Сырттай қарасаң процессор деген кішкене, өлшемдері 2-3 см кремний тасы. Бірақ оның ішіне үңілсек…

 

ustroystvo-processora

 

Тіршілігі сапырылысқан бір үлкен қаланың ба, мемлекеттің бе картасын көргендей боласың. Міне, осы – ғажайып!

Процессордың құрылымын мына сызбадан көрейік:

pr4

 

Компьютердің жедел жадынан (RAM) алынған ақпарат биттер, яғни 0 мен 1-лердің тоқтаусыз ағыны, түрінде ең алдымен процессордың кэшына келіп түседі. Кэш деген процессордың арнайы ақпарат қоймасы. Ол жерде әлі де қажет болады-ау деген ақпараттың бәрі уақытша сақтаулы тұрады. Процессордың, тіпті, екі деңгейлі кэшы бар – олардың айырмасы ақпарат алмасу жылдамдығында және онда сақталатын ақпараттың маңыздылығында. Бірінші деңгейлі кэш регистрмен бірге процессордың тікелей жұмыс істейтін санасы десек те болады. Ондағы биттер тынбай өзгеріп, өңделіп, алмасып отырады. Биттер, яғни 0 мен 1-лер, процессордың тактілік жилігімен өңделеді, сондықтан тактілік жиілік – процессордың жұмыс істеу жылдамдығын сипаттайтын параметр деп саналады. Бұл – процессордың негізгі жұмысы.

Ал арифметикалық-логикалық құрылғы мен басқару блогы кэш пен регистрдың жұмысын басқарып, барлық есептеу-логикалық және басқару амалдарын үздіксіз орындайды. Биттердің таусылмас тізбегін түгел есеп-қысаптан өткізіп, өңдеп, жедел жадына жіберіп, одан кезекті биттерді қаурыт ағызып алып отырады. Бұл өте қаурыт іс фантастикалық жылдамдықпен орындалады! Процессор мен жедел жады осы керемет ақпарат ағынына арнайы жасалған FSB шина деген кең «даңғыл жол» құрылғымен жалғанған. Қарапайым адам ойламайтын бір ғажайыбы – ақпараттың қандай түрі болсын – мәтін, сурет, музыка, дыбыс, қозғалыс – бәрін (бә-рін!) де процессор тек есеп-қысаппен, яғни сандар мен математикалық амалдарды орындау арқылы жүзеге асырады! Мұны енді шынында да түсіну оңай емес екенін білемін.

«Процессор мұның бәрін кімнің тапсырмасымен атқарады?» дегенге келсек, оның құпиясы мынау – әрбір процессорды сонау завод-фабрикасында жасаған кезде оның «бойына», яғни ішкі сызбасына, арнайы процессорлық командалар жүйесін «печаттап», сіңіріп жіберген! Мысалы, құлыншақ туыла салып, аяққа тұрып, жүгіріп кетеді ғой, сол секілді. Процессор, әлі компьютердегі орнына қондырылмай тұрып-ақ, өзінің алда атқаруы керек командаларын «жатқа» біледі. Процессордың о бастан өз нұсқаулар жүйесі болады, ол соларды ғана түсінеді және орындайды. О-о! Орындағанда қалай! Өте жылдам және өте дәл!

Процессордың нұсқаулар жүйесі негізінен мынадай төрт топтан тұрады:

  • Деректерді тасымалдау нұсқаулары;
  • арифметикалық нұсқаулар;
  • логикалық нұсқаулар;
  • өту нұсқаулары.

Мәнісін қысқарта айтсақ, бұлардың ортадағы екеуіндегі нұсқаулар логикалық-математикалық амалдар мен есептеулерді орындауға арналған. Ал қалған екеуі нұсқаулар мен деректерді басқаруға қажет.

Міне,осы жерге дейін оқып жеткен болсаңыз, біріншіден, үлкен рақмет. Ал, екіншіден, процессор деген «кішкене тастың» қаншалықты күрделі құрылғы екенін сезген боларсыз. Кішкене қоңыздай жерге соншама құрылғыларын қалай сиғызады десеңізші?! Ия, ол оңай емес, бірақ… оны роботтар, станоктар тиянақты да тез жүзеге асырады. Солардың арқасында завод‑фабрикалар процессорларды, инкубатордан шыққан шөжелердей, конвейермен мөр басқандай етіп, миллиондап басады, мол судай ағызады. Тіпті, «брагына» да қарамайды, жарамдысын алады да, жарамсызын лақтырып тастай салады. Өйткені кремний дегеніңіз кәдімгі таза құмнан алынатын зат. Құм көп пе, жоқ…

Міне, бұл адам ойынан жаратылған «процессор» деген ғажайыптың сырларының бір ұшығы ғана. Осының өзі сіздің компьютермен жақын туыстасуыңызға үлкен дәнекер болары сөзсіз.

электрондық курстар
электрондық қорға өтіңіз >>