Vnútorné časti CPU a jeho funkcia?

Vnútorné časti CPU (centrálna spracovateľská jednotka) sú zložité a vzájomne prepojené, ale môžu byť všeobecne rozdelené do niekoľkých kľúčových komponentov:

1. Riadiaca jednotka (Cu):

* Funkcia: CU je „mozog“ CPU, načítava pokyny z pamäte, dekóduje ich a usmerňuje vykonávanie týchto pokynov. Pôsobí ako ovládač dopravy a koordinuje všetky ostatné komponenty. Spravuje cyklus-decode-Cytle Cyklus.

2. Aritmetická logická jednotka (ALU):

* Funkcia: ALU vykonáva aritmetické operácie (sčítanie, odčítanie, násobenie, delenie) a logické operácie (a alebo, alebo XOR, nie) na údajoch. Tam sa vyskytujú skutočné výpočty.

3. Registre:

* Funkcia: Vysokorýchlostné úložné miesta v rámci CPU. Držia údaje a pokyny, ktoré sa v súčasnosti spracúvajú. Existujú rôzne typy registrov vrátane:

* Všeobecné registre: Používa sa na dočasné ukladanie údajov počas výpočtov.

* Inštrukčný register (IR): Drží vykonané súčasné pokyny.

* Program Counter (PC): Drží adresu pamäte ďalšej inštrukcie, ktorá sa má načítať.

* Stavový register (SR/Flags): Obsahuje informácie o výsledkoch operácií (napr. Prejdite, nula, pretečenie).

4. Vyrovnávacia pamäť:

* Funkcia: Na samotnom čipe CPU sa nachádza veľmi rýchla pamäť. Ukladá často prístup k údajom a pokynom, čo výrazne zrýchľuje spracovanie znížením potreby prístupu k pomalšej hlavnej pamäte (RAM). Existujú rôzne úrovne vyrovnávacej pamäte (L1, L2, L3), pričom L1 je najrýchlejší a najmenší a L3 je najpomalší a najväčší.

5. Jednotka rozhrania zbernice (BIU):

* Funkcia: Spravuje komunikáciu medzi CPU a inými komponentmi počítačového systému, ako sú pamäť a vstupné/výstupné zariadenia. Zahŕňa to prenos údajov a pokynov do CPU az CPU.

6. Jednotka s pohyblivou rádovou čiarkou (FPU):

* Funkcia: Špecializovaná jednotka na manipuláciu s aritmetikou s pohyblivým bodom (výpočty zahŕňajúce desatinné čísla). Je to nevyhnutné pre vedecké a grafické aplikácie. Mnoho moderných CPU integruje FPU do jadra, zatiaľ čo niektoré staršie ho mali ako samostatný čip.

7. Jednotka správy pamäte (MMU):

* Funkcia: (Nie sú prítomné vo všetkých CPU, najmä vo všetkých jednoduchších) riadi preklad adries virtuálnej pamäte na adresy fyzickej pamäte. To je rozhodujúce pre prevádzku multitaskingu a virtuálnej pamäte.

Ako spolupracujú:

Cyklus, ktorý je výsledkom načítania, je srdcom operácie CPU:

1. načítať: CU načíta ďalšiu inštrukciu z pamäte (často s vyrovnávacou pamäťou a biu). Adresa inštrukcie sa získa z počítača.

2. dekód: CU dekóduje načítanú inštrukciu na určenie operácie, ktorá sa má vykonať, a zapojené operandy (údaje).

3. Vykonajte: CU usmerňuje ALU alebo FPU na vykonanie určeného operácie údajov uchovávaných v registroch. Výsledky sú uložené v registroch.

4. obchod (implicitné): Výsledky operácie môžu byť uložené späť do pamäte alebo do iných registrov. PC sa aktualizuje tak, aby poukazoval na ďalšiu inštrukciu.

Tento cyklus sa opakuje nepretržite a spracováva pokyny jeden po druhom, čo umožňuje CPU vykonávať svoje výpočtové úlohy. Rýchlosť a efektívnosť týchto procesov určujú celkový výkon CPU.

• Predchádzajúca strana: Ako sa meria rýchlosť CPU? 
• Ďalšia strana: Aké sú štyri možnosti frekvencií pre procesor?