วิธีการประมวลผลของคอมพิวเตอร์? หลักการของการดำเนินงาน

เกือบทุกคนรู้ว่าในองค์ประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ในทุก "ฮาร์ดแวร์" ส่วนคือหน่วยประมวลผลกลาง แต่วงกลมของคนที่เป็นตัวแทนของตัวเองเป็นโปรเซสเซอร์ทำงานที่มี จำกัด มาก ผู้ใช้ส่วนใหญ่นี้และไม่มีความคิด และแม้กระทั่งเมื่อระบบก็เริ่มที่จะ "ช้าลง" หลายคนเชื่อว่า การประมวลผลนี้ ทำงานไม่ถูกต้องและไม่ให้ความสำคัญกับปัจจัยอื่น ๆ เพื่อให้เข้าใจสถานการณ์ให้เราพิจารณาบางแง่มุมของ CPU

ซีพียูคืออะไร?

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU หรือ CPU ฉบับภาษาอังกฤษ) เป็นหัวใจของระบบคอมพิวเตอร์ใด ๆ ได้รับมอบหมายจากการดำเนินงานคอมพิวเตอร์ทั้งหมดไม่เพียง แต่ทางคณิตศาสตร์หรือจุดลอยตัว (mantissa เปลี่ยนแปลง) แต่ยังตรรกะ

หน่วยประมวลผลตัวเองเป็นสี่เหลี่ยมเล็กจาน (Chip) ซึ่งในล้านของทรานซิสเตอร์มี บางครั้งอุปกรณ์นี้จะเรียกว่าวงจรรวม

หน่วยประมวลผลคืออะไร?

ถ้าเราพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการที่ หน่วยประมวลผล Intel หรือ AMD คู่แข่งคุณจะต้องดูว่าชิปเหล่านี้จะถูกจัดเรียง ไมโครโปรเซสเซอร์แรก (โดยวิธีการจากอินเทลรุ่น 4040) ปรากฏไกลกลับเป็น 1971 เขาเท่านั้นที่สามารถดำเนินการนอกจากนี้ง่ายและลบการประมวลผลเพียง 4 บิตข้อมูลคือ. อีมีสถาปัตยกรรม 4 บิต

โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยเช่นเดียวกับครั้งแรกที่เกิดขึ้นอยู่กับทรานซิสเตอร์และมีความเร็วมากขึ้น พวกเขามีการผลิตโดย photolithography ของจำนวนของซิลิคอนเวเฟอร์แยกต่างหากที่ทำขึ้นผลึกเดี่ยวซึ่งเหมือนทรานซิสเตอร์ตราตรึงใจ วงจรถูกสร้างขึ้นบนพิเศษเร่ง overclocked ไอออนโบรอน ในโครงสร้างภายในของแกน CPU เป็นส่วนประกอบหลัก, ยางและอนุภาคการทำงานที่เรียกว่าการแก้ไข

คุณสมบัติที่สำคัญ

เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ อุปกรณ์ประมวลผล ที่โดดเด่นด้วยพารามิเตอร์บางอย่างที่เมื่อถามว่าหน่วยประมวลผลที่คุณสามารถผ่านไปไม่ได้ ครั้งแรกของทั้งหมดคือ:

• จำนวนนิวเคลียส;
• จำนวนกระทู้;
• ขนาดของแคช (หน่วยความจำภายใน);
• ความถี่สัญญาณนาฬิกา;
• ความเร็วบัส

ในขณะที่เรามุ่งเน้นไปที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกา ไม่ได้สำหรับอะไรที่เรียกว่าหัวใจของการประมวลผลคอมพิวเตอร์ เหมือนหัวใจจะทำงานในโหมดการเต้นที่มีจำนวนที่แน่นอนของรอบต่อวินาที ความถี่สัญญาณนาฬิกาเป็นวัดใน MHz หรือ GHz สูงกว่ามันเป็นอุปกรณ์ที่สามารถดำเนินการมากขึ้น

สิ่งที่หน่วยประมวลผลความถี่ทำงานคุณสามารถเรียนรู้จากลักษณะการประกาศหรือดูข้อมูลในระบบ แต่ในช่วงความถี่ในการประมวลผลอาจมีการเปลี่ยนแปลงคำสั่งและเมื่อเร่ง (overlokinge) เพิ่มขึ้นถึงขีด จำกัด มาก ดังนั้นการอ้างว่า ความถี่สัญญาณนาฬิกา เป็นเพียงดัชนีเฉลี่ย

จำนวนของนิวเคลียส - ตัวบ่งชี้การระบุจำนวนของศูนย์ประมวลผลของคอมพิวเตอร์ (เพื่อไม่ให้สับสนกับการไหล - จำนวนของแกนและหัวข้อไม่สามารถตรง) ที่ เนื่องจากการกระจายนี้ก็เป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนเส้นทางการดำเนินงานเพื่อนิวเคลียสอื่น ๆ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม

วิธีการประมวลผล: การประมวลผลคำสั่ง

ตอนเล็ก ๆ น้อย ๆ เกี่ยวกับโครงสร้างของคำสั่งปฏิบัติการ ถ้าคุณดูที่วิธีการประมวลผลที่คุณจะต้องมีความชัดเจนเกี่ยวกับว่าทีมใดมีสององค์ประกอบ - ปฏิบัติการและถูกดำเนินการ

ส่วนการดำเนินงานของจุดที่ควรจะทำในขณะที่ระบบคอมพิวเตอร์ที่ถูกดำเนินการระบุว่าที่มันต้องดำเนินการประมวลผล นอกจากนี้ แกนประมวลผล อาจประกอบด้วยศูนย์ประมวลผลสอง (กระแสคอนเทนเนอร์) ที่แบ่งคำสั่งเป็นหลายขั้นตอน:

• การพัฒนา
• ถอดรหัส;
• การดำเนินการของคำสั่ง;
• การเข้าถึงหน่วยความจำหน่วยประมวลผล
• เก็บผล

วันนี้เป็นแคชที่แยกจากกันถูกนำมาใช้ในรูปแบบของการใช้งานของสองระดับของแคชจึงหลีกเลี่ยงการสกัดกั้นของสองคนหรือมากกว่าทีมของการรักษาให้เป็นหนึ่งในบล็อกหน่วยความจำ

กับชนิดของการประมวลผลการประมวลผลคำสั่งจะถูกแบ่งออกเป็นเชิงเส้น (การดำเนินการของคำสั่งในรายการคิวการสั่งซื้อ), วงกลมและกิ่ง (ดำเนินการคำแนะนำหลังจากที่เงื่อนไขการประมวลผลสาขา)

การดำเนินการดำเนินการ

ท่ามกลางฟังก์ชั่นหลักที่ได้รับมอบหมายในการประมวลผลในแง่ของคำสั่งหรือคำแนะนำที่มีสามวัตถุประสงค์หลัก:

• ดำเนินการทางคณิตศาสตร์บนพื้นฐานของหน่วยตรรกะเลขคณิต;
• การย้ายข้อมูล (ข้อมูล) จากหน่วยความจำหนึ่งไปยังอีกชนิดหนึ่ง;
• การตัดสินใจเกี่ยวกับการปฏิบัติงานของทีมและบนพื้นฐานนี้ - ทางเลือกของการเปลี่ยนการดำเนินการชุดอื่น ๆ ของคำแนะนำ

การมีปฏิสัมพันธ์กับหน่วยความจำ (ROM และ RAM)

ในขั้นตอนนี้มันควรจะตั้งข้อสังเกตส่วนประกอบเช่นรถบัสและอ่านและเขียนช่องทางที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล รอมมีการเก็บถาวรของไบต์ รถบัสที่อยู่แรกถามรอมไบต์ที่เฉพาะเจาะจงและจากนั้นส่งไปยังรถบัสข้อมูลและอ่านแล้วรัฐเปลี่ยนแปลงช่องทางและให้ไบต์ขอรอม

แต่การประมวลผลไม่เพียง แต่สามารถอ่านข้อมูลจากหน่วยความจำ แต่ยังรวมถึงการบันทึกพวกเขา ในกรณีนี้ที่ช่องบันทึก แต่ถ้าคุณมองไปโดยและขนาดใหญ่, เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยในทางทฤษฎีอาจจะเป็นและทำโดยไม่ต้อง RAM เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทันสมัยสามารถที่จะวางข้อมูลที่ต้องการไบต์โดยตรงในหน่วยความจำของชิปประมวลผลที่ แต่ที่ไม่ได้รอมไม่สามารถจ่าย

เหนือสิ่งอื่นใดระบบจะเริ่มด้วยการเริ่มต้นของอุปกรณ์โหมดการทดสอบ (คำสั่ง BIOS) และเพียงแล้วการควบคุมจะส่งผ่านไปยังระบบปฏิบัติการที่สามารถบูต

วิธีการตรวจสอบว่าโปรเซสเซอร์ทำงาน?

ตอนนี้ดูที่บางแง่มุมของประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ตรวจสอบ มันควรจะเข้าใจได้อย่างชัดเจนว่าถ้าหน่วยประมวลผลไม่ได้ผลคอมพิวเตอร์จะไม่สามารถที่จะเริ่มต้นการดาวน์โหลดทั่วไป

อีกสิ่งหนึ่งที่เมื่อคุณต้องการที่จะดูที่การใช้ประโยชน์จากความสามารถในการประมวลผลในบางจุด คุณสามารถทำมันได้จากมาตรฐาน "Task Manager" (ในด้านหน้าของกระบวนการใด ๆ ที่ระบุเปอร์เซ็นต์ของ CPU มันจะช่วยให้) สำหรับการกำหนดภาพของพารามิเตอร์นี้คุณสามารถใช้แท็บประสิทธิภาพที่ติดตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในเวลาจริง ตัวเลือกขั้นสูงสามารถมองเห็นได้ด้วยความช่วยเหลือของโปรแกรมพิเศษเช่น CPU-Z

นอกจากนี้มันเป็นไปได้ที่จะใช้แกนประมวลผลหลายใช้การกำหนดค่าระบบ (msconfig) และพารามิเตอร์บูตเพิ่มเติม

ปัญหาที่อาจเกิด

สุดท้ายคำไม่กี่คำเกี่ยวกับปัญหาที่ ที่นี่ผู้ใช้หลายคนมักจะถามพวกเขากล่าวว่าเหตุผลที่โปรเซสเซอร์ทำงาน แต่จอภาพไม่เปิด? สำหรับ CPU, สถานการณ์เช่นนี้มีอะไรจะทำ ความจริงก็คือว่าเมื่อคุณเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ใด ๆ ที่เป็นทดสอบกราฟิกการ์ดครั้งแรกและเพียงแล้วส่วนที่เหลือทั้งหมด บางทีอาจจะมีปัญหาอยู่อย่างแม่นยำในชิปประมวลผลกราฟิก (ทุกเร่งวิดีโอที่ทันสมัยมีหน่วยประมวลผลกราฟิกของตัวเอง)

แต่ตัวอย่างของการทำงานของร่างกายมนุษย์ที่ควรจะเข้าใจว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเสียชีวิตในกรณีของภาวะหัวใจหยุดเต้น และด้วยคอมพิวเตอร์ CPU ไม่ทำงาน - "ตาย" ระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมด