Què és la CPU?

Acard symbol Unitat de processament central (CPU) és una de les parts més importants de qualsevol ordinador. Sovint es referia al cervell d'un ordinador, processos i executa les nostres ordres i juga un gran paper en la velocitat i eficiència d'un dispositiu.

Com a desenvolupador, entendre com funciona la CPU amb la depuració i la resolució de problemes, juntament amb la comprensió i la millora de l'actuació del programari.

De cap manera, explorarem per a què s'utilitzen les CPU, els seus components subjacents, i com funcionen amb altres parts de l'arquitectura d'un ordinador.

Els bàsics de la CPU

La CPU és un component de maquinari trobat en el tauler de circuits del vostre ordinador o dispositiu intel·ligent. Sembla un petit xip de silici, però té un enorme poder de computació gràcies als seus transistors construïts, que tenen seqüències de binari Números que actuen com a porta lògica.

La CPU es troba prop del xip gràfic i la memòria física en un ordinador tradicional. En els dispositius amb espais limitats, els fabricants poden usar un sistema en xip (SOC). El SOC combina la CPU amb altres components de tecla per a fer- los més fàcils d' inserir en un petit espai.

També podeu trobar CPU construïdes en màquines virtuals . S'utilitzen màquines virtuals anomenades hipervisors per crear CPU, memòria i altres components necessaris per processar les ordres d'informàtica.

Components de la CPU

Diversos components importants formen la CPU, incloent:

Unitat de control (UC) : Circuits que arriben a la memòria, unitats lògiques i la sortida dels dispositius enviant senyals de control que dicta el que cada component ha de fer.
Unitat de lògica Aritmètica (ALU) : Un circuit que realitza càlculs mentre que la unitat de càlcul d' adreces calcula on es desa alguna informació a la memòria principal de l' ordinador.
Unitat de gestió de memòria (MU): Un component que assigna memòria per a cada programa i gestiona el sistema RAM , cache, i recursos per a objectes i estructures de dades.

Totes les CPU també tenen un Cau de memòria reservada construïda a l' ordinador, permetent- lo realitzar ordres ràpidament sense treure memòria de l' àrea d' emmagatzematge de dades principal. Perquè la memòria cau de la CPU està situada al costat del nucli del processador, la memòria es pot recuperar ràpidament, però només hi ha una quantitat limitada a la memòria cau.

Aquest cau desa còpies d' informació usades durant la sessió actual per a fer les tasques més ràpides i més fàcils de completar. Dins de la memòria cau de la CPU, hi pot haver múltiples capes, amb un nivell normalment un nivell de partida i un nivell dos actuant com a lloc per a informació des del nivell u per a moure's quan estigui ple.

Què fa la CPU?

En comparació amb una calculadora, la CPU fa càlculs bàsics que permeten que l' ordinador respongui a les vostres ordres. Cada CPU té un conjunt d' ordres integrats coneguts com a conjunt d' instruccions. Aquestes tasques bàsiques estan dissenyades a la CPU i inclouen càlculs matemàtics simples.

Les CPU només entenen el codi binari, així que el programari necessita traduir ordres en una sèrie de codis binaris simples que entenen la CPU. Les instruccions complexes es trenquen en tasques més simples que la CPU pot completar usant el coneixement emmagatzemat en el conjunt d' instruccions. Llavors, cada codi binari travessa una sèrie de tres passos coneguts com a cicle d' instruccions:

Obtén : En aquest pas, la CPU recupera l' ordre de l' ordinador RAM (La memòria d' accés aleatori).
Descode : La CPU calcula el que cal per fer que l' ordre passi.
Executa : La CPU executa les accions necessàries per completar l' ordre.

Una vegada finalitzat el procés, la CPU es mou automàticament a la següent tasca a la cua i comença el cicle d' instruccions de nou des del primer pas.

El temps de processament de l'ordinador i la resposta dependrà molt de la CPU. Tot i així, també poden estar influenciats per la memòria, el poder de processament fonamental, i altres factors.

Quina és la taxa del rellotge de la CPU?

La velocitat del rellotge d' una CPU és una part important de com funciona i assegura l' operació consistent de l' ordinador.

El senyal del rellotge diu que la CPU ha de reiniciar la seva seqüència d' operacions de processament. Un ordinador amb una velocitat de rellotge més ràpida reinicia la seqüència més sovint, fent que la CPU funcioni més ràpid i condueixi a operacions més ràpides.

Tot i així, la taxa de rellotge ha de coincidir amb les operacions de la CPU a treballar correctament, així que simplement establir el senyal del rellotge per repetir sovint no funcionarà més ràpid.

Per a la funció de l' ordinador, la CPU ha de completar un cicle i enviar tots els senyals necessaris per completar una operació abans de que s' enviï el senyal del rellotge un altre cop per a reiniciar el cicle. En CPU més complexes, es poden posar múltiples senyals de rellotge. Això assegura que la CPU continua sincronitzada i completa la seqüència completa.

Altres components usats amb la CPU

Els ordinadors moderns tenen com a mínim dos nuclis operadors per mantenir-se units amb el nombre d'operacions que s'estan executant alhora. Alguns tenen tants nuclis de 24 en processadors d'alta velocitat. De vegades es diu processador multicocre.

Aquests processadors, juntament amb la CPU, són capaços de realitzar el que es coneix com a multifillar. Aquí és on la CPU essencialment crea dos nuclis virtuals que són capaços de realitzar tasques i executar sistemes operatius per separat, donant el mateix efecte que un processador multicore.

Mentre la CPU és un jugador important a la velocitat del processament de l'ordinador, no és l'únic factor. Un altre factor important és la quantitat de RAM disponible. Els poders de la RAM que fa servir l'ordinador proporcionant la memòria a curt termini per executar-los.

La RAM és molt més ràpida d'accedir a altres tipus d'emmagatzematge del vostre ordinador. Les dades desades es desen mentre l' ordinador està en ús i s' esborra quan l' ordinador s' apaga.

En ordinadors amb suficient RAM, quan la CPU intenta enviar una ordre a processar, el temps del processament és molt més lent a mesura que ha de recuperar la memòria disponible d' una altra font.

Sense una CPU en funcionament, un ordinador o un dispositiu intel· ligent no pot interpretar i executar les ordres d' una entrada d' usuari. Així doncs, entendre com funciona aquest component i altres peces de maquinari clau és una part fonamental d'aprenentatge sobre operacions de sistemes i programació informàtica.