Центральный процессор (ЦП) компьютера — это аппаратное обеспечение, которое выполняет инструкции компьютерной программы. Он выполняет основные арифметические, логические операции и операции ввода/вывода компьютерной системы. ЦП подобен мозгу компьютера — каждая инструкция, какой бы простой она ни была, должна проходить через ЦП.
Итак, скажем, вы нажимаете букву «k» на клавиатуре, и она появляется на экране — центральный процессор вашего компьютера делает это возможным. Центральный процессор иногда также называют центральным процессором или процессором для краткости. Поэтому, когда вы просматриваете характеристики компьютера в местном магазине электроники, он обычно называет ЦП процессором.
Когда мы начинаем рассматривать различные компоненты процессора и то, как они функционируют, помните, что все дело в скорости. Когда мы используем компьютер, мы хотим, чтобы инструкции выполнялись очень быстро.
По мере усложнения инструкций (например, создание 3D-анимации или редактирование видеофайла) мы требуем от процессора большего. Таким образом, технологические достижения, которые мы наблюдаем в процессорной технологии, в значительной степени обусловлены потребностью в скорости.
Компоненты ЦП
В этом разделе мы расскажем о различных названиях внутренних аппаратных частей ЦП. Опишите ниже каждый из них.
Внутренние компоненты ЦП (центральный процессор) и их функции
Блок памяти
Блок памяти является основным компонентом ЦП, поскольку его основная цель — хранить все инструкции и передавать их другому компоненту ЦП (блоку управления).
В компьютерной индустрии компьютерная память делится на две основные категории, такие как первичная и вторичная память. Вся производительность, вычислительная мощность и скорость выполнения компьютерной памяти полностью зависят от ее компоновки и типов, таких как (SRAM или DRAM).
После обработки всех инструкций ЦП блок памяти помогает сохранить сгенерированный вывод, и, наконец, он перемещается на устройства вывода.
Устройство управления
Основной целью блока управления ЦП является управление всеми операциями его блоков, и он помогает перемещать все данные или инструкции между всеми блоками системы. Блок памяти получает все инструкции и данные от блока управления, интерпретирует их и, наконец, передает целые операции другим блокам.
Блок управления является средством связи между всеми устройствами ввода и вывода для передачи или получения всех инструкций из блоков памяти.
Арифметико-логический блок
АЛУ делится на две части, как арифметическое и логическое устройство. Он содержит цифровую схему, состоящую из регистров, и они помогают решать различные арифметические и логические операции. Арифметический блок предназначен для решения различных операций, таких как сложение, вычитание, умножение, деление и т. д.
Основными функциями логического блока являются выполнение различных типов операций, таких как сравнение, выбор, сопоставление и объединение многочисленных значений данных.
Блок ввода/вывода
Блок ввода означает все устройства ввода, которые используются для ввода инструкций со стороны пользователя, такие как клавиатура, мышь, сенсорная панель и т. д. Каждое устройство ввода состоит из собственного аппаратного контроллера, который связан с ЦП и предоставляет ЦП все инструкции о том, как их использовать.
Под единицей вывода понимаются все устройства вывода, на которых выдается результат в текстовом или графическом виде после обработки всех данных, предоставленных пользователем. Некоторыми устройствами вывода являются монитор, принтер, динамик и т. д. ЦП захватывает двоичный код, такой как 0 или 1, и преобразует его в соответствующий формат, необходимый аппаратному обеспечению вывода.
Списки других компонентов ЦП:
- Системная шина. Основной задачей системной шины является передача всех данных и инструкций, а также отправка адресных ячеек, которые уведомляют ЦП, откуда в основной памяти поступают все данные и инструкции и где должны быть сохранены обработанные данные.
- Внешняя шина — это средство связи между основной шиной данных и системной платой.
- Внутренняя шина данных. Этот тип шины данных обеспечивает связь между всеми внутренними компонентами процессора и материнской платы. Размер внутренних шин зависит от того, сколько информации процессор может обрабатывать одновременно.
- Адресные строки. Адресные строки предназначены для определения соответствующего места в блоке памяти, где представлены данные.
- Регистры — регистр также известен как «аккумулятор», и он работает как место временного хранения, куда данные поступают со стороны основной памяти для электронной почты.
- Флаги. Флаги встроены в ЦП и работают как регистры, поскольку указывают все текущие состояния целых функций и других операций.
- Кэш — Кэш также встроен в чип, но это самая быстрая память по сравнению с основной памятью, и это помогает повысить производительность процессора.
Функции и использование ЦП
ЦП является устройством ввода и вывода, так как он получает данные из блока памяти для обработки, а после манипуляции перемещает их снова в блок памяти для отображения результата на экране.
ЦП получает различные инструкции от устройств ввода (мышь, клавиатура, трекбол) и обрабатывает их в четыре разных этапа, после чего, наконец, выдает соответствующий результат.
Здесь мы объясним различные четыре основные функции ЦП (центрального процессора). Опишите ниже каждый из них.
Фаза выборки
На этом этапе ЦП извлекает все инструкции из блока памяти. Все инструкции хранятся в блоке памяти в собственной адресной ячейке, и ЦП получает номер адреса для выборки инструкций с помощью счетчика программ. Когда ЦП получает первую инструкцию, счетчик программ автоматически увеличивается, а затем ЦП последовательно выполняет следующую инструкцию.
Фаза декодирования
После завершения фазы выборки ЦП решает, что выполнить следующий шаг получения данных. На этом этапе ЦП декодирует полученные данные с помощью «схемы декодера». Эти данные преобразуются в ассемблерные инструкции, а дальнейшие ассемблерные инструкции декодируются в виде двоичного языка, ЦП легко может понять двоичные инструкции, такие как 0 и 1.
Фаза выполнения
После завершения фазы выборки и декодирования выполняется следующая фаза, но она полностью зависит от архитектуры ЦП, это означает, что выполнение может выполняться последовательно или параллельно.
Фаза выполнения состоит из трех шагов, таких как выполнение вычислений вместе с ALU (арифметически-логическим устройством), а затем передача данных из одного места памяти в другое место, наконец, переключение на их выделенный адрес.
Фаза хранения
После завершения вышеуказанных трех фаз ЦП выдает окончательную обратную связь, затем полученные выходные данные перемещаются в блоки памяти для хранения. Но у этих воспоминаний медленная скорость и они дешевле регистров.
Особенности процессора
Функции процессора подразделяются на восемь различных категорий, таких как:
- Кэш-память
- Ядра в процессоре
- Скорости
- Пропускная способность
- Hyper Threading
- Справка по виртуализации
- Архитектура процессора
- Встроенный графический процессор
- Характеристики ЦП и их влияние
Кэш-память
ЦП требует больше времени для получения данных из основной памяти системы, поэтому регистры ЦП резервируют важные данные, которые используются в обработке, и далее предшествуют им в кэш-памяти.
Кэш-память — это небольшой фрагмент памяти, но это самая быстрая память по сравнению с основной памятью, которая встроена в ядро ЦП. Кэш-память делится на три уровня, такие как L1, L2 и L3. L1 меньше по размеру, чем L2, но он быстрее, чем L2, и, кроме того, L3 намного быстрее, чем L1 и L2.
Ядра в процессоре
Сегодня современные ЦП разрабатываются наряду с многоядерными, такими как двухъядерные, четырехъядерные, Core i5, Core i7 и i8, и эти ядра помогают обрабатывать данные параллельно для повышения общей производительности компьютерной системы, а также для управлять своей нагрузкой и скоростью.
Каждое ядро имеет собственную кеш-память, и они могут устанавливать связь с его кешем по мере необходимости. Например, процессоры AMD Phenom II разработаны с кэш-памятью 3-го уровня, а ядро графического процессора встроено в ускоренный процессор AMD (APU) для достижения превосходной производительности в математических вычислениях.
Скорости
Производительность ЦП измеряется в различных параметрах, таких как ГГц (Гегагерц) и МГц (Мигагерц), но для измерения частоты используется единица Герц. ЦП способен выполнять несколько задач с использованием их частоты за несколько секунд. Частота измеряется в другом параметре, таком как «сколько раз внутренние часы процессора тикают в циклах/сек». Например, процессор с частотой 2,5 ГГц может тикать 2,5 миллиарда раз в секунду.
Пропускная способность
Каждому устройству ввода/вывода и блоку памяти требуется внутренняя схема для связи с ЦП. Слоты PCI предназначены для связи с картами PCI, которые размещены на материнской плате. USB-контроллеры используются для USB-устройств, таких как мышь, клавиатура, принтер и т. д., а также контроллер памяти для основной памяти. Уровень скорости всех контроллеров, с которыми они взаимодействуют, называется «пропускной способностью», но он варьируется от процессора к процессору. Например, многоядерные процессоры обладают большей пропускной способностью по сравнению с одноядерными процессорами.
Hyper Threading
Гиперпоточность также называется HTT, потому что она имеет один ЦП, но действует как двойной процессор. Он не может гнаться за удвоенной скоростью, но общая производительность повышается столь же резко. Компания Intel предоставляет технологию HTT для повышения производительности процессора.
Справка по виртуализации
Технологии виртуализации помогают одновременно запускать несколько операционных систем на сервере или компьютерной системе и могут увеличить скорость и возможности этих систем. Intel выпустила Intel VT, а AMD выпустила AMD Virtualization.
Архитектура процессора
Операционная система разработана с битовой формой, такой как 32-битная и 64-битная; это означает, что некоторое количество данных может быть обработано одновременно. Таким образом, архитектура ЦП также зависит от 32-битной и 64-битной ОС, потому что, если вы используете 32-битную ОС, ваша система может управлять блоком памяти вместе с 32-битной архитектурой, ЦП может получить доступ только к 32-битным шинам данных.
Встроенный графический процессор
GPU расшифровывается как «Graphical Processing Unit», и его основная цель — собрать всю информацию и перейти на экран для отображения вывода. Таким образом, он интегрирован в процессор, размещенный на материнской плате.
Каковы основные компоненты процессора и их функции?
Центральный процессор состоит из трех основных компонентов, таких как арифметико-логическое устройство (ALU), блок управления (CU) и блок памяти (MU). Перейдите к этому сообщению выше, и вы можете прочитать все функции всех компонентов ЦП.
Подводя итоги
Благодаря этому посту вы узнали, что такое ЦП и его компоненты; с вовлечением частей ЦП и их функций с легкостью. Если эта статья представляет для вас ценность, поделитесь ею со своими друзьями, членами семьи или родственниками в социальных сетях, таких как Facebook, Instagram, Linked In, Twitter и других.
Если у вас есть опыт, советы, рекомендации или вопросы по этой проблеме? Вы можете оставить комментарий!
