Централен процесор/Central processing unit (CPU)

Общо описание на процесора

Процесорът е сърцето на компютърната система, изпълнява инструкциите и борави с данни. Представлява малка капсулирана силициева пластина с вградени микроелектронни елементи.
Микропроцесорите дълго време представляваха един-единствен чип, който се свързваше към различни по размер гнезда (sockets) върху дънната платка.

Съвременният микропроцесор най-общо се състои от ядро и кеш-памет и входни, изходни и контролни изводи от общ електрически характер.

Много от по-новите модели се произвеждат върху обособена платка с интегрални схеми, която се поставя в специален процесорен слот върху дънната платка.

Той изпълнява набор от команди, реализирани логически от транзисторни схеми.

Най-важните характеристики на един процесор са:

• Тип на процесора;
• Скоростта, с която работи;
• Размер и тип на включената в него кешпамет;
• Разредност на (колко битова е) шината за данни;
• Колко битова адресна шина поддържа;
• Допълнителни процесорни инструкции, които поддържа;
• Тип на физическото свързване

Процесорът се състои от две основни части:

• Аритметико-логическо устройство (АЛУ)
• Контролно (управляващо) устройство (УУ)

Тези части на процесора са свързани с електронна връзка – шина, която действа като високоскоростна магистрала между тях. За временно съхранение на данни и инструкции процесорът използва специални клетки памет, наречени регистри.

Аритметико-логическото устройство изпълнява всички аритметични и логически функции – събиране, изваждане, умножение, деление и сравняване на две числа.

онтролното устройство е сложна електронна схема, която извършва управлението и координирането на повечето от дейностите на процесора. То не изпълнява инструкции, а казва на отделните части на компютърната система какво да правят.

Шина е електрическия път, по който битовете се пренасят между различните компютърни компоненти. В зависимост от типа на системата, могат да съществуват няколко вида шини. За потребителите най-съществена е шината за данни, която пренася данните от и към централния процесор. Колкото е по-широка тя, толкова по-голяма е  производителността (скоростта на пренасяне на информация) на процесора. Например процесор Intel Pentium II има 32 битова шина, което означава, че тя може да пренася 32 бита наведнъж.

Кеш памет

Тя съхранява инструкции и данни, използвани наскоро от процесора. Благодарение на своята “близост” до главния изчислителен механизъм вътре в процесора и на факта, че процесорът често се нуждае от повторно използване на едни и същи инструкции и данни, кешпаметта поддържа процесора активен и ускорява работата му като цяло. Всъщност през повечето време процесорите работят директно с различни типове кешпамет, а тя от своя страна се свързва с основната оперативна памет. Така кешпаметта служи като бързодействащ буфер между процесора и основната памет, прехвърляйки данните в процесора, когато се нуждае от тях и ги изисква.

След като процесорът завърши това, над което е работил, той може да се обърне към нея, вместо към по-бавната RAM памет, която се намира “по-далеч” и получаването на данни от нея изисква повече време.

Как работи един процесор

Процесорите работят, като извършват изчисления на базата на конкретни инструкции, записани в софтуера, работещ на компютъра. Тези инструкции, които при стартиране на дадено приложение се зареждат в оперативната памет, указват на процесора как да обработва порциите от данни. Така процесорите непрекъснато „препускат“ през инструкции и данни, които се зареждат в тях от паметта. Освен, че работят с основната памет, процесорите използват и бързодействащага  „кешпамет“ (cache), за която споменаваме по-горе.

Също така относно всичко това във интернет има много материали пълни с информация като примерното видео по-долу.

Благодаря за вниманието!