Jak działa procesor?

Procesor komputera lub jednostka centralna jest często porównywana do ludzkiego mózgu, ponieważ jest centralną kontrolą komputera. Procesor wykonuje operacje komputerowe poprzez szybkie wykonywanie instrukcji programu. Szybkość procesora odgrywa dużą rolę w określaniu mocy komputera. Każda nowa generacja mikroprocesorów jest wyposażona w mocniejszy procesor, który może wykonywać instrukcje szybciej niż poprzednia generacja.

Działanie procesora definiuje się jako trzyetapowy proces. Najpierw z pamięci pobierana jest instrukcja. Po drugie, instrukcja jest dekodowana, a procesor ustala, co ma zrobić. Po trzecie, instrukcja jest wykonywana i wykonywana jest operacja. Te trzy kroki powtarzają się w cyklu, który zaczyna się od nowa, gdy procesor pobiera następną instrukcję. Kroki są określane jako cykl instrukcji procesora.

Procesor używa licznika programu do śledzenia, którą instrukcję pobrać jako następną. Licznik jest adresem komórki pamięci, która przechowuje następną instrukcję do wykonania. Jest przechowywany w rejestrze, który jest dedykowaną lokalizacją pamięci w samym procesorze. Licznik programu jest zwiększany, aby wskazywał następną instrukcję po każdym pobraniu w cyklu instrukcji.

Procesor wykonuje instrukcje, które wykonują zestaw podstawowych operacji. Istnieją operacje arytmetyczne, takie jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie. Operacje pamięciowe przenoszą dane z jednego miejsca do drugiego. Operacje logiczne testują warunek i podejmują decyzję na podstawie wyniku. Operacje kontrolne wpływają na inne komponenty komputera. Te podstawowe rodzaje operacji, wykonywane bardzo szybko, pozwalają na wykonywanie przez komputer szerokiego zakresu funkcji. Dokładna liczba operacji obsługiwanych przez procesor zależy od jego architektury.

Pamięć komputera odnosi się do obszaru, w którym przechowywane są dane i programy. Pamięć nie jest częścią procesora, ale procesor musi z nią ściśle współpracować. Istnieją dwa typy pamięci komputera: podstawowa, główna i pomocnicza. Procesor w dużej mierze opiera się na pamięci głównej do przechowywania instrukcji programu i danych, na których działają instrukcje. Pamięć główna ma charakter tymczasowy i przechowuje instrukcje i dane tylko podczas wykonywania programu. Pamięć dodatkowa to bardziej trwała pamięć masowa zapewniana przez dyski twarde i dyski flash.

Komponent procesora znany jako jednostka sterująca jest odpowiedzialny za przenoszenie instrukcji i danych z pamięci dodatkowej do pamięci głównej przed wykonaniem instrukcji. Jednostka sterująca przenosi również wyniki instrukcji do pamięci dodatkowej.