Для чого призначений процесор: опис, характеристики і застосування

Користувачі комп'ютерів дуже часто плутають міжсобою такі два поняття як системний блок і процесор, називаючи перший - другим. Це в корені неправильно. Сам процесор - це пристрій, призначений для управління роботою обчислювальної машини по заздалегідь заданій послідовності команд, яка називається програмою, і для виконання операцій з обробки інформації.

Крім того, є й інші пристрої зі схожою назвою. Наприклад, текстовий процесор призначений для створення документів і їх форматування. До такого типу програм відноситься Microsoft Word.

Що це таке?

А сам пристрій, що є мозком комп'ютера,ще називають мікропроцесором. Для чого призначений процесор в комп'ютері? Це така інтегральна схема, яка управляє роботою персонального комп'ютера. Створюється така схема на одному або декількох кристалах, зроблених з напівпровідника за допомогою дуже складної технології, що відноситься до сфери мікроелектроніки.

Все те що може робити комп'ютер з інформацією,визначено системою команд самого процесора. Вони входять в інструкції з управління роботою комп'ютера. Одна окремо взята команда - це одна операція, яка виконується обчислювальною машиною. Наприклад, виконання арифметичних дій, логічних операцій, визначення послідовності команд для виконання, передача інформації з пам'яті одного пристрою в пам'ять іншого.

Такий короткий відповідь на питання, для чого призначений процесор.

Пристрій

Так як процесор - це пристрій, призначений для обробки даних, він складається з наступних елементів:

арифметико-логічний пристрій;
пристрій керування;
регістри пам'яті.

Пристрій управління, як зрозуміло з йогоназви, за заданою програмою керує всіма вузлами комп'ютера. Воно витягує кожну наступну команду з регістра, дізнається з неї, яку операцію потрібно виконати, і в якій послідовності. Це своєрідний диригент, керівник цілим оркестром. А музичною композицією служить якраз програма.

Складові частини

Арифметико-логічний пристрій - це інструмент для обчислень, що, дотримуючись програмами, виконує операції, пов'язані з арифметикою і логікою.

Регістри є внутрішньою пам'яттю центральногопроцесора. Один регістр можна порівняти з чернеткою, за допомогою якого пристрій виробляє розрахунки і зберігає їх результати. Кожен з регістрів має своє власне призначення.

Припустимо, процесор повинен скласти два якихосьчисла. Для виконання цієї операції в першу чергу йому потрібно взяти з пам'яті перший доданок, потім - друга, скласти ці два значення, а суму знову переслати в оперативну пам'ять комп'ютера.

Ясно, що обидва доданків і результат повинніпроцесором десь зберігатися. Для цієї мети призначена осередок, що входить безпосередньо в сам процесор, звана акумулятором або сумматором. Так як процесор призначений для даних і їх обробки, він повинен розуміти, з якої комірки пам'яті потрібно брати таку команду. Це він дізнається з іншої своєї внутрішньої осередку, який називається лічильником. Команда, яка витягується з оперативної пам'яті, розміщується в ще одному осередку - регістрі команд. З нього результат виконаної команди можна перенести вже в оперативну пам'ять.

види регістрів

Регістри бувають декількох видів. Вони відрізняються один від одного видом операцій, які виконують. Найважливіші регістри володіють власними назвами:

Лічильник команд - це регістр, що містить адресу наступної команди, яку потрібно виконати. Він служить для автоматичного вибору програми з набору пов'язаних осередків пам'яті.
Суматор - бере участь при виконанні всіх операцій.
Регістр команд. У ньому зберігається команда на той період часу, який потрібен для виконання.

шина даних

Процесор комп'ютера призначений для роботи зінформацією. Всі його пристрою постійно нею між собою обмінюються. А роблять вони це за допомогою елемента, який називається внутрішня шина даних. У сучасних центральних процесорах є й інші частини, але необхідним мінімумом є вищеописаний набір пристроїв.

Машинний цикл і його схема

Даний процес, як правило, складається з наступних кроків:

Вибирається команда з осередку, адреса якої збережений в регістрі-лічильнику. Його вміст при цьому збільшується на значення довжини цієї команди.
Далі вона відправляється в пристрій управління, потрапляючи в його регістр команд.
Адресний поле, що належить команді, розшифровується пристроєм управління.
Останнє дає сигнал, і дані зчитуються з оперативної пам'яті, потрапляючи вже в арифметико-логічний пристрій.
Пристроєм управління розшифровується кодвиконуваної операції і в арифметико-логічний пристрій подається сигнал про виконання цієї дії над даними, які в такому випадку називаються операндами.
Результат виконання операції може зберегтися в самому центральному процесорі або ж передається в пам'ять, в разі, коли є адреса, по якому повинен знаходитися результат.
Всі перераховані вище кроки виконуються до тих пір, поки не буде дана стоповий сигнал.

Характеристики

Отже, для чого призначений процесор, ясно: для виконання команд із заданої програми. Для цього він має наступні характеристики:

Тактова частота. Центральний процесор тісно пов'язаний з генератором частоти тактів, яким виробляються імпульси. Вони синхронізують між собою роботу всіх елементів комп'ютера. Дорівнює ця характеристика числу тактів за одну секунду. Один такт - це відрізок часу, що знаходиться між першим імпульсом і другим. Вимірюється тактова частота в мегагерцах.
Розрядність. Це максимальне значення, яке відповідає за число розрядів двійкового коду, утвореного і переданого процесором в один і той же час. Ця характеристика визначена розрядністю його регістрів.
Адресний простір. До нього відноситься той діапазон адрес, до яких звертається процесор, застосовуючи адресний код.

Завдяки вищесказаного можна чітко визначитися, для чого призначений процесор. Це мозок комп'ютера, без якого він абсолютно ні до чого не придатний. Хіба тільки для прикраси інтер'єру.