Je, processor hufanya kazi gani? Kanuni ya uendeshaji

Karibu kila mtu anajua kwamba kipengele kuu kati ya vipengele vya "chuma" kwenye kompyuta ni programu ya kati. Lakini mduara wa watu ambao wanafikiri jinsi processor inavyofanya kazi ni mdogo sana. Watumiaji wengi hawajui kuhusu hili. Na hata wakati mfumo unaanza "kuvunja" ghafla, wengi wanaamini kuwa msindikaji huyu haifanyi kazi vizuri, na hauunganishi umuhimu kwa sababu nyingine. Kwa ufahamu kamili wa hali hiyo, fikiria baadhi ya vipengele vya CPU.

CPU ni nini?

Programu kuu (CPU au toleo la Kiingereza la CPU) ni moyo wa mfumo wowote wa kompyuta. Shughuli zote za computational zimepewa, si tu mahesabu ya hesabu au yaliyomo yaliyomo (kubadilisha mantissa), lakini pia ni mantiki.

Programu yenyewe ni sahani ndogo mraba (chip), ndani ambayo ni mamilioni ya transistors. Wakati mwingine kifaa hiki kinaitwa pia microcircuit jumuishi.

Je, processor inajumuisha nini?

Ikiwa tunazungumzia jinsi mchakato wa Intel au AMD mshindani wake anavyofanya kazi, tunahitaji kuangalia jinsi vipichi hivi vinavyopangwa. Microprocessor ya kwanza (kwa njia, ilikuwa kutoka Intel, mfano 4040) ilionekana nyuma mwaka 1971. Inaweza kufanya shughuli rahisi zaidi za kuongeza na kuondokana na usindikaji wa bits 4 tu ya habari, yaani, alikuwa na usanifu wa 4-bit.

Wasindikaji wa kisasa, kama wazaliwa wa kwanza, wanategemea transistors na wana utendaji wa kasi zaidi. Wao huzalishwa kwa njia ya photolithography kutoka kwa idadi fulani ya sahani za silicon za kibinafsi, ambazo huunda kioo kimoja, ambacho transistors huchapishwa. Mpango huo unaloundwa kwa kasi maalum kwa kasi ya boroni. Katika muundo wa ndani wa wasindikaji, sehemu kuu ni nuclei, mabasi na chembe za kazi, inayoitwa marekebisho.

Makala kuu

Kama kifaa kingine chochote, processor ina sifa za vigezo fulani, ambavyo haziwezi kuepukwa kwa kujibu swali la jinsi processor inavyofanya kazi. Kwanza kabisa ni:

• Idadi ya cores;
• Idadi ya nyuzi;
• Ukubwa wa cache (kumbukumbu ya ndani);
• Mzunguko wa saa;
• Kasi ya Tiro.

Kwa sasa, hebu tuache saa ya saa. Si ajabu kwamba processor inaitwa moyo wa kompyuta. Kama moyo, inafanya kazi katika hali ya kupigana na namba fulani ya mzunguko kwa pili. Mzunguko wa saa hupimwa katika MHz au GHz. Ya juu ni, kazi zaidi kifaa kinaweza kufanya.

Kwa mzunguko gani unaofanya processor, mtu anaweza kujifunza kutokana na sifa zake zilizotangaza au angalia maelezo katika habari ya mfumo. Lakini katika mchakato wa usindikaji amri mzunguko unaweza kutofautiana, na wakati overclocking (overclocking) ongezeko kwa mipaka kali. Kwa hivyo, mzunguko wa saa uliotangazwa ni wastani tu.

Idadi ya cores ni kiashiria kinachoamua idadi ya vituo vya usindikaji wa processor (haipaswi kuchanganyikiwa na nyuzi-idadi ya cores na thread inaweza si sanjari). Kutokana na usambazaji huu, inakuwa inawezekana kuhamisha shughuli kwa cores nyingine, na hivyo kuongeza utendaji wa jumla.

Jinsi processor inafanya kazi: amri za usindikaji

Sasa kidogo kuhusu muundo wa amri zinazoweza kutekelezwa. Ikiwa unatazama jinsi mchakato inafanya kazi, unahitaji kuelewa wazi kwamba amri yoyote ina vipengele viwili - kazi na kazi.

Sehemu ya uendeshaji inaonyesha nini mfumo wa kompyuta inapaswa kufanya wakati huu, operesheni huamua kile mchakato unapaswa kufanya kazi. Kwa kuongeza, msingi wa processor unaweza kuwa na vituo viwili vya kompyuta (chombo, mkondo) ambacho hutenganisha utekelezaji wa amri katika hatua kadhaa:

• Uzalishaji;
• Decryption;
• Utekelezaji wa amri;
• Upatikanaji wa kumbukumbu ya processor yenyewe
• Inahifadhi matokeo.

Leo, caching tofauti hutumiwa kwa njia ya kutumia viwango viwili vya kumbukumbu ya cache, ambayo inepuka kuingiliwa kwa amri mbili au zaidi ili kufikia moja ya vitalu vya kumbukumbu.

Wachunguzi kwa aina ya amri za usindikaji hugawanywa katika mstari (utekelezaji wa amri kwa utaratibu wa foleni yao ya kuandika), baiskeli na matawi (utekelezaji wa maagizo baada ya usindikaji hali ya tawi).

Shughuli zilizofanyika

Miongoni mwa kazi kuu zinazowekwa kwa processor, kwa maana ya amri au maelekezo ya kutekeleza, kuna kazi tatu kuu:

• Matendo ya hisabati kwa misingi ya kifaa cha hesabu ya hesabu;
• Kusonga data (habari) kutoka aina moja ya kumbukumbu hadi nyingine;
• Kufanya maamuzi juu ya utekelezaji wa timu, na kwa misingi yake - uchaguzi wa kugeuka kwenye seti nyingine za amri.

Ushirikiano na kumbukumbu (ROM na RAM)

Katika mchakato huu, ni lazima ielewe vipengele vile kama basi na kusoma na kuandika kituo, ambacho kinaunganishwa na vifaa vya kuhifadhi. ROM ina seti ya kudumu ya byte. Kwanza, basi ya anwani huomba ombi maalum kutoka kwa ROM, kisha huiingiza kwa basi ya data, baada ya kituo hicho kinasoma mabadiliko ya hali yake na ROM hutoa tote iliyoombwa.

Lakini wasindikaji hawawezi tu kusoma data kutoka RAM, lakini pia rekodi yao. Katika kesi hii, kituo cha rekodi kinatumika. Lakini, ikiwa unaelewa, kwa kompyuta kubwa na za kisasa zinaweza kufanya kinadharia bila RAM kabisa, kama wadogo wadogo wadogo wa kisasa wanaweza kuweka data za lazima kwa moja kwa moja katika kumbukumbu ya chip processor yenyewe. Lakini huwezi kufanya bila ROM.

Miongoni mwa mambo mengine, mfumo huanza kutoka kwa vifaa vya kupima vifaa (amri ya BIOS), na kisha basi udhibiti huhamishiwa kwenye mfumo wa uendeshaji wa bootable.

Ninawezaje kuangalia kama processor inafanya kazi?

Sasa hebu tuangalie vipengele vingine vya hundi ya utendaji wa processor. Inapaswa kuelewa wazi kwamba ikiwa mtengenezaji hakuwa na kazi, kompyuta haitakuwa na uwezo wa kuanza download kabisa.

Kitu kingine ni wakati unahitaji kuangalia kiashiria cha kutumia uwezo wa processor wakati fulani. Unaweza kufanya hivyo kutoka kwa "Meneja wa Kazi" (kinyume na mchakato wowote, unaonyesha kiasi gani cha matumizi ya CPU). Ili kuiona kipangilio hiki, unaweza kutumia tab ya Utendaji, ambapo kufuatilia mabadiliko ni wakati halisi. Vigezo vya juu vinaweza kuonekana kwa msaada wa programu maalum, kwa mfano, CPU-Z.

Kwa kuongeza, unaweza kutumia cores nyingi za processor, kwa kutumia usanidi wa mfumo (msconfig) na vigezo vya ziada vya boot kwa hili.

Matatizo iwezekanavyo

Hatimaye, maneno machache kuhusu matatizo. Hapa watumiaji wengi wanauliza, wanasema, kwa nini msindikaji anafanya kazi, na mfuatiliaji haukubali? Hali hii haina chochote cha kufanya na CPU. Ukweli ni kwamba unapogeuka kwenye kompyuta yoyote, kwanza unapima adapter ya graphics, na kisha tu kila kitu kingine. Pengine shida ni katika mchakato wa graphics ya chip (wote wa kasi ya video ya kisasa wana wasindikaji wao wa graphics).

Lakini kwa mfano wa utendaji wa mwili wa mwanadamu, mtu lazima aelewe kwamba katika hali ya kushindwa kwa moyo, viumbe vyote hufa. Hivyo kwa kompyuta. Programu haifanyi kazi - mfumo wa kompyuta nzima "hufa".