تحصیلات:دانشکده ها و دانشگاه ها

دستگاه های موجود در پردازنده: توضیحات، توابع

امروزه در خانه های اکثریت قریب به اتفاق ساکنان کشورهای توسعه یافته، چندین کامپیوتر، و همچنین تبلت ها و سایر دستگاه های تلفن همراه وجود دارد. قلب هر یک از این پردازنده (CPU یا CPU) است. این ساختار پیچیده ای دارد. برای درک چگونگی عملکرد کامپیوتر، شما باید آنچه را که در پردازنده ذکر شده است پیدا کنید.

هدف و عملکرد

قبل از مطالعه دستگاههایی که بخشی از پردازنده هستند، باید آنچه را که برای آن طراحی شده است پیدا کنید. بنابراین، پردازنده دستگاه مرکزی رایانه است. هدف این است:

  • برای کنترل کار کامپیوتر، پس از یک برنامه مشخص؛
  • انجام عملیات پردازش اطلاعات

دستگاه های موجود در پردازنده

در حال حاضر CPU یک مدار یکپارچه خاص است.

دستگاه هایی که پردازنده را تشکیل می دهند عبارتند از:

  • ثبت نام
  • حافظه پنهان؛
  • اتوبوس های داده و آدرس؛
  • ALU (منطق محاسباتی)؛
  • coprocessor ریاضی

ثبت نام کنید

این یک بلوک از سلول های حافظه است که حافظه فوق العاده سریع را در داخل CPU تشکیل می دهند. این است که خود استفاده می شود و برای برنامه نویسان در دسترس نیست. مقدار حافظه فقط چند صد بایت است.

ثبت نام پردازنده ها به 2 نوع تقسیم می شوند: هدف کلی و ویژه.

ثبت از نوع 1 استفاده می شود زمانی که عملیات منطقی و حساب محاسباتی یا عملیات از مجموعه دستورالعمل های اضافی به عنوان SSE، MMX و غیره انجام می شود.

ثبت نوع دوم حاوی داده های سیستم مورد نیاز برای بهره برداری از پردازنده است. این شامل ثبت نام کنترل، آدرس سیستم، خطایابی و غیره دسترسی به آنها به شدت تنظیم می شود.

علاوه بر این، چنین دستگاههایی شامل یک دستور متشکل از آدرس فرمانی است که CPU در چرخه عملیات بعدی شروع می شود.

حافظه پنهان

دستگاه هایی که پردازنده را تشکیل می دهند بسیار متنوع هستند. این شامل کش است این حافظه فوق العاده عمل می کند. هدف از استفاده از آن، سرعت بخشیدن به کار کامپیوتر است. برای انجام این کار، هنگامی که شما به پردازنده در حافظه دسترسی پیدا می کنید، ابتدا بررسی کنید که آیا اطلاعات درخواست شده در حافظه پنهان ذخیره می شود یا خیر. برای این منظور، آدرس درخواست ورودی را با مقادیر تمام برچسب های کش که این داده ها می توانند ذخیره شوند، مقایسه کنید. تصادف خط کش با برچسب، یک ضربه (کش کش) است. در مورد مخالف، یک حافظه پنهان ثابت است. Cache hit اجازه می دهد تا پردازنده را بلافاصله با برچسب تطبیق داده ها را در یک خط خواندن یا نوشتن انجام دهد. اندازه گیری کارایی حافظه پنهان برای الگوریتم انتخاب شده (برنامه) نسبت تعداد دفعات مشاهده نشدن حافظه پنهان به تعداد کل درخواست پردازنده ها به حافظه است، که رتبه بندی ضربه نامیده می شود.

ALU

اگر چه برخی از دستگاه های که بخشی از پردازنده حافظه خود دارند، ALU یک طرح ترکیبی خاص بدون عناصر از حافظه خود است. هدف آن اجرای مهمترین عملیات پردازش داده است:

  • 2 ورودی برای 2 ورودی (محتویات 2 رجیستر، و غیره) را قبول می کند.
  • شکل و خروجی خروجی عملیات.

این شامل اجرای یک مجموعه عملیات حساب محاسباتی ساده (AO)، به سه دسته اصلی تقسیم می شود: منطقی، ریاضی و عملیات بیت. AO یک روش پردازش داده (تفریق، اضافه کردن، ضرب یا تقسیم) است که استدلال و نتایج اعداد است. آنها با عملیات منطقی متفاوتند. آنها به عنوان روش هایی هستند که عبارات پیچیده ای را (AND، NOT، OR) ایجاد می کنند.

دستگاه منطقی ریاضی شامل ثبت ها، عنصر کنترل و عددی با مدارهای منطقی است. این کار مطابق با کدهای عملیاتی است که بر روی متغیرهایی که در رجیستر قرار می گیرند اجرا می شود.

اتوبوس داده ها و آدرس

این دستگاه ها، که بخشی از پردازنده هستند، مجموعه ای از هادی ها هستند. اول از آنها برای انتقال آدرس مکان حافظه ای که داده ها ارسال می شود، در نظر گرفته شده است. برای هر یک از آنها یک بیت ارسال می شود. این به 1 رقم در آدرس مربوط است. افزایش تعداد هادیهای مورد استفاده برای تولید آدرس باعث می شود تعداد بیشتری از سلول ها برچسب گذاری شوند. عرض اتوبوس حداکثر مقدار حافظه را که می تواند توسط پردازنده مورد توجه قرار گیرد، تعیین می کند.

اگر داده اتوبوس با بزرگراه مقایسه شود و به عنوان خط بیت با تعداد خطوط شمارش شود، سپس اتوبوس آدرس با شماره خیابان یا خانه همراه است. تعداد خطوط آن برابر با تعداد ارقام (نشانه ها) در شماره خانه است. بنابراین، اگر در خیابان خاص تعداد خانه ها بیش از دو رقم اعشار باشد، تعداد خانه های واقع شده روی آن نمی تواند بیش از 100 (یعنی 102) باشد. با شماره های 3 رقمی، تعداد آدرس های ممکن به 103 افزایش می یابد.

اتوبوس های آدرس و داده مستقل هستند، و طراحان تراشه عمق بیت خود را با اختیار خود انتخاب می کنند. در همان زمان، تعداد بیشتری در اتوبوس داده وجود دارد، بیشتر آنها در اتوبوس آدرس هستند. عمق بیت آن شاخصی از توانایی یک پردازنده خاص است. به طور خاص، در اتوبوس داده، این توانایی پردازنده را برای تبادل اطلاعات تعیین می کند و عرض اتوبوس آدرس نشان دهنده میزان حافظه ای است که می تواند کار کند.

coprocessor ریاضی

در ادامه به بررسی آنچه که در رایانه پردازنده گنجانده شده است، نمیتوانیم چند کلمه در مورد این دستگاه بگوئیم. این طراحی شده است تا قابلیت های CPU را گسترش دهد و قابلیت های آن را از طریق یک ماژول از عملیات های به اصطلاح شناور برای پردازنده هایی که یک ماژول یکپارچه ندارند، ارائه دهد.

هم ریز پردازنده ریاضی یکی از عناصر اجباری کامپیوتر نیست و می تواند از بین رفته باشد. قبلا، بسیاری از تولیدکنندگان این کار را بر اساس ملاحظات اقتصادی انجام دادند.

با این حال، در حل مشکلات که نیاز زیادی به محاسبات ریاضی (برای محاسبات علمی یا مهندسی)، لازم بود برای حل مشکل افزایش بهره وری از کامپیوتر.

اگر قبلا ماژول رفرنس coprocessor در مادربورد به عنوان یک تراشه جداگانه نصب شده بود، پس در رایانه های شخصی شخصی، استفاده از این دستگاه در این فرمت لازم نیست، زیرا از ابتدا در پردازنده مرکزی ساخته شده است.

سایر دستگاه های کامپیوتر

یک کامپیوتر شخصی یک سیستم پیچیده و یکپارچه است.

تمام دستگاه های ممکن که بخشی از رایانه هستند، نمی توانند در دو کلمه ذکر شوند.

علاوه بر پردازنده، رایانه همچنین شامل موارد زیر است:

  • مادربرد با یک اتصال برای اتصال CPU؛
  • هارد دیسک و دیسک های مغناطیسی انعطاف پذیر ؛
  • منبع تغذیه؛
  • حافظه؛
  • دیسک های جامد و دیسک های دی وی دی؛
  • اتصالات (پورت ها) برای دستگاه های اضافی و غیره

علاوه بر این، دستگاه های مختلفی از قبیل:

  • موس کامپیوتر
  • صفحه کلید؛
  • میکروفون؛
  • سخنرانان و غیره

حالا می دانید که تمام دستگاه های ممکن که کامپیوتر را تشکیل می دهند، بخشی از سیستم پیچیده ای است که توسط پردازنده کنترل می شود. نقش آن نمی تواند بیش از حد مورد توجه قرار گیرد، زیرا کار کامپیوتر بستگی به عملکرد عادی آن دارد. در حال حاضر، کارشناسان پیش بینی می کنند که در دهه های آینده بخش مهمی از پردازنده ها تغییرات قابل ملاحظه ای خواهد داشت. این به خاطر این واقعیت است که فرآیند تکنولوژیک منسوخ میشود، رایانههای کوانتومی، رایانههای زیستی و غیره رایانه معمولی را جایگزین میکند.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 fa.birmiss.com. Theme powered by WordPress.