contoh untuk cerita kami:

• LOADA mem — Muatkan daftar A dari beberapa alamat memori
• LOADB mem — Muatkan daftar B dari beberapa alamat memori
• CONB con - Muatkan nilai malar ke dalam daftar B
• SAVEB mem - Simpan (simpan) nilai daftar B dalam ingatan pada alamat tertentu
• SAVEC mem - Simpan (simpan) nilai daftar C dalam ingatan pada alamat tertentu
• ADD - Tambah (tambah) nilai daftar A dan B. Simpan hasil tindakan dalam daftar C
• SUB - Tolak (tolak) nilai daftar B daripada nilai daftar A. Simpan hasil tindakan dalam daftar C
• MUL - Darab (darab) nilai-nilai daftar A dan B. Simpan hasil tindakan dalam daftar C
• DIV - Bahagikan (bahagi) nilai daftar A dengan nilai daftar B. Simpan hasil tindakan dalam daftar C
• COM - Bandingkan (bandingkan) nilai daftar A dan B. Pindahkan hasilnya ke daftar ujian
• JUMP addr - Lompat ke alamat yang ditentukan
• JEQ addr - Jika syarat nilai yang sama dua daftar dipenuhi, lompat (lompat) ke alamat yang ditentukan
• JNEQ addr - Jika syarat untuk nilai yang sama bagi dua daftar tidak dipenuhi, lompat (lompat) ke alamat yang ditentukan
• JG addr - Jika nilai lebih besar, lompat ke alamat yang ditentukan
• JGE addr - Jika nilai lebih besar daripada atau sama dengan, lompat ke alamat yang ditentukan
• JL addr - Jika nilai kurang daripada, lompat ke alamat yang ditentukan
• JLE addr - Jika nilai kurang daripada atau sama dengan, lompat ke alamat yang ditentukan
• BERHENTI - Hentikan (berhenti) pelaksanaan

Perkataan Inggeris yang menunjukkan tindakan yang dilakukan diberikan dalam kurungan atas sebab tertentu. Oleh itu, kita dapat melihat bahawa bahasa himpunan (seperti banyak bahasa pengaturcaraan lain) adalah berdasarkan bahasa Inggeris, iaitu, pada cara komunikasi biasa bagi mereka yang mencipta teknologi digital.

Kerja mikropemproses pada contoh pengiraan faktorial

Pertimbangkan operasi mikropemproses pada contoh khusus pelaksanaan program mudah yang mengira faktorial nombor "5". Mula-mula, mari selesaikan masalah ini "dalam buku nota":

pemfaktoran 5 = 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

Dalam bahasa pengaturcaraan C, sekeping kod yang melakukan pengiraan ini akan kelihatan seperti ini:

A=1;f=1; manakala (a

Apabila program ini selesai, pembolehubah f akan mengandungi nilai faktorial lima.

Pengkompil C menterjemah (iaitu, menterjemah) kod ini ke dalam set arahan bahasa himpunan. Dalam pemproses yang sedang kita pertimbangkan, RAM bermula pada alamat 128, dan ingatan baca sahaja (yang mengandungi bahasa himpunan) bermula pada alamat 0. Oleh itu, dalam bahasa pemproses ini, program ini akan kelihatan seperti ini:

// Anggap a pada alamat 128 // Anggap F pada alamat 1290 CONB 1 // a=1;1 SAVEB 1282 CONB 1 // f=1;3 SAVEB 1294 LOADA 128 // jika a > 5 lompat ke 175 CONB 56 COM7 JG 178 LOADA 129 // f=f*a;9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADA 128 // a=a+1;13 CONB 114 ADD15 SAVEC 12816 LOMPAT 4 // gelung kembali ke if17 BERHENTI

Sekarang persoalan seterusnya timbul: apakah rupa semua arahan ini dalam ingatan kekal? Setiap arahan ini mesti diwakili sebagai nombor binari. Untuk memudahkan pemahaman bahan, andaikan setiap arahan bahasa himpunan pemproses yang sedang kita pertimbangkan mempunyai nombor unik:

• BEBAN-1
• BEBAN-2
• CONB-3
• SAVEB-4
• SAVEC mem - 5
• TAMBAH-6
• SUB-7
• MUL-8
• div-9
• COM-10
• JUMP addr - 11
• Tambah JEQ - 12
• JNEQ addr - 13
• JG addr - 14
• JGE addr - 15
• JL addr - 16
• JLE addr - 17
• BERHENTI-18

// Anggap a pada alamat 128 // Anggap F pada alamat 129Addr machine instruction/value0 3 // CONB 11 12 4 // SAVEB 1283 1284 3 // CONB 15 16 4 // SAVEB 1297 1298 1 // LOADA 1289 1 // LOADA 1289 1 / CONB 511 512 10 // COM13 14 // JG 1714 3115 1 // LOADA 12916 12917 2 // LOADB 125 126 6 // ADD27 5 // SAVEC 12828 12829 11 8 // TOP30 11 // JUMP3

Seperti yang anda lihat, tujuh baris kod C telah ditukar kepada 18 baris bahasa himpunan. Mereka mengambil 32 bait dalam ROM.

Penyahkodan

Perbualan tentang penyahkodan perlu dimulakan dengan pertimbangan isu filologi. Malangnya, tidak semua istilah komputer mempunyai surat-menyurat yang jelas dalam bahasa Rusia. Terjemahan terminologi sering berjalan secara spontan, dan oleh itu istilah Inggeris yang sama boleh diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia dalam beberapa cara. Dan begitulah ia berlaku dengan komponen paling penting dalam logik mikropemproses "penyahkod arahan". Pakar komputer memanggilnya sebagai penyahkod arahan dan penyahkod arahan. Tiada satu pun daripada varian nama ini boleh dipanggil sama ada lebih atau kurang "betul" daripada yang lain.

Penyahkod arahan diperlukan untuk menterjemah setiap kod mesin ke dalam satu set isyarat yang menggerakkan pelbagai komponen mikropemproses. Jika kita memudahkan intipati tindakannya, maka kita boleh mengatakan bahawa dialah yang menyelaraskan "perisian" dan "perkakasan".

Pertimbangkan pengendalian penyahkod arahan menggunakan contoh arahan ADD yang melakukan tindakan penambahan:

• Semasa kitaran jam pertama pemproses, arahan dimuatkan. Pada peringkat ini, penyahkod arahan perlu: mengaktifkan penimbal isihan untuk kaunter arahan; aktifkan saluran baca (RD); aktifkan selak penimbal jenis untuk menghantar input kepada daftar arahan
• Semasa kitaran jam pemproses kedua, arahan ADD dinyahkod. Pada ketika ini, ALU melakukan penambahan dan memindahkan nilai untuk mendaftarkan C
• Semasa kitaran ketiga kekerapan jam pemproses, pembilang program meningkatkan nilainya sebanyak satu (secara teorinya, tindakan ini bertindih dengan apa yang berlaku semasa kitaran kedua)

Setiap arahan boleh diwakili sebagai satu set operasi yang dilaksanakan secara berurutan yang memanipulasi komponen mikropemproses dalam susunan tertentu. Iaitu, arahan program membawa kepada perubahan fizikal sepenuhnya: sebagai contoh, menukar kedudukan selak. Sesetengah arahan mungkin memerlukan dua atau tiga kitaran jam pemproses untuk diselesaikan. Yang lain mungkin memerlukan lima atau enam kitaran.

Mikropemproses: prestasi dan trend

Bilangan transistor dalam pemproses adalah faktor penting yang mempengaruhi prestasinya. Seperti yang ditunjukkan sebelum ini, pemproses 8088 memerlukan 15 kitaran jam untuk melaksanakan satu arahan. Dan untuk melaksanakan satu operasi 16-bit, ia mengambil kira-kira 80 kitaran sama sekali. Beginilah cara pengganda ALU pemproses ini disusun. Lebih banyak transistor dan lebih berkuasa pengganda ALU, lebih banyak pemproses berjaya lakukan dalam satu kitaran.

Banyak transistor menyokong teknologi saluran paip. Dalam rangka kerja seni bina saluran paip, terdapat pengenaan sebahagian daripada arahan boleh laku antara satu sama lain. Sesuatu arahan mungkin memerlukan lima kitaran yang sama untuk dilaksanakan, tetapi jika lima arahan diproses secara serentak oleh pemproses (pada peringkat penyiapan yang berbeza), maka secara purata satu arahan memerlukan satu kitaran jam pemproses untuk dilaksanakan.

Dalam banyak pemproses moden, terdapat lebih daripada satu penyahkod arahan. Dan setiap daripada mereka menyokong saluran paip. Ini membolehkan lebih daripada satu arahan dilaksanakan setiap kitaran pemproses. Untuk melaksanakan teknologi ini, bilangan transistor yang luar biasa diperlukan.

pemproses 64-bit

Walaupun pemproses 64-bit tersebar luas hanya beberapa tahun yang lalu, mereka telah wujud untuk masa yang agak lama: sejak 1992. Kedua-dua Intel dan AMD kini menawarkan pemproses sedemikian. Pemproses 64-bit ialah pemproses yang mempunyai unit logik aritmetik (ALU) 64-bit, daftar 64-bit dan bas 64-bit.

Sebab utama mengapa pemproses memerlukan 64-bit ialah seni bina ini mengembangkan ruang alamat. Pemproses 32-bit hanya boleh mengakses dua atau empat gigabait RAM. Sekali angka ini kelihatan sangat besar, tetapi bertahun-tahun telah berlalu dan hari ini anda tidak akan mengejutkan sesiapa pun dengan ingatan sedemikian. Beberapa tahun yang lalu, memori komputer biasa ialah 256 atau 512 megabait. Pada masa itu, had 4GB hanya menjadi masalah untuk pelayan dan mesin yang menjalankan pangkalan data yang besar.

Tetapi dengan cepat ternyata bahawa walaupun pengguna biasa kadang-kadang tidak mempunyai cukup dua atau bahkan empat gigabait RAM. Had yang menjengkelkan ini tidak terpakai kepada pemproses 64-bit. Ruang alamat yang tersedia untuk mereka kelihatan tidak berkesudahan hari ini: dua hingga enam puluh empat bait, iaitu, kira-kira satu bilion gigabait. Pada masa hadapan, RAM sebesar itu tidak dijangka.

Bas alamat 64-bit, serta bas data lebar dan berkelajuan tinggi dari papan induk yang sepadan, membolehkan komputer 64-bit meningkatkan kelajuan data input dan output apabila berinteraksi dengan peranti seperti cakera keras dan kad video . Ciri baharu ini meningkatkan prestasi komputer moden dengan ketara.

Tetapi tidak semua pengguna akan merasai faedah seni bina 64-bit. Ia perlu, pertama sekali, bagi mereka yang mengedit video dan foto, dan juga bekerja dengan pelbagai gambar besar. Komputer 64-bit dihargai oleh pakar permainan komputer. Tetapi pengguna yang, menggunakan komputer, hanya berkomunikasi di rangkaian sosial dan melayari web dan mengedit fail teks, kemungkinan besar tidak akan merasakan apa-apa kelebihan pemproses ini.

Bersumber dari computer.howstuffworks.com