كيف يمكن للمعالج الكمبيوتر؟ مبدأ العملية

الجميع تقريبا يعرف أن في العنصر الرئيسي الكمبيوتر بين جميع المكونات "الأجهزة" هي وحدة المعالجة المركزية. لكن دائرة من الناس الذين يمثلون أنفسهم المعالج قيد التشغيل، محدودة للغاية. معظم مستخدمي هذا وليس لديهم فكرة. وحتى عندما يكون النظام يبدأ فجأة إلى "إبطاء"، يعتقد الكثيرون أن هذا المعالج لا يعمل بشكل صحيح، ولا نعلق أهمية كبيرة على عوامل أخرى. لفهم كامل للحالة، دعونا النظر في بعض جوانب وحدة المعالجة المركزية.

ما هي وحدة المعالجة المركزية؟

المعالج المركزي (CPU أو CPU إصدار اللغة الإنجليزية) هو قلب أي نظام الكمبيوتر. المسندة إليها من قبل جميع عمليات الحوسبة، وليس فقط الحساب أو النقطة العائمة (العشري تغيير)، ولكن أيضا منطقي.

المعالج نفسه هو لوحة صغيرة مربعة (رقاقة)، والتي الملايين من الترانزستورات هي. أحيانا يسمى هذا الجهاز أيضا الدوائر المتكاملة.

ما هو معالج؟

إذا كنا نتحدث عن كيف معالج إنتل أو AMD منافس، تحتاج إلى معرفة كيف يتم ترتيب هذه الرقائق. المعالج الأول (بالمناسبة، من إنتل، نموذج 4040) ظهر بقدر ما يعود إلى عام 1971. ويمكن أن تؤدي فقط إضافة بسيطة والطرح معالجة سوى 4 بت من المعلومات، أي. E. لديه العمارة 4-بت.

المعالجات الحديثة، وكذلك أول المولد، على أساس الترانزستورات ولها سرعة أكبر من ذلك بكثير. يتم إنتاجها من قبل ضوئيه عدد من رقائق السليكون المنفصلة التي تشكل الكريستال واحد، والذي مثل الترانزستورات مطبوع. يتم إنشاء الدائرة على معجل الأيونات خاص البورون فيركلوكيد. في الهيكل الداخلي من النوى وحدة المعالجة المركزية هي المكونات الرئيسية والاطارات والجزيئات وظيفية تسمى المراجعات.

الميزات الرئيسية

مثل أي دولة أخرى الجهاز، المعالج تتميز بعض المعلمات التي، عندما سئل كيف المعالج، لا يمكنك تمر بها. أولا وقبل كل ذلك هو:

• عدد النوى.
• عدد المواضيع.
• حجم ذاكرة التخزين المؤقت (الذاكرة الداخلية)؛
• تردد على مدار الساعة.
• سرعة الناقل.

بينما نحن نركز على سرعة الساعة. لا لشيء يسمى قلب معالج الكمبيوتر. مثل القلب، وأنها تعمل في النبض واسطة مع عدد معين من الدورات في الثانية الواحدة. يتم قياس تردد على مدار الساعة في ميغاهرتز أو غيغاهيرتز. وكلما كان كذلك، يمكن للجهاز تنفيذ المزيد من العمليات.

في ما تردد المعالج تشغيل، يمكنك ان تتعلم من خصائصه المعلنة أو عرض المعلومات في نظام المعلومات. ولكن خلال معالجة التردد قد تتغير الأوامر، وعند التسارع (overlokinge) الزيادة إلى الحدود القصوى. وهكذا، فإن ادعى تردد على مدار الساعة ليست سوى مؤشر متوسط.

عدد النوى - مؤشر تحديد عدد المراكز معالج الكمبيوتر (وينبغي عدم الخلط بينه وبين التدفق - عدد النوى والخيوط لا يمكن أن يتزامن). ونتيجة لهذا التوزيع من الممكن إعادة توجيه عمليات النوى الأخرى، وبالتالي تحسين الأداء العام.

كيف المعالج: معالجة الأوامر

الآن قليلا عن هيكل الأوامر القابلة للتنفيذ. إذا نظرتم كيف المعالج، عليك أن تكون واضحة حول أن أي فريق من عنصرين - التشغيل والمعامل.

الجزء العاملة من النقاط التي ينبغي القيام به في الوقت الراهن، وهو نظام الكمبيوتر، ويحدد المعامل التي يجب أن تعمل لمدة التي المعالج. وعلاوة على ذلك، والنواة يمكن أن تشمل اثنين من تجهيز المركز (تيار حاوية) التي تقسم الأمر إلى عدة مراحل:

• التنمية؛
• فك التشفير.
• تنفيذ الأمر.
• إلى ذاكرة الوصول المعالج
• تخزين النتيجة.

اليوم، يتم استخدام مخبأ منفصلة في شكل استخدام مستويين من ذاكرة التخزين المؤقت، وبالتالي تجنب اعتراض فريقين أو أكثر من العلاج إلى واحد من كتل الذاكرة.

على نوع من تجهيز المعالج الأمر ينقسم إلى الخطية (تنفيذ الأوامر في إدخالات طابور النظام)، دوري وتشعبت (تنفيذ تعليمات بعد ظروف التصنيع فرع).

أداء العمليات

ومن بين المهام الرئيسية الموكلة إلى المعالج، من حيث أوامر أو تعليمات، وهناك ثلاثة أهداف رئيسية هي:

• العمليات الحسابية على أساس وحدة المنطق الحسابية.
• نقل البيانات (المعلومات) من ذاكرة واحدة إلى نوع آخر.
• قرار بشأن أداء الفريق، وعلى هذا الأساس - خيار التحول إلى تنفيذ مجموعات أخرى من التعليمات.

التفاعل مع الذاكرة (ROM وRAM)

في هذه العملية، تجدر الإشارة إلى مكونات مثل الحافلات ويقرأ ويكتب القناة التي ترتبط أجهزة التخزين. ROM يحتوي على مجموعة دائمة من وحدات البايت. حافلة عنوان الأولى تطلب من ROM بايت معين، ثم يحيله إلى ناقل البيانات، ومن ثم قراءة حالة التغييرات القناة وتوفر بايت طلب من ROM.

لكن المعالجات لا يمكن فقط قراءة البيانات من الذاكرة، ولكن أيضا لتسجيل لهم. في هذه الحالة، وتسجيل قناة. ولكن، إذا نظرتم، وعلى وجه العموم، وأجهزة الكمبيوتر الحديثة نظريا يمكن أن يكون والاستغناء RAM، كما ميكروكنترولر الحديثة قادرة على وضع بايت البيانات المطلوبة مباشرة إلى ذاكرة رقاقة المعالج. ولكن هذا ليس ROM لا يمكن الاستغناء.

من بين أمور أخرى، يبدأ النظام مع بداية معدات وضع الاختبار (القيادة BIOS)، وبعد ذلك فقط يتم تمرير التحكم إلى نظام التشغيل للتمهيد.

كيفية التحقق إذا كان المعالج يعمل؟

الآن ننظر في بعض جوانب الأداء فحص المعالج. وينبغي أن يكون مفهوما بشكل واضح أنه إذا لم يعمل المعالج، فإن الكمبيوتر لن تكون قادرة على البدء في تحميل عام.

شيء آخر، عندما تريد أن ننظر إلى الاستفادة من قدرات المعالج في مرحلة ما. يمكنك القيام بذلك من مستوى "إدارة المهام" (أمام أي عملية محددة ما هي النسبة المئوية من وحدة المعالجة المركزية يعطيها). من أجل تقرير مرئي لهذه المعلمة، يمكنك استخدام علامة التبويب الأداء حيث تتبع التغيير يحدث في الوقت الحقيقي. ويمكن رؤية خيارات متقدمة بمساعدة برامج خاصة، على سبيل المثال، CPU-Z.

وعلاوة على ذلك، فإنه من الممكن استخدام عدة نوى المعالج، وذلك باستخدام تكوين النظام (مسكونفيغ) والمعلمات التمهيد إضافية.

مشاكل محتملة

وأخيرا، بضع كلمات عن المشاكل. هنا، العديد من المستخدمين غالبا ما يطلب، كما يقولون، لماذا المعالج قيد التشغيل، ولكن الشاشة لا تشغيل؟ وحدة المعالجة المركزية، وهذا الوضع لا علاقة له. والحقيقة هي أنه عند تشغيل أي جهاز كمبيوتر هو أول اختبار محول الرسومات، وبعد ذلك فقط كل ما تبقى. ربما تكمن المشكلة بالضبط في رقاقة معالج الرسومات (جميع مسرعات الفيديو الحديثة معالج الرسومات الخاصة بها).

لكن مثال على سير العمل في جسم الإنسان ينبغي أن يفهم أن هذا الكائن بأكمله يموت في حالة السكتة القلبية. ومع أجهزة الكمبيوتر. وحدة المعالجة المركزية لا تعمل - "وفاة" في نظام الكمبيوتر كله.