Что такое процессор

Сокет (программный интерфейс)

Каждый тип процессора требует соответствующего разъема, иначе подсоединить его к материнской плате просто не получится. Здесь подбор может осуществляться двумя способами. Либо вы выбираете процессор, подходящий к сокету материнской платы, либо плату покупаете уже после ЦП, что считается более правильным. Никаких адаптеров и проводников нет, поэтому к выбору стоит подойти внимательно:

Сокеты AMD: SocketAM3+ и SocketAM4 для домашних и офисных ПК, TR4 и sTRX4 для более мощных флагманских ЦП с большим числом ядер.
Сокеты Intel: LGA 1151 — универсальный для разных типов процессоров, LGA 2066 — для самых производительных ЦП последних версий Core i5, Core i7, Core i9.

Тактовая частота

Важнейшим параметром ЦП выступает тактовая частота — количество операций, выполняемых в единицу времени. Измеряется в мегагерцах (МГц). Чем больше значение, тем мощнее процессор и выше цена. AMD по этому признаку уступают Intel, и будут обрабатывать поток данных не так быстро. Но при подаче информации с меньшей скоростью и большими порциями эффективнее будут все же AMD. Отсюда можно сделать вывод, что Intel стоит выбирать, если нужно выполнять задачи, где команды поступают с большой скоростью.

Здесь же имеет значение разрядность процессора, которая показывает количество битов, обрабатываемых за один такт. Это тоже определяется производительностью. Разрядность может быть 8, 16, 32, 64. Большинство программ сегодня рассчитаны на 32- и 64-разрядные ЦП.

Внутреннее устройство процессора

Внутри каждого процессора есть два основных блока: блок контроля (управляющее устройство, УУ) и блок логики (арифметически-логическое устройство, АЛУ). Сейчас мы не будем погружаться в детали их работы, главное, что нужно понимать — при выполнении компьютерных программ команды поступают в блок контроля, который разбирается с инструкциями, обращается к разным элементам компьютера за необходимыми данными и передает их на обработку в блок логики.

Блок логики умеет проводить операции с числами. Результат своей работы он возвращает в блок контроля, который распоряжается ими дальше, в соответствии с условиями программы, которую он выполняет. Такое разделение обязанностей позволяет процессору эффективно распоряжаться временем — один блок руководит процессами, работает с памятью и прочими функциональными элементами компьютера, второй решает математические задачи.

В принципе, такая схема применяется в любой командной работе. Всегда есть руководитель, который занимается организационными вопросами, общается с внешним миром, добывая необходимые ресурсы и данные, и есть специалисты, которые работают с этими ресурсами и данными, добиваясь поставленных целей.

Как работает компьютерный процессор

Перед тем, как разобрать основные принципы работы CPU, желательно ознакомиться с его компонентами, ведь это не просто прямоугольная пластина, монтируемая в материнскую плату, это сложное устройство, образующееся из многих элементов. Более подробно с устройством ЦП вы можете ознакомиться в нашей статье, а сейчас давайте приступим к разбору главной темы статьи.

Подробнее: Устройство современного процессора компьютера

Выполняемые операции

Операция представляет собой одно или несколько действий, которые обрабатываются и выполняются компьютерными устройствами, в том числе и процессором. Сами операции делятся на несколько классов:

Ввод и вывод. К компьютеру обязательно подключено несколько внешних устройств, например, клавиатура и мышь. Они напрямую связаны с процессором и для них выделена отдельная операция. Она выполняет передачу данных между CPU и периферийными девайсами, а также вызывает определенные действия с целью записи информации в память или ее вывода на внешнюю аппаратуру.
Системные операции отвечают за остановку работы софта, организовывают обработку данных, ну и, кроме всего, отвечают за стабильную работу системы ПК.
Операции записи и загрузки. Передача данных между процессором и памятью осуществляется с помощью посылочных операций. Быстродействие обеспечивается одновременной запись или загрузкой групп команд или данных.
Арифметически-логические. Такой тип операций вычисляет значения функций, отвечает за обработку чисел, преобразование их в различные системы исчисления.
Переходы. Благодаря переходам скорость работы системы значительно увеличивается, ведь они позволяют передать управление любой команде программы, самостоятельно определяя наиболее подходящие условия перехода.

Все операции должны работать одновременно, поскольку во время активности системы за раз запущено несколько программ. Это выполняется благодаря чередованию обработки данных процессором, что позволяет ставить приоритет операциям и выполнять их параллельно.

Выполнение команд

Обработка команды делится на две составные части – операционную и операндную. Операционная составляющая показывает всей системе то, над чем она должна работать в данный момент, а операндная делает то же самое, только отдельно с процессором. Выполнением команд занимаются ядра, а действия осуществляются последовательно. Сначала происходит выработка, потом дешифрование, само выполнение команды, запрос памяти и сохранение готового результата.

Благодаря применению кэш-памяти выполнение команд происходит быстрее, поскольку не нужно постоянно обращаться к ОЗУ, а данные хранятся на определенных уровнях. Каждый уровень кэш-памяти отличается объемом данных и скоростью выгрузки и записи, что влияет на быстродействие систем.

Взаимодействия с памятью

ПЗУ (Постоянное запоминающее устройство) может хранить в себе только неизменяемую информацию, а вот ОЗУ (Оперативная память) используется для хранения программного кода, промежуточных данных. С этими двумя видами памяти взаимодействует процессор, запрашивая и передавая информацию. Взаимодействие происходит с использованием подключенных внешних устройств, шин адресов, управления и различных контролеров. Схематически все процессы изображены на рисунке ниже.

Если разобраться о важности ОЗУ и ПЗУ, то без первой и вовсе можно было бы обойтись, если бы постоянное запоминающее устройство имело намного больше памяти, что пока реализовать практически невозможно. Без ПЗУ система работать не сможет, она даже не запустится, поскольку сначала происходит тестирование оборудования с помощью команд БИОСа

Работа процессора

Стандартные средства Windows позволяют отследить нагрузку на процессор, посмотреть все выполняемые задачи и процессы. Осуществляется это через «Диспетчер задач», который вызывается горячими клавишами Ctrl + Shift + Esc.

В разделе «Быстродействие» отображается хронология нагрузки на CPU, количество потоков и исполняемых процессов. Кроме этого показана невыгружаемая и выгружаемая память ядра. В окне «Мониторинг ресурсов» присутствует более подробная информация о каждом процессе, отображаются рабочие службы и связанные модули.

Сегодня мы доступно и подробно рассмотрели принцип работы современного компьютерного процессора

Разобрались с операциями и командами, важностью каждого элемента в составе ЦП. Надеемся, данная информация полезна для вас и вы узнали что-то новое

Помогла ли Вам статья?
Да
Нет

Что это такое

Процессор – устройство или программа, которые предназначаются для обработки чего-либо. Центральный вычислительный элемент любого компьютера. Он управляет всеми остальными компонентами оборудования.

Современный микропроцессор – пластинка прямоугольной формы из кристаллического кремния. На ее небольшой площади располагаются транзисторы. Конструкция обеспечивает легкое подключение к системным платам компьютеров.

Google указывает на то, что процессор – это электронный блок или интегральная схема, исполняющая машинные инструкции. Главная часть аппаратного обеспечения ЭВМ и программируемых логических контроллеров.

Основные принципы работы процессора

1. Процессор получает данные из оперативной памяти (RAM) или из кэш-памяти. Оперативная память содержит программы и данные, которые нужно обработать. Кэш-память представляет собой быстрый буфер, который содержит наиболее часто используемые данные для ускорения работы процессора.

2. Процессор декодирует команды и инструкции, чтобы понять, что нужно сделать с данными. Команды и инструкции могут быть представлены в виде битовых последовательностей или машинного кода.

3. После декодирования процессор выполняет нужные операции над данными. Эти операции могут включать математические вычисления, операции сравнения, перемещение данных и другие операции.

4. Результаты операций сохраняются обратно в память или передаются на следующий этап обработки. Например, если процессор выполнил вычисление, результат может быть сохранен в оперативной памяти для последующего использования.

Процессор работает на очень высокой скорости, делая миллиарды операций в секунду. Он осуществляет выполнение программ в определенном порядке, следуя инструкциям и командам. Это позволяет процессору решать сложные задачи и обрабатывать большие объемы данных.

Основные принципы работы процессора позволяют ему быть одним из основных компонентов компьютера, обеспечивая высокую производительность и эффективность выполнения задач.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

Задача АЛУ заключается в осуществлении операций сложения, вычитания, умножения и деления чисел, а также выполнения различных логических операций, таких как побитовые операции (И, ИЛИ, НЕ) и операции сравнения (больше, меньше, равно).

Операция	Описание
Сложение	Выполняет операцию сложения двух чисел, находящихся в регистрах или памяти, и сохраняет результат в указанном месте.
Вычитание	Выполняет операцию вычитания одного числа из другого и сохраняет результат.
Умножение	Осуществляет умножение двух чисел и записывает результат в определенное место.
Деление	Выполняет операцию деления одного числа на другое и сохраняет частное или остаток от деления.
Логические операции	Выполняют операции над битами чисел, такие как побитовое И, побитовое ИЛИ, побитовое НЕ.
Операции сравнения	Сравнивают два числа на равенство, больше или меньше и возвращают соответствующий результат.

АЛУ обычно состоит из элементов, таких как полусложный сумматор, сдвиговый регистр, блоки сравнения, мультиплексоры и другие. В сочетании с другими частями процессора, АЛУ позволяет выполнять различные операции и обрабатывать данные для работы компьютерной системы.

Высокая производительность АЛУ является одним из ключевых факторов, влияющих на общую производительность процессора. Чем быстрее и эффективнее работает АЛУ, тем быстрее выполняются вычисления и операции, что в свою очередь ускоряет работу компьютера в целом.

Блок управления и выполняющее устройство (ВУ)

Блок управления (БУ) отвечает за координацию работы всех остальных компонентов процессора. Он осуществляет контроль и управление исполнением инструкций, управляет потоком данных и коммуникацией с другими устройствами компьютера. БУ также содержит арифметическо-логическое устройство (АЛУ), которое выполняет арифметические и логические операции над данными.

Выполняющее устройство (ВУ) отвечает за фактическое выполнение операций, указанных в инструкциях, и обработку данных. ВУ состоит из регистров и арифметическо-логического устройства (АЛУ). Регистры предназначены для временного хранения данных и вывода результатов операций. АЛУ выполняет арифметические операции (сложение, вычитание, умножение и деление) и логические операции (И, ИЛИ, НЕ) над данными.

Блок управления и выполняющее устройство работают в тесной взаимосвязи, обмениваясь сигналами и данными для выполнения инструкций. БУ получает инструкции из оперативной памяти и декодирует их, чтобы определить, какую операцию нужно выполнить. Затем БУ передает команды ВУ для выполнения требуемых операций.

В целом, блок управления и выполняющее устройство являются ключевыми компонентами процессора, которые работают вместе для обработки данных и выполнения инструкций. Их взаимодействие и согласованная работа обеспечивают правильное функционирование компьютера и выполнение всех требуемых операций.

Что такое процессор (CPU)

В этой статье мы рассмотрим, что такое процессор CPU, какие у него функции и из чего он состоит.

В каждом вычислительном устройстве (ПК, смартфон, фотоаппарат) есть центр, который отвечает за правильную работу машины ― процессор.

В широком смысле процессор ― это устройство, которое выполняет вычислительные и логические операции с данными. Чаще всего этот термин используется для обозначения центрального процессора устройства. Расшифровка CPU ― Central Processing Unit (центральное обрабатывающее устройство). Это самая важная часть компьютера. Его мозг. Он выглядит как квадрат размером приблизительно 5×5 см:

С обратной стороны CPU находятся ножки, с помощью которых он крепится к материнской плате:

От мощности центрального процессора зависит скорость обработки команд и продуктивность работы других составляющих компьютера. Например, можно купить современную видеокарту, но она не сможет показать свои возможности, если управляется слабым CPU.

Функции CPU

Какие функции выполняет центральный процессор CPU? Главная функция ― управление всеми операциями компьютера: от простейших сложений чисел на калькуляторе до запуска компьютерных игр. Если рассматривать основные функции центрального процессора подробнее, CPU:

получает данные из оперативной памяти, выполняет с ними арифметические и логические операции, передаёт их на внешние устройства,
формирует сигналы, необходимые для работы внутренних узлов и внешних устройств,
временно хранит результаты выполненных операций, переданных сигналов и других данных,
принимает запросы от внешних устройств и обрабатывает их.

Из чего состоит CPU

Центральный процессор состоит из 3-х частей:

Ядро процессора, которое выполняет основную работу. Оно позволяет читать, расшифровывать, выполнять и отправлять инструкции. Ядро состоит из следующих частей:

Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Выполняет основные математические и логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе.
Устройство управления (УУ). Управляет работой CPU с помощью электрических сигналов. От него зависит согласованность работы всех частей процессора и его связь с внешними устройствами.

Каждое ядро может выполнять только одну задачу, хоть и за долю секунды. Одноядерный процессор выполняет каждую задачу последовательно. Для современного объёма операций этого мало, поэтому ценятся CPU с более чем одним ядром, чтобы выполнять несколько задач одновременно. Например, двухъядерный выполняет две задачи одновременно, трехъядерный ― три и т. д.

Запоминающее устройство. Это небольшая внутренняя память центрального процессора. Она состоит из регистров и кеш-памяти. В регистрах хранятся текущие команды, данные, промежуточные результаты операции. В кеш-память загружаются часто используемые команды и данные из оперативной памяти. Обратиться в кеш быстрее, чем в оперативную память, поэтому объём кеш-памяти влияет на скорость выполнения запросов.
Шины ― это каналы, по которым передаётся информация. Они как рельсы для перевозки данных.

Главной характеристикой процессора является производительность. Она зависит от двух параметров: тактовая частота и разрядность.

Тактовая частота ― число выполненных операций в секунду. Измеряется в мегагерцах (МГц — миллион тактов в секунду ) и гигагерцах (ГГц — миллиард тактов в секунду). Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает машина.

Разрядность ― количество информации (байт), которое можно передать за такт. Разрядность процессора бывает 8, 16, 32, 64 бита. Современные процессоры 32-х и 64-битные.

Производители CPU

На рынке есть два основных производителя центральных процессоров ― Intel и AMD.

Продукты Intel — дорогие, но имеют высокую производительность. Потребляют меньше энергии, следовательно меньше перегреваются. Имеют хорошую связь с оперативной памятью.

Продукты AMD значительно отстают от Intel, однако стоят дешевле. Они требуют много энергии и хуже взаимодействуют с оперативной памятью по сравнению с процессорами от Intel.

Подписывайтесь на рассылку нашего блога — впереди много полезных статей!

Виды процессоров

Прежде чем переходить к рассмотрению ключевых характеристик ЦП, необходимо разобраться каких видов он бывает. Центральных процессоров или CPU, как их называют заграницей много, и они разделяются по следующим критериям.

Мощности:

Бывают слабые, одноядерные модели, производство которых остановлено и приобрести их можно только после долгих поисков;
Средние и мощные модели, имеющие от 2 до 16 ядер;

По способу применения:

Игровые;
Серверные;
Бюджетные;

По фирме производителю:

Центральный процессор от компании Intel;
ЦП от компании AMD;

Многие пользователи ошибочно полагают, что продукция компании Intel отличается от AMD только названием, но это далеко не так. Структура каждого центрального процессора, произведенного под торговой маркой данных компаний, существенно отличается от конкурентов. Благодаря этому, они обладают своими достоинствами и недостатками. Например, продукция компании Intel наделена следующими положительными характеристиками, выгодно отличающими их центральные процессоры от AMD:

Большинство производителей комплектующих изделий для ПК подгоняют свою продукцию под стандарты CPU от Intel;
Во время работы потребляют меньшее количество энергии, снижая нагрузку на систему;
Показывают большее быстродействие при работе с одной программой;
Лучший выбор для игровых сборок системных блоков;

Товары от AMD также имеют ряд характеристик, позволяющих им активно конкурировать на рынке компьютерного железа:

В отличии от ЦП производства Интел, центральные процессоры от АМД имеют функцию разгона, увеличивающую исходную мощность до 20%;
Лучшее соотношение цены и качества товаров;
Графические ядра, встроенные в ЦП, обладают большими возможностями чем Интеловские, позволяя быстрее работать с видео;

Процессор: за что отвечает в компьютере и как выбрать

При выборе персональных компьютеров и ноутбуков много внимания уделяется процессору. И неспроста, ведь от него во многом зависит производительность всей системы. Центральный процессор исполняет машинные инструкции (коды). Это главная аппаратная часть ПК, обеспечивающая работу всех деталей и подключений с периферии. Ни одна операция не может быть выполнена без процессора.

Чтобы купить оптимальную модель процессора, необходимо учесть следующие критерии:

производитель;
количество ядер;
тип сокета;
тактовая частота;
разрядность.

Производитель

Сегодня при покупке процессора приходится выбирать между двумя основными производителями — Intel или AMD. Разница между ними заключается во внутреннем строении. От марки зависят и цены, и производительность, и выбор остальных комплектующих для ПК, в первую очередь материнской платы, которая должна быть совместима с ЦП.

высокая производительность в играх;
поддержка большинства передовых технологий и нововведений;
относительно низкий нагрев;
программное обеспечение, максимально «заточенное» под производителя.

более низкая цена по сравнению с Intel и адекватное соотношение с качеством;
хорошо реализованное графическое ядро;
возможность апгрейда в большинстве систем.

В неигровых задачах хорошим выбором будет AMD

Но если вам важна стабильность именно в играх, лучше обратить внимание на Intel

Количество ядер

Следующим важным критерием выбора выступает количество ядер. Варианты: от 2 до 32. В многоядерных ЦП нагрузка распределяется между несколькими ядрами. В результате компьютер получается более высокопроизводительным. Для самых несложных задач подходят 2 ядра, для ресурсоемких (игры, графики) — 4–6 ядер, для создания мощных игровых ПК и обработки видео или звука — нужно более 8 ядер.

Структура

Общая структура любого центрального процессора состоит из следующих блоков:

Блока интерфейса;
Операционного блока;

Блок интерфейса содержит следующие компоненты:

Адресные регистры;
Регистры памяти, в которых осуществляется хранение кодов передаваемых команд, выполнение которых планируется в ближайшее время;
Устройства управления – с его помощью формируются управляющие команды, которые в дальнейшем выполняются ЦП;
Схемы управления, отвечающие за работу портов и системных шин;

В операционный блок входят:

Микропроцессорная память. Состоит из: сегментных регистров, регистров признаков, регистров общего назначения и регистров подсчитывающих количество команд;
Арифметико-логическое устройство. С его помощью информация интерпретируется в набор логических, или арифметических операций;

Системная шина служит для передачи сигналов от центрального процессора к другим компонентам устройства. С каждым новым поколением структура процессора немного меняется и последние разработки сильно отличаются от первых процессоров, используемых на заре становления компьютерных технологий.

Серверные процессоры

От сервера требуется надежность и стабильная работа в режиме 24/7, и поэтому серверные процессоры тщательно тестируют на устойчивость к стрессовым условиям: высоким вычислительным и температурным нагрузкам.

Из-за требований надежности у процессора для сервера отсутствует возможность его разгона (повышения тактовой частоты), из-за которого существует риск преждевременного выхода ЦПУ из строя.

Важной особенностью серверного процессора является поддержка ECC-памяти (англ. error-correcting code — выявление и исправление ошибок)

Ошибки памяти, накапливающиеся в круглосуточно работающих серверах, могут отрицательно влиять на стабильность работы. Технология коррекции «на лету» применяется в основном в серверных, а не десктопных процессорах.

Рабочий цикл центрального процессора

Все рабочие операции внутри процессора организованы в повторяющийся цикл: получить инструкцию из памяти, прочитать и понять команду, выполнить ее. Этот бесконечный цикл раз за разом повторяется, пока включен ваш компьютер. За его контроль отвечает специальный счетчик, который физически встроен в микросхему — этот элемент, как дирижер, отсчитывает такты, позволяя процессору четко выполнять нужную работу.

Именно отсюда взялось понятие тактовой частоты, которое обозначает, сколько раз за одну секунду этот дирижер взмахнет своей палочкой. Первый взмах — процессор получает инструкцию. Второй взмах — читает и понимает команду. Третий взмах — выполняет ее. Если в вашем компьютере или смартфоне стоит процессор с тактовой частотой в 2 Гигагерца (смешная цифра по нынешним временам), каждую секунду в нем происходит два миллиарда взмахов. Такая фантастическая скорость операций позволяет современным компьютерам показывать сверхчеткое видео с чистейшим звуком, отрисовывать трехмерные пространства в играх и выполнять множество других операций, для которых мы и покупаем компьютеры.

Несмотря на всю широту возможностей, набор инструкций, с которыми работает процессор, довольно небольшой. Он может прочитать или записать данные в указанную ячейку памяти, провести с ними какие-то операции, запомнить полученный результат, сравнить его с каким-то числом и предпринять то или иное действие в зависимости от того, что окажется больше. Вся магия происходит потому, что эти операции можно проводить бесконечно и очень быстро, выполняя условия алгоритмов, которые пишут программисты.

Структура аппаратного обеспечения компьютера

Рассмотрим структуру аппаратного обеспечения компьютера, представленную на схеме – раздаточный материал.

Основные блоки	системный блок \| монитор \| устройства ввода-вывода
Устройства в составе системного блока	материнская плата \| центральный процессор \| оперативная память \| жёсткий диск \| графическая плата \| звуковая плата \| сетевая плата \| дисковод \| CD-привод \| DVD-привод \| TV-тюнер
Периферийные (внешние) устройства	принтер \| сканер \| графопостроитель (плоттер) \| модем \| микрофон \| акустика \| ИБП – источник бесперебойного питания \| клавиатура \| мышь \| графический планшет \| тачпад \| вебкамера \| фотокамера

Для персонального компьютера существует понятие базовой конфигурации (см. рис ). Это минимально необходимый состав компьютерной системы, при котором она будет не только корректно, но и надежно работать. В базовую конфигурацию включают четыре устройства:

Системный блок. Представляет собой металлический корпус, внутри которого размещаются самые важные рабочие блоки компьютера. Состав системного блока будем рассмотривать немного позже.

Монитор. Основное устройство для вывода данных. Монитор отображает цифровую, символьную и графическую информацию, получаемую из компьютера.

Клавиатура. Устройство для ввода данных. Клавиатура имеет более 100 клавиш для ввода букв, символов и управляющих команд. Алфавитно-цифровые клавиши расположены «как на печатной машинке» соответствующего алфавита.

Мышь. Устройство ввода, предназначенное для управления операционной системой и программами. Перемещение небольшой мыши по плоской поверхности стола синхронизовано с перемещением графического объекта (указателя) на экране монитора. Кнопки (и колесик) мыши используются для ввода команд.

Устройства, подключаемые к компьютеру, и расположенные внутри системного блока, называются внутренними, а снаружи — внешними.

Внешние устройства, предназначенные для ввода, вывода и хранения данных, также называют периферийными.

Устройства, входящие в состав системного блока

Типы процессоров

Основной компанией, выпускающей ЦП для ПК, является компания Intel. Первым процессором для ПК был процессор $8086$. Следующей моделью была $80286$, далее $80386$, со временем цифру $80$ стали опускать и ЦП стали называть тремя цифрами: $286$, $386$ и т.д. Поколение процессоров часто называют семейством $x86$. Выпускаются и другие модели процессоров, например, семейства Alpha, Power PC и др. Компаниями-производителями ЦП также являются AMD, Cyrix, IBM, Texas Instruments.

В названии процессора часто можно встретить символы $X2$, $X3$, $X4$, что означает количество ядер. Например в названии Phenom $X3$ $8600$ символы $X3$ указывают на наличие трех ядер.

Итак, основными типами ЦП являются $8086$, $80286$, $80386$, $80486$, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III и Pentium IV. Celeron является урезанным вариантом процессора Pentium. После названия обычно указывается тактовая частота ЦП. Например, Celeron $450$ обозначает тип ЦП Celeron и его тактовую частоту – $450$ МГц.

Процессор нужно устанавливать на материнскую плату с соответствующей процессору частотой системной шины.

В последних моделях ЦП реализован механизм защиты от перегрева, т.е. ЦП при повышении температуры выше критической переходит на пониженную тактовую частоту, при которой потребляется меньше электроэнергии.

Определение 2

Если в вычислительной системе несколько параллельно работающих процессоров, то такие системы называются многопроцессорными.

ЧТО ТАКОЕ ПРОЦЕССОР

Для компьютера процессор является фундаментом. Мы надеемся, что наши читатели все-таки примерно знают, что же такое процессор. Но давайте уточним что такое процессор и какова его роль в работе компьютера.

Главная часть компьютера, представляющая из себя определенную схему или электронный блок, называется центральным процессором. Этот блок задает определенные позиции, иными словами пишет код программы, так же стоит отметить, что процессор выполняет обеспечение устройства.

Если выразиться проще, можно отметить, что процессор – это мозг компьютера. Именно этот блок обрабатывает поток информации и управляет всеми составляющими частями общей системы, благодаря небольшой смехе мы успешно работаем за компьютером.

Принцип работы

Процессор в компьютере обладает множеством параметров и характеристик. Несмотря на них, принцип функционирования этого компонента всегда одинаковый.

Сам процессор – это небольшой чип (пластина), внутри которого располагаются транзисторы. Первый микропроцессор от Intel, согласно Google, появился в 1971 году. Он был предназначен для выполнения нескольких простейших математических операций:

сложение;
вычитание.

Скорость обработки данных достигала всего 4 бит. Современные микропроцессоры тоже базируется на транзисторах, но имеют большее быстродействие. Они изготавливаются при помощи фотолитографии из определенного количества кремниевых пластин, объединенных в единый кристалл. В него монтируются транзисторы. Схема создается на специальном ускорителе, разгоняемым ионами бора.

Внутреннюю структуру процессора образовывают:

ядро;
шины;
функциональные частицы – ревизии.

Задумываясь над тем, как работает процессор, необходимо четко понимать: любая команда имеет две составляющие – операционную и операндную. Google указывает на то, что операционная часть ссылается на необходимые для выполнения текущие задачи. Операнда указывает на то, с чем должен работать именно процессор. Ядро CPU может включать в себя два вычислительных центра. Они разделят выполнение команд на несколько шагов:

выработка;
дешифрование;
непосредственное выполнение команды;
обращение к памяти процессора;
сохранение полученных результатов.

Современные CPU применяют раздельное кэширование в виде использования двух уровней кэш-памяти. Данный прием, как уверяет Google, позволяет избегать перехвата двумя и более командами обращения к одному из блоков памяти.

Задумываясь о работе процессора в компьютере, нужно понимать, что они могут быть разделены по типу обработки команд. Разделение поддерживается на:

Линейные. Такие ЦП выполняют задачи последовательно, в порядке их записи.
Циклические.
Разветвляющиеся. В них выполнение инструкций осуществляется после обработки условий ветвления.

У ЦП есть основные функции в смысле выполняемых команд:

математические действия на основе арифметико-логического устройства;
перемещение данных из одного типа памяти в другой;
принятие решения по использованию той или иной команды и переключение на другие операции.

Google указывает на то, что при работе CPU огромную роль играет его взаимодействие с памятью компьютера.

О взаимодействии с памятью

Особенности взаимодействия CPU с памятью компьютера зависит от таких элементов, как шина и канал чтения и записи. Они соединены с запоминающими устройствами. ПЗУ имеет постоянный байтовый набор. При работе компьютера сначала адресная шина обращается к ПЗУ для запроса определенного байта, после чего передает его на информационную шину, далее канал чтения меняет свое состояние, а ПЗУ предоставляет запрошенный байт.

Процессоры способны не только считывать информацию из оперативной памяти, но и осуществлять ее запись. В этом случае в ход идет канал записи.

Google также отмечает, что старт системы компьютера производится при помощи режима тестирования оборудования – команды BIOS. Только после этого управление переходит к загружаемой операционной системе. Если процессор не работает, компьютер не сможет функционировать. CPU – это «сердце» компьютера. Если он выходит из строя, придется или приобретать новый, или смириться с тем, что оборудование больше не работает.