Самый важный элемент компьютера — процессор. Он контролирует работу компьютера, выполняет логические и арифметические операции во время реализации программы.
Набор функций, выполняемых процессором, настолько широк, что он не может самостоятельно обрабатывать все компоненты, работающие с ним. По этой причине работа процессора поддерживается многочисленными системами управления, которые обычно являются специализированными микропроцессорами. Выполнение функций поддержки процессора обеспечивает использование соответствующих механизмов взаимодействия между процессором и системами поддержки.
С одной стороны, у любого процессора должна быть такая функция, которая дает возможность взаимодействовать с компонентами поддержки в тех случаях, когда эти компоненты должны выполнять задачи, указанные процессором. Взаимодействие в этом направлении относительно простое, поскольку именно процессор, то есть основной компонент, который управляет всей системой, обеспечивает выполнение соответствующих задач. С другой стороны, компоненты поддержки должны иметь возможность сигнализировать о своих состояниях процессора в моменты, неизвестные программе.
Следует помнить, что процессор большую часть времени занят выполнением задач, поставленных пользователем. В этой ситуации необходимо ввести механизмы, которые будут сигнализировать ему о необходимости интересоваться состоянием конкретного компонента, поддерживающего его работу. Основным механизмом, используемым компонентами для сигнализации своих процессоров, является механизм прерывания.
В дополнение к вышеупомянутой функции механизм прерывания также используется самим процессором для сигнализации определенных исключительных ситуаций (например, деление на ноль, переполнение в арифметических операциях). Очевидно, что независимо от типа прерывания процессор должен обрабатываться как единственная подгруппа, которая реализует программы на компьютере (включая обработку прерываний).
Прерывания делятся на:
- Аппаратные прерывания — производятся компонентами, поддерживающими работу процессора.
- Исключительные прерывания — производятся процессором.
- Программные прерывания — их источником являются программы, выполняемые процессором.
Во время обработки процессор извлекает последующие инструкции из основной памяти, распознает и выполняет их, используя операнды, указанные в инструкциях (если они есть). Рекомендованные программой инструкции приводят к выполнению управляющих, арифметических и логических функций. Вышеупомянутые компоненты подключены через коммуникационные шины.
В структуре микропроцессора выделяются следующие компоненты:
Система хранения очереди команд — очень быстрый процессор выполняет большинство инструкций, делая это намного быстрее, чем он может получить другую инструкцию из основной памяти. Для улучшения работы инструкции импортируются из основной памяти в процессор порциями (а не одной) и собираются в этой системе по порядку. Такое решение значительно снижает вероятность простоя процессора, вызванного необходимостью ждать следующей задачи.
Устройство управления выполнением инструкций — управляет очередью задач, ожидающих выполнения, путем загрузки последующих инструкций.
Арифметико-логическое устройство — это базовый компонент устройства, выполняющий заданные задачи. Управляет всеми арифметико-логическими операциями.
Набор регистров — это один из важнейших компонентов процессора. Они используются для текущего хранения данных в процессоре и имеют полную функцию, поддерживающую процессы взаимодействия между памятью вашего ПК и процессором, и другими компонентами микрокомпьютера.
Регистр IP – указывает на сегмент очередной инструкции, которая должна быть выполнена процессором.
Флаг регистрации — запоминает и предоставляет информацию о состоянии работы арифметико-логического устройства.
Как правильно выбрать процессор -
Не забудь посмотреть:
Вино GTA-II с 23-летней выдержкой.
