כמעט כולם יודעים שהדבר העיקרי במחשברכיב בין כל רכיבי ה"ברזל "הוא המעבד המרכזי. אבל מעגל של אנשים לדמיין איך עובד המעבד הוא מוגבל מאוד. לרוב המשתמשים אין מושג על כך. וגם כאשר המערכת מתחילה פתאום "להאט", אנשים רבים מאמינים כי המעבד הזה לא עובד טוב לא מייחסים חשיבות לגורמים אחרים. כדי להבין את המצב, לשקול כמה היבטים של העבודה של המעבד.
מעבד מרכזי (CPU או באנגלית)גרסת המעבד היא הלב של כל מערכת מחשב. כל פעולות החישוב מוקצות לו, ולא רק חישובים אריתמטיים או נקודה צפה (שינוי מנטיסה), אלא גם לוגיים.
המעבד עצמו הוא צלחת מרובע קטן (שבב), שבתוכו יש מיליוני טרנזיסטורים. לפעמים המכשיר הזה נקרא גם משולב microcircuit.
אם אנחנו מדברים על איך מעבד אינטלאו AMD המתחרה שלה, אתה צריך לראות איך מסודרים שבבים אלה. המעבד הראשון (אגב, הוא מאינטל, מודל 4040) הופיע בשנת 1971. הוא יכול לבצע רק את הפעולות הפשוטות ביותר של חיבור וחיסור עם עיבוד רק 4 סיביות של מידע, כלומר, הוא היה ארכיטקטורה 4-bit.
מעבדים מודרניים, כמו הבכור, מבוססיםעל טרנזיסטורים ויש להם מהירות הרבה יותר גדולה. הם מיוצרים על ידי פוטוליטוגרפיה ממספר מסוים של פרוסות סיליקון אינדיבידואליות המרכיבות גביש בודד לתוכו מוטבעים טרנזיסטורים. המעגל נוצר על מאיץ מיוחד עם יוני בורון מואצים. במבנה הפנימי של המעבדים, המרכיבים העיקריים הם ליבות, אוטובוסים וחלקיקים פונקציונליים הנקראים גרסאות.
כמו כל מכשיר אחר, המעבד מאופיין בפרמטרים מסוימים, שכאשר הם עונים על השאלה כיצד עובד המעבד, לא ניתן להתעלם מהם. קודם כל, זה:
לעת עתה, בואו להתעכב על תדר השעון.אין פלא שהמעבד נקרא ליבו של המחשב. כמו הלב, זה עובד במצב פעימות עם מספר מסוים של פעימות בשנייה. תדירות השעון נמדדת ב- MHz או GHz. ככל שהוא גבוה יותר כך המכשיר יכול לבצע יותר פעולות.
באיזו תדר עובד המעבד, תוכלו לגלותמתכונותיו המוצהרות או ראה מידע במידע המערכת. אך בתהליך עיבוד פקודות התדר יכול להשתנות ובמהלך שעון יתר (נעילת יתר) להגדיל עד גבולות קיצוניים. לפיכך, תדר השעון הנתבע הוא רק אינדיקטור ממוצע.
מספר הליבות - אינדיקטור שקובע את המספרמרכזי מחשוב מעבד (אסור להתבלבל עם חוטים - מספר הליבות והחוטים עלולים לא לחפוף זה לזה). עקב חלוקה זו, ניתן להפוך את הפעולות לליבה אחרת ובכך להגדיל את הביצועים הכוללים.
עכשיו קצת על מבנה הפקודות ההפעלה. אם אתה מסתכל על אופן פעולתו של המעבד, אתה צריך לדמיין בבירור שלכל פקודה יש שני רכיבים - מבצעיים ואופרטים.
החלק המבצעי מציין שהוא צריךלהפעיל את מערכת המחשב כרגע, האופרט קובע על מה המעבד צריך לעבוד. בנוסף, ליבת המעבד עשויה להכיל שני מרכזי מחשוב (מכולות, זרמים) המחלקים את ביצוע הפקודה למספר שלבים:
כיום נעשה שימוש במטמון נפרד בצורה של שימוש בשתי רמות של זיכרון מטמון, המאפשר למנוע יירוט על ידי שני צוותים או יותר גישה לאחד מחסמי הזיכרון.
מעבדים לפי סוג עיבוד ההוראות מחולקים ליניאריים (ביצוע הוראות לפי סדר תור ההקלטה שלהם), מחזורי וסתעף (ביצוע הוראות לאחר עיבוד תנאי הסניף).
בין הפונקציות העיקריות שהוקצו למעבד, במובן של פקודות או הוראות מבוצעות, נבדלות שלוש משימות עיקריות:
בתהליך זה, כאלהרכיבים כמו אוטובוס וערוץ קריאה וכתיבה המחוברים להתקני אחסון. ROM מכיל קבוצה קבועה של בתים. ראשית, אוטובוס הכתובות מבקש בתים ספציפיים מ- ROM, ואז מעביר אותו לאוטובוס הנתונים, שלאחריו ערוץ הקריאה משנה את מצבו וה- ROM מספק את הבייט המבוקש.
אך המעבדים לא יכולים לקרוא רק נתונים מ-זיכרון RAM, אך גם רשמו אותם. במקרה זה משתמשים בערוץ ההקלטה. אבל, אם הבנתם, בדרך כלל מחשבים מודרניים יכולים תיאורטית להסתדר ללא זיכרון RAM, שכן בקרי מיקרו מודרניים מסוגלים למקם את בתים הנתונים הדרושים ישירות בזיכרון של שבב המעבד עצמו. אבל אין שום דרך להסתדר בלי ROM.
בין היתר, התחלת המערכת מתחילה ממצב בדיקת ציוד (פקודת BIOS), ורק אז מועברת השליטה למערכת ההפעלה הטעונה.
כעת נבחן כמה היבטים בבדיקת בריאות המעבד. עליכם להבין בבירור שאם המעבד לא היה עובד, המחשב לא יוכל להתחיל את ההורדה כלל.
דבר נוסף כשצריך להסתכל עליואינדיקטור לשימוש ביכולות מעבד בנקודה מסוימת. ניתן לעשות זאת מ"מנהל המשימות "הרגיל (בניגוד לכל תהליך מצוין כמה אחוז מעומס המעבד הוא נותן). כדי לקבוע חזותית פרמטר זה, אתה יכול להשתמש בכרטיסיית הביצועים, שם מעקב אחר שינויים בזמן אמת. ניתן לראות פרמטרים מתקדמים באמצעות תוכניות מיוחדות, למשל, CPU-Z.
בנוסף, אתה יכול להשתמש בכמה ליבות מעבד, באמצעות תצורת המערכת (msconfig) ופרמטרים נוספים לאתחול.
לבסוף, כמה מילים על הבעיות.כאן, משתמשים רבים שואלים, לדבריהם, מדוע המעבד עובד, אך המסך אינו נדלק? למצב זה אין קשר למעבד המרכזי. העובדה היא שכשאתה מדליק מחשב כלשהו, מתאם הגרפי נבדק תחילה, ורק אחר כך כל השאר. אולי הבעיה טמונה בדיוק במעבד של השבב הגרפי (לכל מאיצי הווידיאו המודרניים יש מעבדים גרפיים משלהם).
אלא על הדוגמא לתפקודו של האדםיש להבין את האורגניזם שבמקרה של דום לב האורגניזם כולו מת. אז עם מחשבים. המעבד לא עובד - כל מערכת המחשבים "מתה".
