با واحد پردازش مرکزی کامپیوتر بیشتر آشنا شویم

واحد پردازش مرکزی (CPU) ، بخش اصلی هر سیستم رایانه ای دیجیتال ، که به طور کلی از حافظه اصلی ، واحد کنترل و واحد منطق حسابی تشکیل شده است. این قلب فیزیکی کل سیستم رایانه ای را تشکیل می دهد. تجهیزات مختلف جانبی از جمله دستگاه های ورودی / خروجی و واحدهای ذخیره سازی کمکی به آن متصل شده است. در رایانه های مدرن ، CPU در یک تراشه مدار یکپارچه به نام ریز پردازنده قرار دارد.

واحد کنترل واحد پردازش مرکزی عملیات رایانه را تنظیم و یکپارچه می کند. این دستورالعمل ها را از حافظه اصلی به ترتیب مناسب انتخاب و بازیابی می کند و آنها را تفسیر می کند تا در یک لحظه مناسب سایر عناصر کاربردی سیستم را فعال کند تا عملیات مربوطه را انجام دهد. کلیه داده های ورودی از طریق حافظه اصلی به واحد حساب منطقی برای پردازش منتقل می شوند که شامل چهار عملکرد اصلی حسابی (یعنی اضافه کردن ، تفریق ، ضرب و تقسیم) و برخی عملیات منطقی مانند مقایسه داده ها و انتخاب است. روش حل مسئله مورد نظر یا یک جایگزین مناسب بر اساس معیارهای تصمیم گیری از پیش تعیین شده.

طرز کار واحد پردازش مرکزی (CPU) چگونه است ؟

واحد کنترل
واحد کنترل CPU شامل مدارهایی است که از سیگنالهای الکتریکی برای هدایت کل سیستم رایانه ای جهت اجرای یا اجرای دستورالعمل های برنامه ذخیره شده استفاده می کند. واحد کنترل مانند رهبر ارکستر ، دستورالعمل برنامه را اجرا نمی کند. بلکه بخش های دیگر سیستم را به این کار هدایت می کند. واحد کنترل باید با واحد حسابی / منطق و حافظه ارتباط برقرار کند.

واحد حسابی 
واحد حساب (ALU) شامل مدار الکترونیکی است که کلیه عملیات حسابی و منطقی را انجام می دهد.

واحد حساب  می تواند چهار نوع عملیات حساب یا محاسبات ریاضی را انجام دهد: علاوه بر این ، تفریق ، ضرب و تقسیم. همانطور که از نام آن پیداست ، واحد حساب نیز عملیات منطقی را انجام می دهد. یک عمل منطقی معمولاً یک مقایسه است. این واحد می تواند اعداد ، حروف یا کاراکترهای خاص را با یکدیگر مقایسه کند. کامپیوتر می تواند بر اساس نتیجه مقایسه اقدام کند. این یک توانایی بسیار مهم است. با مقایسه اینكه یك رایانه قادر است مثلاً بگوید كه آیا صندلی های برآورده نشده در هواپیما وجود دارد یا خیر ، مشتریان کارت شارژ از حد اعتبار خود فراتر رفته اند یا خیر ، آیا یك كاندیدای كنگره بیشتر از دیگری رای دارد.

ثبت ها: مناطق ذخیره سازی موقت

ثبت ها برای دستورالعمل یا داده ها مناطق ذخیره موقت هستند. آنها بخشی از حافظه نیستند. در عوض آنها مکان های ذخیره سازی اضافی دیگری هستند که مزیت سرعت را ارائه می دهند. ثبت نام ها تحت هدایت واحد کنترل کار می کنند تا دستورالعمل ها یا داده ها را بپذیرند ، نگه داشته و انتقال دهند و مقایسه های حسابی یا منطقی را با سرعت بالا انجام دهند. واحد کنترل با استفاده از یک فهرست ذخیره داده ، روشی را که صاحب فروشگاه از صندوق پول استفاده می کند- به عنوان یک مکان موقت و راحت برای ذخیره آنچه در معاملات استفاده می شود.

درک درست از ویژگی ها و مشخصات

داشتن دانش درباره‌ی عملکرد سی پی یو و برندهای مختلف و تعداد هسته‌ها می‌تواند مفید باشد؛ اما گزینه‌های بسیاری در بازار وجود دارند که دارای مشخصات رده‌بالای یکسانی هستند. در این مواقع، مشخصه‌های دیگری وجود دارند که در زمان خرید به تصمیم‌گیری بهتر شما در انتخاب سی پی یو کمک خواهند کرد.

چگونه CPU دستورالعمل های برنامه را اجرا می کند

بگذارید نحوه اجرای واحد پردازش مرکزی ، همراه با حافظه ، یک برنامه رایانه ای را بررسی کنیم. ما خواهیم دید که فقط یک دستورالعمل در برنامه چگونه اجرا می شود. در حقیقت ، امروزه بیشتر رایانه ها می توانند فقط یک دستورالعمل را همزمان انجام دهند ، اگرچه آنها خیلی سریع آن را اجرا می کنند. بسیاری از رایانه های شخصی می توانند دستورات را در کمتر از یک میلیونم ثانیه اجرا کنند ، در حالی که این شیاطین سرعت معروف به ابر رایانه ها می توانند دستورات را در کمتر از یک میلیاردم ثانیه اجرا کنند.

پردازنده های موبایل در برابر پردازنده های دسکتاپ

رایانه‌ها همواره دستگاه‌های الکترونیکی بزرگی بوده‌اند که توسط منبع برق تغذیه می‌شدند. اما، حرکت به سمت موبایل و ظهور گوشی‌ هوشمند این وضعیت را به وجود آورد که ما همواره یک رایانه را همراه خود داریم. پردازنده‌های موبایل برای عملکرد بهینه با مصرف انرژی کم طراحی شده‌اند تا باتری دستگاه تا حد ممکن دیرتر خالی شود.

تولیدکنندگان سی پی یو ، پردازنده‌های موبایل و دسکتاپ خود را با وجود داشتن تفاوت زیاد به یک شکل نام‌گذاری می‌کنند و تنها پیشوندهای متفاوت برای آن‌ها در نظر می‌گیرند. پیشوند پردازنده‌های موبایل U است که نشان از فوق کم‌مصرف بودن دارد. HQ نشانه‌ی عملکرد بالای گرافیکی و HK ضمن گرافیک بالا، نشان‌دهنده‌ی قابلیت اورکلاک است. پیشوندهای دسکتاپ شامل K به معنی قابلیت اورکلاک و T به معنی کم‌مصرف بودن هستند.

پردازنده داده‌ها را به‌صورت مداوم دریافت نمی‌کند؛ بلکه داده‌ها در قالب تکه‌هایی به نام واژه (Word) به آن می‌رسند. پردازش به تعداد بیت‌هایی که در هر واژه وجود دارد محدود می‌شود. وقتی اولین بار پردازنده‌های ۳۲ بیت طراحی شدند، اندازه‌ی واژه‌ی دریافتی به طرز غیر قابل‌ باوری بزرگ به نظر می‌رسید؛ اما خیلی زود پشتیبانی از رم بالای ۴ گیگ به رایانه‌ها اضافه و راه برای پردازنده‌های ۶۴ بیت باز شد.

آرسس پارت، نبض تجهیزات کامپیوتر و شبکه