CPU [Centrálna procesorová jednotka]. Je to mozog počítača. Je to časť, ktorá vykonáva väčšinu práce v počítačovom systéme. Rovnako ako náš mozog riadi naše telo a spracováva informácie, CPU vykonáva pokyny z programov a vykonáva výpočty. Skladá sa z menších komponentov, ktoré spolupracujú pri vykonávaní úloh, vďaka čomu je srdcom každého výpočtového zariadenia.

Všetky typy operácií spracovania údajov od jednoduchých aritmetických až po zložité úlohy a všetky dôležité funkcie počítača vykonáva CPU. Pomáha vstupným a výstupným zariadeniam navzájom komunikovať a vykonávať príslušné operácie. Tiež ukladá dáta, ktoré sú vstupom, medzivýsledky medzi spracovaním a inštrukcie. Úlohou CPU je zabezpečiť, aby všetko bežalo hladko a efektívne. V tomto článku budeme podrobne diskutovať o CPU.

Čo je to CPU?

Centrálna procesorová jednotka je najdôležitejšou súčasťou a počítačový systém . CPU je hardvér, ktorý vykonáva funkcie vstupu/výstupu, spracovania a ukladania údajov pre počítačový systém. CPU je možné nainštalovať do zásuvky CPU. Tieto zásuvky sú spravidla umiestnené na základná doska . CPU môže vykonávať rôzne operácie spracovania údajov. CPU môže ukladať dáta, inštrukcie, programy a medzivýsledky.

CPU

História CPU

Od roku 1823, kedy barón Jons Jakob Berzelius objavil kremík, ktorý je dodnes primárnou zložkou používanou pri výrobe CPU, zaznamenala história CPU množstvo významných zlomov. Prvý tranzistor vytvorili John Bardeen, Walter Brattain a William Shockley v decembri 1947. V roku 1958 Robert Noyce a Jack Kilby zostrojili prvý funkčný integrovaný obvod.

Intel 4004 bol prvý v spoločnosti mikroprocesor , ktorú odhalila v roku 1971. Na to bola potrebná pomoc Teda Hoffa. Keď Intel vydal svoj procesor 8008 v roku 1972, Intel 8086 v roku 1976 a Intel 8088 v júni 1979, prispelo to k ďalšiemu víťazstvu. V roku 1979 bol vydaný aj 16/32-bitový procesor Motorola 68000. V roku 1987 spoločnosť Sun odhalila aj CPU SPARC. AMD predstavilo sériu CPU AM386 v marci 1991.

V januári 1999 Intel predstavil procesory Celeron 366 MHz a 400 MHz. AMD už v apríli 2005 s prvým dvojjadrovým procesorom. Intel tiež predstavil procesor Core 2 Dual v roku 2006. Intel vydal prvý Core i5 desktopový procesor so štyrmi jadrami v septembri 2009.

V januári 2010 spoločnosť Intel uviedla na trh ďalšie procesory, ako Core 2 Quad procesor Q9500, prvé mobilné procesory Core i3 a i5 a prvé stolné procesory Core i3 a i5.

V júni 2017 Intel uviedol na trh procesor Core i9 pre stolné počítače a Intel predstavil svoj prvý mobilný procesor Core i9 v apríli 2018.

Rôzne časti CPU

Teraz sa CPU skladá z 3 hlavných jednotiek, ktorými sú:

• Pamäť alebo úložná jednotka
• Kontrolná jednotka
• ALU (aritmetická logická jednotka)

Pozrime sa teraz na blokovú schému počítača:

V tomto diagrame sú tiež zobrazené tri hlavné komponenty. Poďme teda diskutovať o týchto hlavných komponentoch podrobne.

Pamäť alebo úložná jednotka

Ako už názov napovedá, táto jednotka môže ukladať inštrukcie, dáta a medzivýsledky. Pamäťová jednotka je zodpovedná za prenos informácií do iných jednotiek počítača v prípade potreby. Je tiež známa ako interná pamäťová jednotka alebo hlavná pamäť alebo primárna pamäť alebo pamäť s náhodným prístupom (RAM), keďže všetky tieto sú pamäťové zariadenia.

Jeho veľkosť ovplyvňuje rýchlosť, výkon a výkon. V počítači sú dva typy pamäte, ktoré sú primárna pamäť a sekundárna pamäť. Niektoré hlavné funkcie pamäťových jednotiek sú uvedené nižšie:

• Dáta a inštrukcie sú uložené v pamäťových jednotkách, ktoré sú potrebné na spracovanie.
• Ukladá tiež medzivýsledky akéhokoľvek výpočtu alebo úlohy, keď sú v procese.
• Konečné výsledky spracovania sa uložia do pamäťových jednotiek predtým, ako sa tieto výsledky uvoľnia do výstupného zariadenia, ktoré poskytne výstup užívateľovi.
• Cez pamäťovú jednotku sa prenášajú všetky druhy vstupov a výstupov.

Kontrolná jednotka

Ako už názov napovedá, riadiaca jednotka riadi operácie všetkých častí počítača, ale nevykonáva žiadne operácie spracovania dát. Vykonávanie už uložených inštrukcií dáva počítaču pokyny pomocou elektrických signálov na inštrukciu počítačového systému. Preberá inštrukcie z pamäťovej jednotky a potom ich dekóduje a potom ich vykoná. Takže riadi fungovanie počítača. Jeho hlavnou úlohou je udržiavať tok informácií cez procesor. Niektoré hlavné funkcie riadiacej jednotky sú uvedené nižšie:

• Riadenie dát a prenos dát a inštrukcií vykonáva riadiaca jednotka medzi ostatnými časťami počítača.
• Riadiaca jednotka je zodpovedná za riadenie všetkých jednotiek počítača.
• Hlavnou úlohou kontrolná jednotka je získať inštrukcie alebo údaje, ktoré sú na vstupe z pamäťovej jednotky, interpretovať ich a podľa toho potom riadiť činnosť počítača.
• Riadiaca jednotka je zodpovedná za komunikáciu so vstupnými a výstupnými zariadeniami pre prenos dát alebo výsledkov z pamäte.
• Riadiaca jednotka nezodpovedá za spracovanie údajov ani za ukladanie údajov.

ALU (aritmetická logická jednotka)

ALU (Arithmetic Logic Unit) je zodpovedná za vykonávanie aritmetických a logických funkcií alebo operácií. Pozostáva z dvoch podsekcií, ktorými sú:

• Aritmetická sekcia: Aritmetickými operáciami rozumieme operácie ako sčítanie, odčítanie, násobenie a delenie, pričom všetky tieto operácie a funkcie vykonávajú Ísť . Všetky zložité operácie sú tiež vykonávané opakovaným využívaním uvedených operácií ALU.
• Logická sekcia: Logickými operáciami máme na mysli operácie alebo funkcie, ako je výber, porovnávanie, porovnávanie a zlučovanie údajov, a všetky tieto vykonáva ALU.

Poznámka: CPU môže obsahovať viac ako jednu ALU a môže sa použiť na udržiavanie časovačov, ktoré pomáhajú spustiť počítačový systém.

Čo robí CPU?

Hlavnou funkciou počítačového procesora je vykonávať inštrukcie a vytvárať výstup. Práca CPU Načítanie, dekódovanie a spustenie sú základné funkcie počítača.

ako získať aktuálny dátum v jave

• Načítať: prvý CPU dostane inštrukciu. To znamená binárne čísla, ktoré sa prenášajú z RAM do CPU.
• Dekódovať: Keď je inštrukcia zadaná do CPU, potrebuje dekódovať inštrukcie. s pomocou ALU (Arithmetic Logic Unit) začína proces dekódovania.
• Vykonať: Po kroku dekódovania sú inštrukcie pripravené na vykonanie.
• Obchod: Po vykonaní kroku sú inštrukcie pripravené na uloženie do pamäte.

Typy CPU

Máme tri rôzne typy CPU:

• Jednojadrový procesor: Najstarším typom počítačového CPU je jednojadrový CPU. Tieto CPU sa používali v sedemdesiatych rokoch minulého storočia. tieto CPU majú iba jedno jadro, ktoré vykonáva rôzne operácie. To znamená, že jednojadrový procesor môže spracovať iba jednu operáciu naraz. jednojadrový CPU CPU nie je vhodný pre multitasking .
• Dvojjadrový procesor: Dvojjadrové CPU obsahujú jeden integrovaný obvod s dvoma jadrami. Každé jadro má svoju vyrovnávaciu pamäť a radič. Tieto ovládače a vyrovnávacia pamäť fungujú ako jeden celok. dvojjadrový Procesory môžu pracovať rýchlejšie ako jednojadrové procesory.
• Štvorjadrový procesor: Štvorjadrové procesory obsahujú dva dvojjadrové procesory prítomné v jednom integrovanom obvode (IC) alebo čipe. Štvorjadrový procesor obsahuje čip so štyrmi nezávislými jadrami. Tieto jadrá čítajú a vykonávajú rôzne inštrukcie poskytované CPU. Štvor-jadrový CPU zvyšuje celkovú rýchlosť programov. Bez zvýšenia celkovej rýchlosti hodín to vedie k vyššiemu výkonu.

Čo je výkon procesora?

Výkon CPU je rýchlosť, akou môže procesor počítača (CPU) dokončiť úlohu. Meria sa počtom inštrukcie dokončené za jednu sekundu. Jeho výkon závisí od rýchlosti hodín procesora a ďalších faktorov, ako je jeho dizajn a veľkosť vyrovnávacej pamäte.

Čo sú počítačové programy a kde sú uložené?

A počítačový program je súbor inštrukcií napísaných programátorom, ktorý hovorí počítaču, čo má robiť. Napríklad Používanie webového prehliadača alebo textového procesora je program, Vykonávanie matematických operácií na počítači a klikanie a výber položiek pomocou myši alebo touchpadu je tiež program.

Ukladanie programov

Existujú dva spôsoby ukladania programov do pamäte počítača:

• Trvalé úložisko: Programy sa natrvalo ukladajú na úložné zariadenia ako napr HDD , alebo SSD .
• Dočasné úložisko: Keď program beží na CPU, jeho dáta sú uložené v RAM z HDD alebo SDD. Dočasne, pretože RAM je nestály, po vypnutí napájania stratí všetky údaje.

Výhody

• Všestrannosť : CPU dokáže zvládnuť komplexnú úlohu, od základných výpočtov až po správu operačného systému.
• Výkon : Moderné CPU sú rýchle a schopné vykonávať miliardy výpočtov za sekundu.
• Viacjadrový : CPU má viac jadier a je schopný zvládnuť viacero úloh súčasne.
• Kompatibilita : CPU sú navrhnuté tak, aby boli kompatibilné so širokou škálou softvéru, čo pomáha spúšťať rôzne aplikácie pomocou jediného CPU.

Nevýhody

• Prehrievanie : CPU generuje veľa tepla pri vykonávaní zložitých úloh. To si vyžaduje efektívne chladiace riešenia, ako sú ventilátory alebo kvapalinové chladiace systémy.
• Spotreba energie : Vysokovýkonné procesory môžu spotrebovať rôzne veľké množstvo energie, čo vedie k vyšším účtom za elektrinu a potrebe robustného napájacieho zdroja.
• náklady : Najlepší výkon CPU môže byť drahý. Čo môže byť pre niektorých používateľov alebo aplikácie, ktoré potrebujú vysoký výpočtový výkon, prekážkou.
• Obmedzené paralelné spracovanie : Zatiaľ čo viacjadrové procesory dokážu zvládnuť viacero úloh naraz, stále nie sú pri paralelnom spracovaní také efektívne ako špecializovaný hardvér, ako sú GPU ( Jednotky grafického spracovania ), ktoré sú určené na zvládanie mnohých úloh súčasne.

Záver

CPU je mozog počítača. Prenáša všetky inštrukcie z programov, zvláda všetko od jednoduchých výpočtov až po zložité úlohy. Bez CPU by počítač nemohol spúšťať programy ani vykonávať žiadne akcie. Bez UPU počítača ako hlúpy manich. Je teda veľmi dôležitý pre celkové fungovanie počítača.

Často kladené otázky o centrálnej procesorovej jednotke – často kladené otázky

Je CPU to isté ako mikroprocesor?

Pojmy CPU a mikroprocesor sa často používajú zameniteľne, ale nie sú úplne rovnaké. Všetky CPU sú mikroprocesory, ale opak nie je pravda.

Aké sú typy CPU?

Väčšinou existujú tri typy CPU:

• Jednojadrový procesor: Toto má jedno jadro, ktoré sa používa na spracovanie údajov. toto je najstarší procesor. To vykonáva jednu úlohu naraz.
• Dvojjadrový procesor: Tento CPU má dve jadrá a jeden integrovaný obvod.
• Štvorjadrový procesor: Tento CPU má dve dvojjadrové a jeden integrovaný obvod.

Z čoho sú CPU vyrobené?

CPU je vyrobený zo silikónu. kremík je polovodičový kov. Elektrické spojenia s kolíkmi, ktoré vytvárajú kontakt so základnou doskou. CPU produkuje veľa tepla, a preto je na vrchole aj integrovaný rozdeľovač tepla.

Aké sú rôzne časti CPU?

Existujú tri rôzne časti CPU:

• Aritmetická a logická jednotka (ALU): T Aritmetická a logická jednotka (alebo ALU) vykonáva aritmetické a logické operácie.
• Riadiaca jednotka (CU): Komunikácia riadiacej jednotky so vstupnými a výstupnými zariadeniami pre prenos dát z pamäte.
• Pamäť alebo úložná jednotka: Všetky druhy vstupov a výstupov sa šíria cez pamäťovú jednotku.