Dispozitive incluse în procesor: descriere, funcții

Astăzi, în casele marea majoritate a locuitorilor din țările dezvoltate, există mai multe computere, precum și tablete și alte dispozitive mobile. Inima oricăreia dintre acestea este procesorul (CPU sau CPU). Are o structură complexă. Pentru a înțelege cum funcționează calculatorul, ar trebui să aflați ce este inclus în procesor.

Scop și funcții

Înainte de a studia dispozitivele care fac parte din procesor, ar trebui să aflați ce este destinat. Deci, procesorul este dispozitivul central al PC-ului. Scopul său este:

• controla activitatea calculatorului, în urma unui anumit program;
• efectuarea operațiunilor de procesare a informațiilor.

Dispozitive incluse în procesor

În prezent, procesorul este un microcircuit special integrat.

Dispozitivele care alcătuiesc procesorul sunt:

• registrul;
• memoria cache;
• date și autobuze;
• ALU (unitate logică aritmetică);
• coprocesor matematic.

registru

Acesta este un bloc de celule de memorie care formează RAM ultra-rapid în interiorul procesorului. Este folosit de la sine și este inaccesibil pentru programatori. Cantitatea de memorie este de numai câteva sute de octeți.

Registrele CPU sunt împărțite în două tipuri: scop general și special.

Registrele de tipul 1 sunt utilizate atunci când operații logice și tipul aritmetic sau funcționarea unor astfel de seturi de instrucțiuni suplimentare ca SSE, MMX etc.

Registrele din cel de-al doilea tip conțin datele de sistem necesare funcționării procesorului. Acestea includ registrele de gestionare, adresele de sistem, depanarea etc. Accesul la acestea este strict reglementat.

În plus, astfel de dispozitive includ un contor de comandă care conține adresa comenzii la care CPU va porni la următorul ciclu de operare.

Memoria cache

Dispozitivele care fac parte din procesor sunt destul de diverse. Aceasta include cache-ul. Este o memorie super-operativa. Scopul utilizării sale este de a accelera munca PC-ului. Pentru a face acest lucru, când accesați procesorul din memorie, verificați mai întâi dacă datele solicitate sunt stocate în memoria cache. În acest scop, comparați adresa solicitării primite cu valorile tuturor etichetelor cache unde pot fi stocate aceste date. Coincidența liniei de cache cu eticheta se numește o lovitură (lovitura cache). În caz contrar, o pierdere de memorie cache este fixată. Blocarea cache-ului permite procesorului să citească sau să scrie imediat date pe o linie cu o etichetă de potrivire. Măsura eficienței cache-ului pentru algoritmul ales (program) este raportul dintre numărul de hit-uri cache reușite și numărul total de cereri de procesoare pentru memorie, numit ratingul de succes.

ALU

Deși unele dintre dispozitivele incluse în procesor au o memorie proprie, ALU este un circuit combinat special, fără elemente ale memoriei proprii. Scopul său este de a implementa cele mai importante operațiuni ale procesului de prelucrare a datelor:

• acceptă 2 intrări pentru 2 intrări (conținutul a 2 registre etc.);
• generează și emite output-ul operației.

Aceasta constă în realizarea unui set de operații aritmetice simple (AO), împărțite în trei categorii principale: operații logice, aritmetice și biți. AO este o procedură de procesare a datelor (scădere, adăugare, înmulțire sau divizare) ale cărei argumente și rezultate sunt cifre. Ele diferă de operațiile logice. Ele sunt înțelese ca proceduri care construiesc propoziții complexe (AND, NOT, OR).

Dispozitivul logic aritmetic constă din registre, element de control și adder cu scheme logice. Funcționează în conformitate cu codurile de operare care sunt executate pe variabile care sunt plasate în registre.

Date și adrese autobuze

Aceste dispozitive, care fac parte din procesor, sunt un set de conductori. Primul dintre acestea este destinat transferării adresei locației de memorie în care sunt trimise datele. Pentru fiecare dintre ele, este transmis un bit. Aceasta corespunde unei cifre din adresă. O creștere a numărului de conductori folosiți pentru a genera o adresă face posibilă etichetarea unui număr mai mare de celule. Lățimea magistralei determină cantitatea maximă de memorie care poate fi adresată de procesor.

Dacă magistrala de date, comparativ cu o autostradă și să ia în considerare capacitatea sa cu numărul de benzi, apoi magistrala de adresă asociată cu numerotarea străzilor sau a caselor. Numărul liniilor sale este egal cu numărul de cifre (semne) din numărul casei. Astfel, în cazul în care acesta poate consta din mai mult de două cifre zecimale, numărul aranjate pe acestea numere de casă, case la o anumită stradă, nu este mai mare de 100 (m. E. 102). Cu numere de 3 cifre, numărul de adrese posibile crește la 103.

Adresele și autobuzele de date sunt independente, iar designerii de chip își aleg adâncimea de biți la discreția lor. În același timp, în cazul în care există mai multe cifre în magistrala de date, cu atât mai mult se află în magistrala de adresă. Adâncimea lor de biți este un indicator al capacităților unui anumit procesor. În particular, în magistrala de date determină capacitatea procesorului de a schimba informații, iar lățimea magistralei de adresă indică cantitatea de memorie cu care poate funcționa.

Coprocesor matematic

Continuând să ia în considerare ceea ce este inclus în procesorul computerului, nu putem spune câteva cuvinte despre acest dispozitiv. Acesta este conceput pentru a extinde capabilitățile procesorului și pentru a-și asigura funcționalitatea printr-un modul de așa-numitele operațiuni în virgulă mobilă, pentru procesoarele care nu au un modul integrat.

Coprocesorul matematic nu este unul dintre elementele obligatorii ale PC-ului și poate fi aruncat. Anterior, mulți producători au făcut acest lucru, pe baza considerentelor de economie.

Cu toate acestea, în rezolvarea problemelor care necesită o mulțime de calcule matematice (pentru calcule științifice sau de inginerie), a fost necesar să se rezolve problema creșterii productivității unui PC.

Dacă înainte de matematica module coprocesor sunt instalate pe placa de bază ca un cip separat, în PC-urile moderne de utilizare a acestui dispozitiv în acest format nu este necesar, așa cum a fost construit inițial în CPU.

Alte dispozitive PC

Un computer personal este un sistem complex și coerent.

Toate dispozitivele posibile care fac parte din calculator nu pot fi listate în două cuvinte.

Pe lângă procesor, PC include și:

• placa de baza cu un conector pentru conectarea procesorului;
• Hard disk-uri și hard disk-uri discuri magnetice flexibile;
• sursa de alimentare;
• RAM;
• unități de disc compact și DVD;
• conectori (porturi) pentru dispozitive suplimentare, etc.

În plus, sunt utilizate diverse dispozitive periferice, cum ar fi:

• mouse-ul computerului;
• tastatură;
• microfon;
• difuzoare, etc.

Acum știți că toate dispozitivele posibile care compun computerul fac parte dintr-un sistem complex controlat de un procesor. Rolul său nu poate fi subliniat, deoarece activitatea PC-ului depinde de funcționarea sa normală. În prezent, experții prevăd că în deceniile următoare partea materială a procesatorilor va suferi schimbări semnificative. Acest lucru se datorează faptului că procesul tehnologic va deveni caduce, calculatoarele cuantice, computerele biologice etc. vor înlocui PC-ul obișnuit.