Схема процессора компьютера: Из чего состоит центральный процессор? — i2HARD

Процессор. Электрическая схема процессора — презентация онлайн

Похожие презентации:

3D печать и 3D принтер

Видеокарта. Виды видеокарт

Анализ компании Apple

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Устройство стиральной машины LG. Электрика

Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)

Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок

Магнитные пускатели и контакторы

Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)

1. Процессор

Фирмы- производители процессоров
Pentium, Pentium-II,
Pentium-III, Pentium 4
Celeron (для дома)
K7, Athlon XP, Duron
Athlon 64
Xeon (для серверов)
Sempron (для дома и
ноутбуков)
Pentium M (для ноутбуков)
Turion (для ноутбуков)
Pentium D, Core 2 Duo
(2 ядра)
Opteron (для серверов)
Core 2 Quad (4 ядра)
Athlon 64 X2 (2 ядра)
2
Процессор
Любой процессор включает в себя 2 важные
части:
1. арифметико-логическое устройство (АЛУ),
выполняющее обработку данных
2. устройство управления (УУ), управляет
выполнением программы и обеспечивает
согласованную работу всех устройств
Арифметико-логическое устройство
Целых чисел
Декодер команд
Шина данных
Шина управления
Чисел с плавающей запятой
Кэш-память команд 1 уровня
Шина адреса
Кэш-память 2 уровня
Кэш-память данных 1 уровня
В процессоре кэш-память имеет
Один уровень
Два уровня
Три уровня
Из оперативной памяти порция данных и команд считываются в
Кэш-память команд
Декодер команд
Кэш память данных
Кэш-память 2-го уровня
Кэш-память в процессоре позволяет
Увеличить надежность хранения данных и команд
Ускорить поставку данных и команд к АЛУ

7. Технология создания процессора

Фотослой
Электрическая схема
формируется в процессе
фотолитографии (создает
рисунок ЭС) и в процессе
ионной имплантации
(нанесение ионов различных
примесей на рисунок)
Фотослой
Слой диоксида кремния
Кремниевая подложка
Защитный корпус
Слой диоксида кремния
Слой поликристаллического кремния
Трехмерная
электрическая схема
процессора
Электрическая схема процессора
имеет
Многослойную
(трехмерную) структуру
Однослойную
(двумерную) структуру
Процессоры создаются на основе
подложек из
магния
кремния
золота
Защитный корпус процессора
обеспечивает
Полную его
изоляцию на
системной плате
Электрическое
соединение с
системной платой
лития
Характеристики процессоров
• Тактовая частота (число операций в секунду)
тактовая частота 2 ГГц 2 млрд. операций за 1 с
• Разрядность
число бит, которые процессор обрабатывает
за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …)
1978 г
Процессор
Тактовая
5 МГц
частота
Разрядность 16 бит
2006 г
Intel
8086
Intel
Pentium 4
3,4 ГГц
64 бита

10. Производительность процессора

Производительность ~ (Разрядность х
Частота х Кол-во команд за такт)
1971 год
2006 год
Процессор
Процессор
Разрядность –
количество двоичных
разрядов,
обрабатываемых за 1
такт
8бит
64 бит
Проблема: разработка операционных систем и приложений
1971 год
2006 год
Процессор
Процессор
0,1 МГц
Частота – количество
тактов обработки
данных, которые
процессор производит
за 1 секунду
До 3700 МГц
Проблема: выделение процессором теплоты пропорционально квадрату частоты
Количество команд за
такт – увеличивается
за счет
совершенствования
архитектуры
процессора
• Наличие кэш-памяти двух уровней
• Наличие нескольких ядер (АЛУ и др. )
Перспективный путь увеличения производительности процессора
Производительность процессора прямо пропорциональна:
разрядности
размеру
частоте
количество команд за такт
Производительность процессора сейчас увеличивают за счет:
увеличения разрядности
увеличения частоты
совершенствование архитектуры процессора
Количество бит, обрабатываемых за такт называют
разрядностью
тактовой частотой
количеством команд за такт
Производительностью
процессора
Домашнее задание
1. Учить конспект
2. Читать п.1.2
3. Выполнить практическое задание на
стр. 18 с программа CPU-Z. Распечатать
скриншот характеристик в программе
4. *Выполнить практическое задание на
20, 21 с программами SIV, SiSoftSandra
Опрос по теме «Магистральномодульный принцип ПК»
1. Что такое КЕШ-память?
2. Сколько уровней имеет КЕШ-память?
3. Что такое магистраль?
4. Перечислите виды шин в компьютере.
5. Что такое адаптер?
6. Запишите, от чего зависит
производительность процессора.
7. Что такое разрядность процессора и в
чем она измеряется?

15. Оперативная память

Двоичный
адрес
ячейки
0
1
10
11
100
1Б 1Б
101
111…11
{
1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б
36 позиций
Максимальный объем адресуемой памяти для Pentium 4 (разрядность
шины адреса 36 бит) составит 236 Байт
Величина фактически установленной оперативной памяти (модули памяти)
может быть < объема адресуемой памяти
Пропускная способность – важнейшая
характеристика модулей памяти
Пропускная способность (важнейшая характеристика модулей
памяти) = разрядность шины данных (количество бит, обрабатываемых
процессором за один такт) * частота операций записи/считывания
информации из ячеек.
Маркировка пропускной способности модулей памяти: PC3200
(3200Мбайт/с), PC8500 (8500Мбайт/с)
2006 год:
Разрядность шины данных = 64 бит
Частота шины данных = частота системной шины = 1064МГц
Пропускная способность = 64бит * 1064МГЦ=68096Мбит/с=8512Мбайт/с
Физическая память –
модули оперативной
памяти на системной
плате
Добавляется для
увеличения объема памяти,
используемых программами
Виртуальная память –
область на жестком
диске (файл подкачки)
Максимальный объем адресуемой памяти зависит от :
Разрядности шины адреса
Разрядности шины данных
Пропускная способность модулей памяти зависит от:
разрядности шины адреса
разрядности шины данных
Частоты операций чтения/записи инф-ии
из ячеек
На жестком диске располагается
Виртуальная память
Физическая память
Практическая работа «Просмотр
расположения и размера файла подкачки»
1. Нажмите Пуск –> Панель управления –>
Система;
2. в окне Панель управления –> Все элементы
панели управления –> выберите меню
Дополнительные параметры системы;
3. в окне Свойства системы откройте вкладку
Дополнительно;
4. в разделе Быстродействие нажмите кнопку
Параметры…;
5. в окне Параметры быстродействия откройте
вкладку Дополнительно;
6. в разделе Виртуальная память нажмите кнопку
Изменить…;

19. Постоянная память.

• Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only
Memory — память только для чтения) —
энергонезависимая память, используется для
хранения данных, которые никогда не
потребуют изменения. Содержание памяти
специальным
образом
«зашивается»
в
устройстве
при
его
изготовлении
для
постоянного хранения. Из ПЗУ можно только
читать.

20. Постоянная память.

Со временем появились программируемые и
перепрограммируемые ПЗУ.
Программируемые ПЗУ заполнялись с помощью
программатора – специального устройства.
Перепрограммируемые ПЗУ устроены на основе
флеш-памяти

21. Постоянная память.

ПЗУ содержит:
— Тестирующие
программы,
проверяющие
работоспособность
основных
устройств
компьютера
— Программу начальной загрузки компьютера
— Программы для получения сведений об
основных параметрах устройств компьютера
(BIOS)
Постоянная память (ROM)
Микросхема ПЗУ устанавливается так, что её
память занимает нужные адреса. Поэтому
процессор, когда начинает свою работу,
попадает в постоянную память,
заготовленную для него заранее.

23. Постоянная память.

— Как вы считаете, знали ли изготовители ПЗУ
параметры вашего жесткого диска или монитора?
— Вы сменили монитор. Как сообщить о его параметрах
ПЗУ, если вы сами не можете в нём изменить
информацию?
— Можно ли записать эту информацию в ОЗУ?
Вывод: необходима такая память, в которую можно
было бы записывать информацию (в отличии от ПЗУ)
и которая была бы энергонезависимой (в отличии от
ОЗУ).

24. Постоянная память. CMOS-память

Постоянная память. CMOSпамять
СМОS-память – это подпитываемая
батарейкой память, в которую BIOS
записывает информацию о настройках
аппаратного обеспечения компьютера.

25. Домашнее задание

1. Учить п.1.2.2
2. Повторить п.1.2.1
3. Определить местоположение файла
подкачки и его размер на вашем
домашнем компьютере. Сделать
скриншот.

26. Flash –память.

Энергонезависимая память.
Допускает многократную перезапись своего содержимого.
Прежде всего в постоянную память записывают программу
управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся
программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером,
внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера,
тестирования устройств.
Важнейшая микросхема Flash-памяти — модуль BIOS. Роль BIOS
двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент
аппаратуры, а с другой стороны — важный модуль любой
операционной системы.
BIOS (Basic Input/Output System —
базовая система ввода-вывода) —
совокупность программ,
предназначенных для автоматического
тестирования устройств после
включения питания
компьютера и загрузки операционной
системы в
оперативную память.
CMOS RAM — это память с невысоким
быстродействием и минимальным
энергопотреблением от батарейки. Используется для
хранения информации о конфигурации и составе
оборудования компьютера, а также о режимах его
работы.
Содержимое CMOS изменяется специальной
программой Setup, находящейся в BIOS (англ. Setup
— устанавливать, читается «сетап»).

29. Закрепление изученного.

В таблице поставьте знак «+», если операцию можно
производить, и знак «-» — если нельзя.
память
ОЗУ
ПЗУ
CMOS
Flash
чтение
запись хранение

30. Решите задачи:

1. Объём оперативной памяти равен 1 Мбайту
и она содержит 524 288 машинных слов.
Сколько бит содержит каждое машинное
слово?
2. Объём оперативной памяти равен ¼
Мбайта. Сколько машинных слов
составляют ОЗУ, если размер машинного
слова равен 32 бита?

English    
Русский
Правила

Мой компьютер на логических микросхемах / Хабр

Привет, Хабр. Два года назад, как раз перед началом пандемии, я затеял большой проект: построить компьютер, используя только простые логические микросхемы 74 серии и микросхемы памяти. В этой статье я бы хотел кратко рассказать о том, что получилось, и более подробно об основной части – процессоре.

На сегодняшний день можно сказать, что у меня получился полноценный компьютер: на нем можно играть, можно читать и редактировать текстовые файлы на SD-карте, можно считать и даже строить графики. Нельзя только выходить в интернет.

Технические характеристики компьютера получились следующие:

  • Процессор: 8 бит, 4 регистра, очень урезанный набор инструкций, тактовая частота 1.5 МГц;

  • Память: 32 кБ ПЗУ и 52 кБ ОЗУ;

  • Видеокарта: текстовый режим 80×30, 16 цветов (как в CGA), подключение к VGA-монитору;

  • Внешний накопитель — SD-карта с файловой системой FAT16;

  • Разъем PS/2 для подключения клавиатуры.

Процессор

Процессор состоит из трех плат

В этом разделе я попытаюсь показать ход моих мыслей при проектировании процессора и покажу, что из этого вышло.

Мне хотелось, чтобы получился более-менее полноценный процессор, программировать который было бы не слишком большой болью. То есть, должны быть полновесные 8 бит и небольшой, но не слишком урезанный набор арифметики: обязательно должны быть простые действия вроде сложения-вычитания с переносом и без и все логические операции, но умножение – это уже слишком. Стеком и прерываниями тоже можно смело пожертвовать.

С такими требованиями к арифметике АЛУ легко сделать асинхронным: при подаче значений на входы на выходе сразу появится результат. Чтобы не было слишком много проводов, один вход АЛУ можно привязать к одному конкретному регистру, который обычно называют аккумулятором.

Следующий вопрос – как сделать переходы. Чтобы процессор выполнил инструкцию jmp label (переход на заданный в инструкции адрес), нужно сначала загрузить адрес в какой-то регистр, а потом уже оттуда передать его в IP. Загружать напрямую в IP нельзя: адрес состоит из двух байт, и когда будет загружен первый байт, мы не сможем загрузить второй, потому что в IP будет уже наполовину новый адрес.

С доступом к памяти та же история: в x86, например, можно сделать так: mov ax, [label]. Здесь, чтобы загрузить из памяти значение по закодированному в инструкции адресу, этот адрес тоже нужно сначала поместить в невидимый регистр.

Раз для адресации нужен отдельный регистр, почему бы не сделать его доступным программисту? Тогда можно будет явно загружать туда значения и выполнять с ними арифметику, а потом использовать их в качестве адреса перехода и операций с памятью. Назовем этот регистр P. Так как адрес 16-битный, а данные 8-битные, разделим P на две части: PL и PH.

Итак, минимум нужно три регистра, доступных программисту: аккумулятор A для фиксированного подключения к одному из входов АЛУ и пара PL/PH для адресации. Кодировать три регистра в инструкции неудобно: нужно два бита, остается одна неиспользуемая комбинация, поэтому добавим еще один регистр B.

Из-за того, что адрес нужно загружать в P явно, для операций с памятью и перехода потребуется больше одной инструкции. Например, переход:

ldi pl, lo(label) ; загрузка младшего байта адреса в PL
ldi ph, hi(label) ; загрузка старшего байта в PH
jmp               ; собственно переход - инструкция без аргументов!

Заметим, что у нас появилось два 16-битных регистра: указатель инструкции IP и указатель адреса P, причем из P нужно уметь передавать значение в IP. Для передачи значения не обязательно копировать его: можно добавить флаг, определяющий, какой из физических регистров будет действовать как IP, а какой как P. При исполнении инструкции перехода этот флаг будет переключаться, и с точки зрения программиста окажется так, что после перехода в P будет адрес возврата! Таким образом получится сделать вызовы функций без использования стека: достаточно будет в начале функции сохранить значение из P, а при возврате считать его и выполнить переход.

Как выглядят пролог и эпилог функции

function:
    mov a, ph               ; арифметика (включая mov) возможна только между A и другим регистром
    mov b, a
    mov a, pl
    ldi ph, hi(ret_addr)
    ldi pl, lo(ret_addr)
    st a                    ; сначала сохраняем младший байт
    inc pl                  ; ret_addr выровнен, поэтому переполнения через 256 не случится
    st b
    ; . .. тут сам код функции
    ldi ph, hi(ret_addr)
    ldi pl, lo(ret_addr)
    ld a
    inc pl
    ld ph                   ; старший байт можно загрузить сразу в PH
    mov pl, a
    jmp                     ; возврат из функции
    ; в секции данных:
    .align 2
ret_addr: res 2             ; резервируем два байта для адреса возврата

Теперь, когда регистры определены, можно нарисовать общую схему процессора.

Основные блоки процессора

Здесь мы видим регистры A и B, блок регистров P, содержащий в себе две пары регистров: PL/PH и IP, регистр текущей инструкции IR, регистр флагов и АЛУ (блок в форме надкушенной трапеции).

Для мультиплексирования сигналов на шинах я использую логические сигналы с тремя состояниями. В каждый момент времени на конкретной шине активно только одно устройство, определяющее уровни сигналов, остальные же находятся в состоянии высокого сопротивления.

Красная шина на схеме – это внешняя шина данных, ведущая к памяти и перефирийным устройствам. Данные с нее могут быть напрямую загружены в регистр инструкции IR или через буфер (треугольник под IR на схеме) переданы на внутреннюю шину процессора (зеленая), ведущую на входы всех регистов. АЛУ также выводит свой результат на зеленую шину.

Розовая шина ведет на второй вход АЛУ. Если ни одно из устройств, подключенных к ней, не активно, на этой шине будет ноль благодаря подтягивающим резисторам. Это позволяет использовать ноль вместо регистра в качестве операнда арифметичских инструкций. Например, так: adc a, 0.

И, наконец, голубая шина, ведущая от блока P наружу – шина адреса. На ней процессор выставляет адрес памяти, чтобы записать или считать данные.

У регистров A и B по два выхода: на внешнюю шину данных и на АЛУ. Таким образом эти регистры могут участвовать в арифметике и быть загруженными в память. Регистры PL и PH не могут быть загружены в память напрямую: это не имеет смысла, ведь они хранят адрес операции с памятью.

Конечно, почти все блоки на этой схеме – это не отдельные микросхемы. Например, для регистра B нужно три микросхемы: собственно восьмибитный регистр 74HC273 и два выходных буфера 74HC244. Для каждой пары регистров из P нужно восемь микросхем: четыре четырехбитных счетчика 74HC161 и четыре буфера 74HC244.

Плата модуля регистров

Адресное пространство

Как вы могли заметить, процессор адресует максимум 216 Байт = 64 кБ, но памяти на самом деле больше: 32 кБ ПЗУ и 52 кБ ОЗУ. Такое возможно с помощью переключения банков: по умолчанию в нижние 32 кБ отображается ПЗУ, но если записать нужный бит в регистр конфигурации памяти, можно отобразить туда дополнительную оперативку. Это позволяет делать довольно сложные приложения: из-за крайне низкой плотности кода 32 кБ едва хватает на драйвер файловой системы, поэтому без переключения банков текстовый редактор, например, ну никак не получилось бы написать. А так можно загрузить приложение с SD-карты в нижнюю часть ОЗУ и использовать функции работы с файловой системой из ПЗУ как системные вызовы.

Плата модуля памяти

На старшие сегменты адресного пространства отображены видеопамять и регистры периферийных устройств (клавиатуры и SD-карты), а также регистр конфигурации памяти. Видеопамять организована в два отдельных сегмента для цвета и для текста, в отличие от CGA, где цвета перемежаются с символами. Такая организация проще: чтобы вывести строку, можно просто побайтово скопировать ее. Или, например, можно легко очистить часть экрана, оставив информацию о цвете.

Процесс разработки

Для разработки я использовал только свободное ПО (кроме текстового редактора). После определения общей структуры модуля я рисовал желаемые тайминги сигналов и по ним описывал модели и тесты на языке Verilog, которые запускал и проверял с помощью Icarus Verilog и GTKWave. Потом по списку микросхем 7400 серии я выбирал подходящие и смотрел, есть ли они в продаже. Когда микросхемы были выбраны, я переделывал код с использованием моделей конкретных микросхем. Одновременно я рисовал схему в KiCAD. Таким образом получалось полное соответствие между схемой и моделью и можно было быть уверенным (почти), что всё заработает в железе.

Такой подход оправдал себя: в платах почти не было логических ошибок. Возникали другие непредвиденные проблемы: например, благодаря этому проекту я узнал про наводки между соседними дорожками и про отражение высокочастотных сигналов и про то, что будет, если этого не учитывать. Также я узнал, что более быстрая серия микросхем не значит лучшая.

Заключение

Этот пост получился уже довольно длинным, а я многого не рассказал: про видеокарту, про АЛУ, про кодирование инструкций и ассемблер, про общение с PS/2 и SD-картой, а также про программную часть этого карантинного проекта. Если будет интересно, напишу еще посты, а пока можете посмотреть репозиторий.

UPD следующий пост про кодирование и исполнение инструкций

UPD пост про видеокарту

UPD пост про АЛУ

Центральный процессор (ЦП) — GeeksforGeeks

ЦП — это мозг компьютера. Все виды операций по обработке данных и все важные функции компьютера выполняются центральным процессором. Это помогает устройствам ввода и вывода взаимодействовать друг с другом и выполнять соответствующие операции. Он также хранит входные данные, промежуточные результаты между обработками и инструкции.

Теперь ЦП состоит из 3 основных блоков, а именно:

  1. Модуль памяти или хранения
  2. Блок управления
  3. АЛУ (Арифметико-логическое устройство)

Давайте теперь посмотрим на блок-схему компьютера:

Здесь, на этой диаграмме, также показаны три основных компонента. Итак, давайте обсудим эти основные компоненты:

Блок памяти или хранения

Как следует из названия, этот блок может хранить инструкции, данные и промежуточные результаты. Блок памяти отвечает за передачу информации другим блокам компьютера, когда это необходимо. Он также известен как внутреннее запоминающее устройство, или основная память, или первичная память, или оперативная память (ОЗУ), поскольку все это устройства хранения.

Его размер влияет на скорость, мощность и производительность. В компьютере есть два типа памяти: первичная память и вторичная память. Некоторые основные функции блоков памяти перечислены ниже:

  • Данные и инструкции хранятся в блоках памяти, которые необходимы для обработки.
  • Он также сохраняет промежуточные результаты любых вычислений или задач, когда они находятся в процессе.
  • Окончательные результаты обработки сохраняются в блоках памяти до того, как эти результаты будут переданы на устройство вывода для предоставления вывода пользователю.
  • Все виды входов и выходов передаются через блок памяти.

Блок управления

Как следует из названия, блок управления управляет работой всех частей компьютера, но не выполняет никаких операций по обработке данных. Для выполнения уже сохраненных инструкций он инструктирует компьютер, используя электрические сигналы для инструктирования компьютерной системы. Он берет инструкции из блока памяти, а затем декодирует инструкции, после чего выполняет эти инструкции. Таким образом, он контролирует работу компьютера. Его основная задача — поддерживать поток информации через процессор. Некоторые основные функции блока управления перечислены ниже:

  • Управление данными и передача данных и инструкций осуществляется блоком управления среди других частей компьютера.
  • Блок управления отвечает за управление всеми блоками компьютера.
  • Основной задачей блока управления является получение инструкций или данных, которые вводятся из блока памяти, интерпретация их, а затем управление работой компьютера в соответствии с ними.
  • Блок управления отвечает за связь с устройствами ввода и вывода для передачи данных или результатов из памяти.
  • Блок управления не несет ответственности за обработку данных или их хранение.

АЛУ (арифметико-логическое устройство)

АЛУ (арифметико-логическое устройство) отвечает за выполнение арифметических и логических функций или операций. Он состоит из двух подразделов, а именно:

  • Арифметический раздел
  • Логический раздел

Теперь дайте нам знать об этих подразделах:

Арифметический раздел: Под арифметическими операциями мы подразумеваем такие операции, как сложение, вычитание, умножение и деление, и все эти операции и функции выполняет АЛУ. Кроме того, все сложные операции выполняются путем многократного использования упомянутых операций АЛУ.

Секция логики: Под логическими операциями мы подразумеваем такие операции или функции, как выбор, сравнение, сопоставление и объединение данных, и все они выполняются АЛУ.

Примечание. ЦП может содержать более одного АЛУ, и АЛУ можно использовать для обслуживания таймеров, которые помогают запускать компьютерную систему.

Примеры вопросов

Вопрос 1. Какие из следующих компонентов являются основными компонентами ЦП?

(A) Блок памяти или хранения

(B) Блок управления

(C) ALU (Арифметико-логическое устройство) 

(D) Все вышеперечисленное

Решение: 900 22

Правильный вариант D, т.е. Все вышеперечисленное

ЦП состоит из 3 основных блоков: блока памяти или хранения, блока управления, АЛУ (арифметико-логического блока).

Вопрос 2. Всевозможные входы и выходы передаются через ___________.

(A) Блок памяти

(B) АЛУ

(C) Блок управления

(D) Ничего из вышеперечисленного

9000 2 Решение:

Правильный вариант A , т. е. блок памяти.

Все виды входов и выходов передаются через блок памяти.

Вопрос 3. __________ не несет ответственности за обработку или хранение данных.

(А) Блок памяти

(B) АЛУ

(C) Блок управления

(D) Ничего из вышеперечисленного

Решение: 9 0003

Правильный вариант C, т.е. блок управления

Блок управления не несет ответственности за обработку или хранение данных.

Вопрос 4. Операция сравнения, какой тип операции?

(A) Арифметический

(B) Логический

(C) как a, так и b

(d) Ничего из вышеперечисленного

Решение:

Правильный вариант — B, т. е. логический

900 02 Под логическими операциями мы подразумеваем операции или функции такие как выбор, сравнение, сопоставление и объединение данных, и все это выполняется ALU.

Вопрос 5. ______________  отвечает за связь с устройствами ввода и вывода для передачи данных или результатов из памяти.

(A) Блок памяти

(B) ALU

(C) Блок управления

(D) Ничего из перечисленного 9002 2

Решение:

Правильный вариант это C, т.е. Блок управления

Блок управления отвечает за связь с устройствами ввода и вывода для передачи данных или результатов из памяти.

Что такое процессор? Определение и работа [с блок-схемой]

Большинство людей не знают, что такое ЦП и какова его роль в компьютере. Когда вы ищете новый ноутбук или ПК, задумывались ли вы когда-нибудь, что означает i-7, i-3 или AMD Athlon? Большинство рекламных объявлений подчеркивают тип процессора для продажи своего ноутбука или мобильного телефона. Некоторые из вас могут знать полную форму ЦП, но хотят знать, как ЦП работает и как он влияет на общую скорость вычислительного устройства.

Что такое ЦП (центральный процессор)

Полная форма ЦП: Центральный процессор . В качестве альтернативы он также известен под названием процессор, микропроцессор или компьютерный процессор. ЦП — это электронная схема, используемая в компьютере, которая извлекает входные инструкции или команды из блока памяти, выполняет арифметические и логические операции и сохраняет эти обработанные данные обратно в память.

ЦП или центральный процессор является сердцем компьютера и устанавливается в гнездо, указанное на материнской плате. Так как ЦП выполняет множество вычислений на высокой скорости, он быстро нагревается. Для снижения температуры процессора на нем установлен охлаждающий ВЕНТИЛЯТОР.

Компоненты ЦП

Блок управления

Блок управления — это внутренняя часть ЦП, которая координирует инструкции и поток данных между ЦП и другими компонентами компьютера. Именно CU управляет работой центрального процессора, отправляя синхронизирующие и управляющие сигналы.

Арифметико-логическое устройство

АЛУ — это внутренняя электронная схема ЦП, которая выполняет все арифметические и логические операции в компьютере. ALU получает три типа входных данных.

  • Сигнал управления от БУ (Блок управления)
  • Данные (операнды) для обработки
  • Информация о состоянии ранее выполненных операций.

Когда все инструкции выполнены, выходные данные, состоящие из данных, сохраняются в памяти, а информация о состоянии сохраняется во внутренних регистрах ЦП.

Работа ЦП

Все ЦП, независимо от их происхождения или типа, выполняют базовый командный цикл, состоящий из трех шагов, названных Выборка, декодирование и выполнение

Выборка

Программа состоит из ряда инструкций. В памяти хранятся различные программы. На этом этапе ЦП считывает инструкцию, которая должна выполняться с определенного адреса в памяти. Счетчик программ ЦП хранит запись адреса инструкций.