Компьютерное железо

Объясните как работает процессор? Как именно эта железка производит расчёты?

Лучше почитай, горазда понятнее
Артем Скворцов
Артем Скворцов
48 816
Лучший ответ
Добавлю, что современный процессор - это не просто "мельница", а конвейер по переработке чисел разными устройствами и устроен гораздо сложнее, чем кажется из описания выше, например, в нем есть блоки предсказания будущей последовательности команд, многоуровневая память и так далее.
А проектирует процессоры совсем не ветер, а другие процессоры. Только первые процессоры были спроектированы непосредственно людьми.
В голове это и не должно укладываться. Тут десятки уровней повышения сложности "строительных блоков".
Андрей Q1A1Z1X1S1W1
Андрей Q1A1Z1X1S1W1
56 928
Процессор -- это "мельница" по переработке чисел.

Кстати, не путайте процессор (это который бывает "Пентиум" или "АМД" -- такая большая микросхема с вентилятором) и системный блок компьютера (серый ящик) , которые тоже иногда называют "процессором"; ниже речь пойдёт о первом, который называется "центральное процессорное устройство" (ЦПУ) .

Грубо говоря, ЦПУ состоит из регистров (ещё называемых "сверхоперативной памятью") и арифметико-логического устройства (АЛУ) . ЦПУ подключёно к так называемой "шине" -- совокупности проводков, по которым оно общается с другими устройствам. Главное устройство, с которым оно общается -- это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или просто "память".

Процессор тупо и по кругу выполняет следующие действия ("главный цикл"):

1) запрашивает у памяти ту команду, адрес которой лежит у него в регистре "счётчик команд"
2) получает от памяти эту команду
3) выполняет её (при этом различные числа могут лечь в различные регистры, быть отосланы или приняты из памяти)
4) увеличивает счётчик команд на единицу
и снова и снова до бесконечности, пока не выключится питание.

Если в пункте (3) процессор получает так называемую "команду перехода", то вместо увеличения счётчика на единицу, он закладывает в него заданное командой перехода значение.

Самое сложное, таким образом, это пункт 3. В процессе выполнения команды процессор, в зависимости от команды, так или иначе перерабатывает числа, хранящиеся у него в регистрах. Грубо говоря, процессор можно представить себе как огромное число трубочек и вентилей, которые спроектированы так, чтобы протекающая по ним "вода" (электрический ток) выполняла полезные операции в двоичной системе счисления (числа представлены в виде нулей и единиц) .

Например, одна из команд может предписывать "сложить числа из регистров А и Б и положить результат в регистр А". Числа в регистрах хранятся как бы в виде заполненных (1) или пустых (0) разрядов (ёмкостей) .

Когда поступает команда сложения, начинают открываться и закрываться вентили, "вода" перетекает из ёмкости в ёмкость и, в конце концов, затекает в разряды регистра А так, что там получается правильный результат.

Кроме сложения могут быть и другие команды, до сотни и больше. И на каждую из них вентили должны открываться и закрываться по-своему. Проектирование этой системы вентилей -- очень сложная инженерная задача. Именно поэтому процессоры стоят так дорого. Кроме того, задача процессора -- делать всё вышеописанное очень быстро. Так, работать с регистрами процессор может почти на тактовой частоте, то есть, совершая миллиарды взаимодействий за секунду. Взаимодействие с ОЗУ значительно медленнее -- в десятки и сотни раз.

Из сказанного следует, что смысл у всей этой тупой рутины возникает только тогда, когда в ОЗУ находится осмысленная цепочка команд. Такая цепочка команд делает поведение компьютера "разумным" и называется "программой".
Рашид Султанов
Рашид Султанов
56 178
Andres Kukka Ааааааа лол плагиат!!!!
Процессор -- это "мельница" по переработке чисел.

Кстати, не путайте процессор (это который бывает "Пентиум" или "АМД" -- такая большая микросхема с вентилятором) и системный блок компьютера (серый ящик) , которые тоже иногда называют "процессором"; ниже речь пойдёт о первом, который называется "центральное процессорное устройство" (ЦПУ) .

Грубо говоря, ЦПУ состоит из регистров (ещё называемых "сверхоперативной памятью") и арифметико-логического устройства (АЛУ) . ЦПУ подключёно к так называемой "шине" -- совокупности проводков, по которым оно общается с другими устройствам. Главное устройство, с которым оно общается -- это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или просто "память".

Процессор тупо и по кругу выполняет следующие действия ("главный цикл"):

1) запрашивает у памяти ту команду, адрес которой лежит у него в регистре "счётчик команд"
2) получает от памяти эту команду
3) выполняет её (при этом различные числа могут лечь в различные регистры, быть отосланы или приняты из памяти)
4) увеличивает счётчик команд на единицу
и снова и снова до бесконечности, пока не выключится питание.

Если в пункте (3) процессор получает так называемую "команду перехода", то вместо увеличения счётчика на единицу, он закладывает в него заданное командой перехода значение.

Самое сложное, таким образом, это пункт 3. В процессе выполнения команды процессор, в зависимости от команды, так или иначе перерабатывает числа, хранящиеся у него в регистрах. Грубо говоря, процессор можно представить себе как огромное число трубочек и вентилей, которые спроектированы так, чтобы протекающая по ним "вода" (электрический ток) выполняла полезные операции в двоичной системе счисления (числа представлены в виде нулей и единиц) .

Например, одна из команд может предписывать "сложить числа из регистров А и Б и положить результат в регистр А". Числа в регистрах хранятся как бы в виде заполненных (1) или пустых (0) разрядов (ёмкостей) .

Когда поступает команда сложения, начинают открываться и закрываться вентили, "вода" перетекает из ёмкости в ёмкость и, в конце концов, затекает в разряды регистра А так, что там получается правильный результат.

Кроме сложения могут быть и другие команды, до сотни и больше. И на каждую из них вентили должны открываться и закрываться по-своему. Проектирование этой системы вентилей -- очень сложная инженерная задача. Именно поэтому процессоры стоят так дорого. Кроме того, задача процессора -- делать всё вышеописанное очень быстро. Так, работать с регистрами процессор может почти на тактовой частоте, то есть, совершая миллиарды взаимодействий за секунду. Взаимодействие с ОЗУ значительно медленнее -- в десятки и сотни раз.

Из сказанного следует, что смысл у всей этой тупой рутины возникает только тогда, когда в ОЗУ находится осмысленная цепочка команд. Такая цепочка команд делает поведение компьютера "разумным" и называется "программой".
Рашид Султанов на 11 секунд раньше :)
процессор, - это что вроде четырех фазного светофора на сложном перекрестке , .но не регулеровщик -эт точно..
хах ну и вопросик
ГУГЛЬ
Расим Намазов
Расим Намазов
1 146