Как работает процессор?



Как работает процессор?

Без процессора компьютер работать не будет и это все знают, а как работает процессор компьютера знают только единицы. Кого-то удовлетворяет ответ, что он что-то там считает, но намного больше и круче калькулятора, ну а мы же далее попробуем разобрать принцип его работы немного больше и на доступном языке.

Для четкого понимания принципа работы процессора необходимо разбираться в системах исчисления, принципах работы электронных компонентов и прочего, поэтому мы будем рассматривать этот процесс очень упрощенно, не упоминая все детали и термины.

Во время своей работы процессор выполняет программу, записанную в памяти. В состав процессора входит множество других цифровых устройств, которые помогают прочитать и выполнить данную программу.

Когда программист пишет какую-либо программу, от использует различные команды и операторы, с помощью которых записывается понятный человеку код, т.е. последовательность действий при выполнении каких-то условий. При окончательном создании программы этот текст обрабатывает компилятор, преобразующий код программы в машинный код. Этот машинный код может сразу написать и человек используя язык программирования Assembler, но процесс этот крайне трудоемок и долгий, ведь несколько строк обычной программы преобразуется в десятки команд машинного кода.

На языке Ассемблера программа записывается в виде шестнадцатеричного кода, который в виде двоичных чисел записывается в память. Во время включения процессора начинается считывание данных из памяти начиная с определенной ячейки, адрес которой заранее известен. Считанные данные обрабатываются дешифратором команд, который преобразует код в набор сигналов, приводящих в действие различные компоненты процессора. В результате обрабатываемые данные записываются в отдельные регистры памяти и задаются команды для выполнения операций над данными.

Далее в работу включается арифметико-логическое устройство ALU, которое и производит все необходимые математические действия с данными, уже помещенными в отдельные ячейки памяти. ALU может выполнять только сложение двоичных чисел, вычитание и сдвиг, причем вычитание чаще всего реализуется как сложение с учетом знака числа. Все остальные математические операции производятся комбинацией этих возможностей. Результатом работы процессора может быть какое-то значение, записанное в определенную ячейку памяти, выдача команды другим устройствам и прочее.

В современных многоядерных процессорах всю работу все равно выполняет одно ядро, если программным путем не реализована поддержка работы с несколькими ядрами процессора. Скорость работы ядра процессора зависит от задающих импульсов тактов, которые подаются на него с определенной частотой. За каждый такой такт процессор производит какую-то операцию. Например, на первом такте считывается информация из памяти и заносится в необходимые регистры процессора, на следующем такте производится арифметическая операция над этими числами, на следующем значение записывается в необходимую область памяти.

На самом деле все гораздо сложнее, но иначе бы было совершенно ничего не понятно для неподготовленного человека.

Возможно Вас это заинтересует:
Как снять вентилятор с процессора?
Какой процессор intel core i5 лучше?
Какой процессор лучше amd или intel core?
Какой самый лучший процессор amd?