Kādas ir CPU funkcijas datorā?

Cilvēki bieži apraksta datora centrālo procesoru ar cilvēka smadzenēm. Šī ir piemērota līdzība, jo CPU (centrālais procesors) kontrolē datora darbību. Tas tiek darīts, izpildot datorprogrammu sniegtās instrukcijas datiem, kas nāk no dažādiem avotiem.

Katra datora mērķis ir sava veida datu apstrāde. Centrālais procesors atbalsta datu apstrādi, veicot ieprogrammēto instrukciju ielādes, atkodēšanas un izpildes funkcijas. Kopumā šīs funkcijas bieži sauc par instrukciju ciklu. Papildus instrukciju cikla funkcijām centrālais procesors veic datu ielādes un ierakstīšanas funkcijas.

Kad programma darbojas datorā, instrukcijas tiek saglabātas datora atmiņā, līdz tās tiek izpildītas. Centrālais procesors izmanto programmu skaitītāju, lai izgūtu nākamo instrukciju no atmiņas, kur tā tiek saglabāta formātā, kas pazīstams kā montāžas kods. CPU dekodē instrukciju binārā kodā, ko var izpildīt. Kad tas ir izdarīts, centrālais procesors izpilda to, ko tam liek instrukcija, vai nu veic darbību, iegūst vai saglabā datus vai pielāgo programmas skaitītāju, lai pārietu uz citu instrukciju.

Operāciju veidi, ko parasti var veikt CPU, ietver vienkāršas matemātiskās funkcijas, piemēram, saskaitīšanu, atņemšanu, reizināšanu un dalīšanu. CPU var arī veikt datu objektu salīdzinājumus, lai noteiktu, vai tie ir vienādi. Visas pārsteidzošās lietas, ko var darīt datori, tiek veiktas, izmantojot šīs un dažas citas pamata darbības. Kad instrukcija ir izpildīta, tiek iegūta nākamā instrukcija un cikls turpinās.

Veicot instrukciju cikla izpildes funkciju, centrālajam procesoram var tikt lūgts izpildīt instrukciju, kurai nepieciešami dati. Piemēram, lai izpildītu aritmētisko funkciju, ir nepieciešami skaitļi, kas tiks izmantoti aprēķinos. Lai piegādātu nepieciešamos datus, ir norādījumi, kā iegūt datus no atmiņas un ierakstīt datus, kas ir apstrādāti atpakaļ atmiņā. CPU izmantotās instrukcijas un dati, ar kuriem tas darbojas, tiek glabāti tajā pašā atmiņas apgabalā. CPU izmanto unikālas adreses, lai izsekotu dažādām atmiņas vietām.

Personālā datora mikroprocesors ir mikroshēma, kas satur visas datora darbību vadīšanai nepieciešamās shēmas. Tas ļauj katru CPU funkciju izpildīt ar vienu mikroshēmu, kas ir lētāka ražošanā un uzticamāka integrālo shēmu izmantošanas dēļ. Pirms mikroprocesoru ieviešanas datora centrālais procesors atradās uz shēmas plates, kurā bija vairākas mikroshēmas, kas savienotas ar integrētajām shēmām. Mūsdienās daudziem mūsdienu procesoriem vienā mikroshēmā ir vairāki CPU, ko dēvē par kodoliem.