Всі користуються комп’ютерами і смартфонами, але майже ніхто не знає, що роблять їхні процесори і для чого вони потрібні. Розповідаємо, як і для чого стукає серце кожного комп’ютера і багатьох інших пристроїв.
Що насправді робить процесор?
Процесор, або так званий ЦП або CPU (Central Processing Unit), – основа будь-якого обладнання, без якого нічого не працює. CPU обробляє процеси на двійковій машинній мовоі: простіше кажучи, «0» означає «ні», і «1» – «так». Будь-яка команда вручаєтсья процесору в комбінації з двох чисел 0 і 1. ЦП обробляє їх одну за одною, по черзі.
Крім робочих команд, процесор також реагує на непередбачені події. Вони відправляються йому за допомогою переривань (Interrupts). CPU перериває свою миттєву роботу, зберігає значення і спочатку обробляє непередбачені події. Після цього він знову продовжує роботу над первісною командою.
Як працює процесор
Процесор обробляє команди в чотири етапи, описані Джоном фон Нейманом ще в 1945 році: Fetch, Decode, Fetch Operands і Execute.
- Fetch: спочатку з регістра командного рядка в оперативній пам’яті зчитується адреса наступної команди і завантажується в накопичувач команд.
- Decode: декодер команд розшифровує команду і активує всі схеми, необхідні для її виконання.
- Fetch Operands: тепер всі значення і параметри команди завантажуються в регістри, які необхідно змінити. Процесор знаходить ці значення на жорсткому диску, в кеш-пам’яті або оперативній пам’яті.
- Execute: процес виконується. Це може бути, наприклад, управління периферійним пристроєм, наприклад принтером, дисплеєм, або обчислювальна операція в пристрої обробки інформації. Після завершення Execute цикл може початися знову, тобто процесор приступає до обробки наступної команди.