logo

TechCodeview

Центральний процесор (CPU)

ЦП [Центральний процесор]. Це мозок комп'ютера. Це частина, яка виконує більшу частину роботи в комп’ютерній системі. Подібно до того, як наш мозок керує нашим тілом і обробляє інформацію, центральний процесор виконує інструкції з програм і виконує обчислення. Він складається з менших компонентів, які працюють разом для виконання завдань, що робить його серцем будь-якого комп’ютерного пристрою.

ЦП виконує всі типи операцій обробки даних від простих арифметичних до складних завдань і всі важливі функції комп’ютера. Це допомагає пристроям введення та виведення спілкуватися один з одним і виконувати відповідні операції. Він також зберігає вхідні дані, проміжні результати між обробкою та інструкції. Робота центрального процесора полягає в тому, щоб переконатися, що все працює гладко та ефективно. У цій статті ми детально розглянемо процесор.



Що таке центральний процесор?

Центральний процесор є найважливішим компонентом a комп'ютерна система . Центральний процесор — це апаратне забезпечення, яке виконує функції введення/виведення, обробки та зберігання даних для комп’ютерної системи. ЦП можна встановити в гніздо ЦП. Ці розетки зазвичай розташовані на материнська плата . Центральний процесор може виконувати різні операції обробки даних. ЦП може зберігати дані, інструкції, програми та проміжні результати.

ЦП

ЦП

Історія ЦП

З 1823 року, коли барон Йонс Якоб Берцеліус відкрив кремній, який досі є основним компонентом, що використовується у виробництві ЦП сьогодні, історія ЦП пережила численні важливі поворотні моменти. Перший транзистор була створена Джоном Бардіном, Уолтером Браттейном і Вільямом Шоклі в грудні 1947 року. У 1958 році Роберт Нойс і Джек Кілбі створили першу робочу інтегральну схему.



Intel 4004 став першим процесором компанії мікропроцесор , який він представив у 1971 році. Для цього потрібна була допомога Теда Гоффа. Коли Intel випустила процесор 8008 у 1972 році, Intel 8086 у 1976 році та Intel 8088 у червні 1979 року, це сприяло ще одній перемозі. Motorola 68000, 16/32-розрядний процесор, також був випущений у 1979 році. The Sun також представила процесор SPARC у 1987 році. AMD представила серію процесорів AM386 у березні 1991 року.

У січні 1999 року Intel представила процесори Celeron 366 МГц і 400 МГц. AMD у квітні 2005 року зі своїм першим двоядерним процесором. Intel також представила процесор Core 2 Dual у 2006 році. Intel випустила перший Core i5 настільний процесор з чотирма ядрами у вересні 2009 року.

У січні 2010 року Intel випустила інші процесори, такі як процесор Core 2 Quad Q9500, перші мобільні процесори Core i3 і i5, а також перші процесори Core i3 і i5 для настільних ПК.



У червні 2017 року Intel випустила настільний процесор Core i9, а в квітні 2018 року Intel представила свій перший мобільний процесор Core i9.

aes проти des

Різні частини центрального процесора

Тепер ЦП складається з 3 основних блоків, а саме:

  • Пам'ять або блок зберігання
  • Пристрій управління
  • ALU (арифметико-логічний пристрій)

Тепер розглянемо блок-схему комп'ютера:

Частини центрального процесора

Тут, на цій діаграмі, також показано три основні компоненти. Отже, давайте детально обговоримо ці основні компоненти.

Пам'ять або блок зберігання

Як випливає з назви, цей пристрій може зберігати інструкції, дані та проміжні результати. Блок пам'яті відповідає за передачу інформації в інші блоки комп'ютера, коли це необхідно. Його також називають внутрішнім накопичувачем, основною пам’яттю, основним накопичувачем або оперативною пам’яттю (RAM), оскільки всі вони є пристроями зберігання.

Його розмір впливає на швидкість, потужність і продуктивність. У комп’ютері є два типи пам’яті первинна пам'ять і вторинна пам'ять. Деякі основні функції блоків пам’яті перераховані нижче:

  • Дані та інструкції зберігаються в блоках пам'яті, які необхідні для обробки.
  • Він також зберігає проміжні результати будь-яких обчислень або завдань, коли вони виконуються.
  • Остаточні результати обробки зберігаються в блоках пам'яті перед тим, як ці результати будуть видані на пристрій виведення для надання виводу користувачеві.
  • Через блок пам'яті передаються всі види вводів і виходів.

Пристрій управління

Як випливає з назви, блок керування контролює роботу всіх частин комп’ютера, але не виконує жодних операцій обробки даних. Виконуючи вже збережені інструкції, він дає вказівки комп’ютеру за допомогою електричних сигналів для вказівок комп’ютерній системі. Він отримує інструкції з блоку пам’яті, а потім декодує інструкції, після чого виконує ці інструкції. Отже, він контролює роботу комп'ютера. Його головне завдання — підтримувати потік інформації через процесор. Деякі основні функції блоку керування перераховані нижче:

  • Контроль даних і передача даних і інструкцій здійснюється блоком керування серед інших частин комп’ютера.
  • Блок управління відповідає за управління всіма блоками комп'ютера.
  • Основне завдання в пристрій управління полягає в тому, щоб отримати інструкції або дані, які вводяться з блоку пам’яті, інтерпретувати їх, а потім керувати роботою комп’ютера відповідно до цього.
  • Блок керування відповідає за зв’язок із пристроями введення та виведення для передачі даних або результатів із пам’яті.
  • Блок керування не несе відповідальності за обробку даних або збереження даних.

ALU (арифметико-логічний пристрій)

ALU (Arithmetic Logic Unit) відповідає за виконання арифметичних і логічних функцій або операцій. Він складається з двох підрозділів, а саме:

рядок java в масив
  • Арифметичний розділ: Під арифметичними операціями ми маємо на увазі такі операції, як додавання, віднімання, множення та ділення, і всі ці операції та функції виконуються ІДИ . Крім того, усі складні операції виконуються шляхом повторного використання згаданих операцій ALU.
  • Логічний розділ: Під логічними операціями ми маємо на увазі такі операції або функції, як вибір, порівняння, зіставлення та об’єднання даних, і всі вони виконуються ALU.

Примітка: ЦП може містити більше одного ALU, і його можна використовувати для підтримки таймерів, які допомагають працювати комп’ютерній системі.

Що робить ЦП?

Основна функція комп’ютерного процесора — виконувати інструкції та створювати вихідні дані. Робота ЦП Отримання, декодування та виконання є основними функціями комп’ютера.

  • Отримати: перший ЦП отримує інструкцію. Це означає, що двійкові числа передаються з оперативної пам’яті в процесор.
  • Декодувати: Коли інструкція вводиться в центральний процесор, він повинен декодувати інструкції. за допомогою ALU (арифметично-логічного пристрою) починається процес декодування.
  • Виконати: Після етапу декодування інструкції готові до виконання.
  • Магазин: Після кроку виконання інструкції готові до збереження в пам’яті.

Типи ЦП

У нас є три різних типи ЦП:

  • Одноядерний процесор: Найстарішим типом комп'ютерного ЦП є одноядерний ЦП. Ці процесори використовувалися в 1970-х роках. ці процесори мають лише одне ядро, яке виконує різні операції. Це означає, що одноядерний процесор може обробляти лише одну операцію за один раз. одноядерний ЦП ЦП не підходить для багатозадачність .
  • Двоядерний процесор: Двоядерні процесори містять одну інтегральну схему з двома ядрами. Кожне ядро ​​має свій кеш і контролер. Ці контролери та кеш працюють як єдине ціле. двоядерний ЦП можуть працювати швидше, ніж одноядерні процесори.
  • Чотирьохядерний процесор: Чотирьохядерні процесори містять два двоядерні процесори в одній інтегральній схемі (IC) або мікросхемі. Чотирьохядерний процесор містить мікросхему з чотирма незалежними ядрами. Ці ядра зчитують і виконують різні інструкції, які надає ЦП. Чотири ядра ЦП збільшує загальну швидкість програм. Навіть не підвищуючи загальну тактову частоту, це призводить до підвищення продуктивності.

Що таке продуктивність ЦП?

Продуктивність центрального процесора — це швидкість, з якою процесор (CPU) комп’ютера може виконати завдання. Вимірюється кількістю інструкції завершено за одну секунду. Його продуктивність залежить від тактової частоти процесора та інших факторів, таких як дизайн і розмір кешу.

Що таке комп’ютерні програми і де вони зберігаються?

А комп'ютерна програма - це набір інструкцій, написаних програмістом, який повідомляє комп'ютеру, що робити. Наприклад, використання веб-браузера чи текстового процесора – це програма. Виконання математичних операцій на комп’ютері, клацання та вибір елементів за допомогою миші чи сенсорної панелі також є програмою.

Зберігання програм

Є два способи зберігання програм в пам'яті комп'ютера:

  • Постійне зберігання: Програми постійно зберігаються на запам'ятовуючих пристроях, таких як HDD , або SSD .
  • Тимчасове зберігання: Коли програма працює на центральному процесорі, її дані зберігаються в оперативній пам’яті з жорсткого диска або SDD. Тимчасово тому що ОЗП є енергонезалежним, він втрачає всі дані при вимкненні живлення.

Переваги

  • Універсальність : ЦП може виконувати складні завдання, від базових обчислень до керування операційною системою.
  • Продуктивність : Сучасні процесори відрізняються швидкістю і здатні виконувати мільярди обчислень за секунду.
  • Багатоядерний : ЦП має багато ядер і здатний виконувати кілька завдань одночасно.
  • Сумісність : ЦП розроблено для сумісності з широким спектром програмного забезпечення, що допомагає запускати різні програми за допомогою одного ЦП.

Недоліки

  • Перегрів : ЦП виділяє багато тепла під час виконання складних завдань. Для цього потрібні ефективні рішення для охолодження, такі як вентилятори або рідинні системи охолодження.
  • Споживання енергії : Високопродуктивні процесори можуть споживати різну кількість енергії, що призводить до збільшення рахунків за електроенергію та потреби в надійному джерелі живлення.
  • Вартість : ЦП із найвищою продуктивністю може бути дорогим. Що може бути перешкодою для деяких користувачів або програм, які потребують високої обчислювальної потужності.
  • Обмежена паралельна обробка : хоча багатоядерні процесори можуть виконувати кілька завдань одночасно, вони все одно не настільки ефективні в паралельній обробці, як спеціалізоване обладнання, наприклад графічні процесори ( Блоки обробки графіки ), які призначені для виконання багатьох завдань одночасно.

Висновок

ЦП - це мозок комп'ютера. Він містить усі інструкції програм, обробляючи все, від простих обчислень до складних завдань. Без центрального процесора комп’ютер не міг би запускати програми чи виконувати будь-які дії. Без комп'ютера УПУ як тупа маніша. Тому це дуже важливо для загального функціонування комп’ютера.

Часті запитання щодо центрального процесора – поширені запитання

Чи є центральний процесор і мікропроцесор?

Терміни центральний процесор і мікропроцесор часто використовуються як синоніми, але це не те саме. Усі центральні процесори є мікропроцесорами, але зворотне не вірно.

Які бувають типи ЦП?

В основному існує три типи ЦП:

  • Одноядерний процесор: Він має одне ядро, яке використовується для обробки даних. це найстаріший процесор. Це виконує одне завдання за раз.
  • Двоядерний процесор: Цей ЦП має два ядра та одну інтегральну схему.
  • Чотирьохядерний процесор: Цей ЦП має два двоядерні процесори та одну інтегральну схему.

З чого зроблені процесори?

Процесор виготовлений із кремнію. кремній - напівпровідниковий метал. Електричні підключення до контактів, які створюють контакт з материнською платою. Процесор виробляє багато тепла, тому вбудований розподільник тепла також існує на вершині.

Які різні частини ЦП?

Є три різні частини ЦП:

  • Арифметико-логічний блок (АЛП): Т Арифметично-логічний блок (або ALU) виконує арифметичні та логічні операції.
  • Блок керування (CU): Блок управління зв'язком з пристроями введення і виведення для передачі даних з пам'яті.
  • Блок пам'яті або накопичувача: Через блок пам'яті розподіляються всілякі входи та виходи.