Procesor, czyli Centralna Jednostka Przetwarzająca, jest mózgiem niemal każdego komputera, zegarka i innego urządzenia, które posiadasz. To właśnie on przetwarza instrukcje wysyłane z innych urządzeń w Twoim urządzeniu, w tym z dysku twardego i karty graficznej.
Proces, przez który przechodzi procesor, aby przetworzyć instrukcje, nazywa się cyklem instrukcji. Składa się on z czterech faz: pobierania, dekodowania, wykonywania i zapisywania.
Pobieranie
Procesory działają w oparciu o trzyetapowy proces zwany cyklem instrukcji. Polega on na pobieraniu instrukcji, dekodowaniu ich i wykonywaniu.
Procesor zawiera jednostkę arytmetyczno-logiczną (ALU) i zmiennoprzecinkową (FPU), rejestry i pamięć podręczną. Elementy te wykonują podstawowe i zaawansowane operacje arytmetyczne i logiczne.
Wyniki tych operacji są przesyłane do rejestrów procesora, które przechowują instrukcje do przyszłego wykorzystania. Pamięci podręczne, które są podobne do pamięci RAM i działają jak pamięć o dostępie losowym, również przechowują kopie danych w celu uzyskania szybkiego dostępu przez procesor.
Procesor używa również licznika programu, aby śledzić, jaką instrukcję powinien pobrać w następnej kolejności. Licznik programu jest zwiększany, aby wskazać adres następnej instrukcji, który jest następnie przechowywany w rejestrze procesora.
Fetch nie pobiera od użytkowników opłat za korzystanie z aplikacji, ale zarabia na markach i restauracjach, które płacą za umieszczanie ich produktów na platformie. Firma oferowała również kartę debetową pod marką Mastercard, ale nie jest ona już oferowana.
Dekoder
Dekoder to układ, który zmienia zakodowane dane na zestaw sygnałów. Obwód ten jest zwykle używany w elektronice do przekształcania zakodowanych danych w sygnały elektryczne, a także w projektach komunikacyjnych.
Dekoder jest kombinacyjnym obwodem logicznym, który wykorzystuje n linii wejściowych do wygenerowania 2n linii wyjściowych. Jest to bardzo proste urządzenie, które można zaprojektować przy użyciu podstawowych bramek logicznych, takich jak AND i NOT.
Dekodery są dostępne z dodatkowym pinem wejściowym „Enable”, który pozwala na włączenie lub wyłączenie zdekodowanego wyjścia przez zastosowanie odpowiednio logicznej 1 lub logicznego 0. Zazwyczaj, aby zaimplementować tę funkcję włączania, dwuwejściowe bramki AND lub NAND są zastępowane przez trzywejściowe bramki AND lub NAND.
Ten typ dekodera jest nazywany dekoderem priorytetowym. Ma ten sam problem co dekoder standardowy, jeśli oba wejścia nie są połączone (logika X), to wyjście pozostanie zerowe.
Wykonaj
Procesor jest centralnym elementem koordynującym każdego komputera. Pobiera informacje, wykonuje instrukcje i ponownie składa dane w pamięci. Jest również odpowiedzialny za synchronizację innych części komputera ze sobą i z resztą sprzętu poprzez wykonywanie sygnałów sterujących.
Procesor wykonuje te zadania, korzystając z szeregu rejestrów i obwodów specjalnego przeznaczenia. Najbardziej imponujący jest licznik programu (PC), który śledzi następną instrukcję, jaką procesor powinien pobrać do pamięci. Inne udogodnienia to sfałszowana wersja magicznej liczby, zestaw mikrokontrolerów, które manipulują bitami we flagowej lokalizacji pamięci, i oczywiście pamięć główna. Wspomniany wcześniej licznik programu też ma kilka sprytnych sztuczek w rękawie, takich jak „rozgałęzienie, jeśli nie jest równe” i „porównanie” kilku liczb z dużą ilością „ustawiania lub czyszczenia”, żeby wymienić tylko kilka. Najlepsze jest to, że wszystko to znajduje się w odpornej na manipulacje obudowie.
Zapis
Gdy włączony jest zapis zwrotny, dane są zapisywane w pamięci podręcznej zamiast w pamięci głównej. Ta metoda optymalizuje wydajność systemu i skraca czas dostępu do lokalizacji danych.
Jednakże oznacza to również, że dane w pamięci podręcznej mogą stać się nieaktualne, w zależności od czasu pomiędzy aktualizacjami. W takim przypadku program aplikacji może nie mieć dostępu do nieaktualnych danych.
Aby rozwiązać ten problem, procesory posiadają zestaw bitów informacji o stanie w tablicy stron. Te bity stanu identyfikują, czy strona została zabrudzona w pamięci podręcznej lub ma zostać z niej usunięta.
Procesor posiada również zestaw bitów tagów i valid, które mogą być użyte do określenia, kiedy prawdopodobnie będzie potrzebował dostępu do strony. Bity te są porównywane ze stanem odpowiadającej im strony fizycznej w pamięci podręcznej.
Jeśli odpowiadająca jej strona fizyczna jest zabrudzona w pamięci podręcznej, procesor ustawia bit „dirty” w bloku informacji o stanie linii pamięci podręcznej na 1. Bit ten wskazuje, że wartość na tej stronie fizycznej nie znajduje się w pamięci głównej i musi zostać wypisana do pamięci głównej.
