Computer-Prozessoren - CPU Betrieb

Der Prozessor ist eine elektronische Schaltung, die Computerprogramme ausführt. Er führt sie in vier grundlegende Phasen:

Ein. Fetch: In dieser Phase speichert der Prozessor die Bytes aus dem Speicher (die Stößel oder Cache sein) auszuführen. Jeder Befehl wird im Speicher als ein oder mehrere Bytes je nach Prozessortyp gespeichert. Je mehr das Wort + Länge, desto mehr Komplexität und Leistungsaufnahme des Prozessors. Sobald der Prozessor sammelt die Bytes, dann ist es bereit, sie zu entschlüsseln.

2. Decodieren: In dieser Phase erfolgt der Prozessor die Bytes in dem vorhergehenden Schritt und Eingang an den Decoder zu lesen. Der Decoder schaltet dann die Linie entsprechend der Anweisung, deren Byte gleich der Bytes aus dem Abholen Phase zu lesen. Jeder Befehl im Prozessor ist an einen bestimmten Bits oder Bytes, die von dem Designer zugeordnet, so dass, wenn der Prozessor diese Bits oder Bytes abruft, es ihnen zu verstehen. Die Anzahl von Bits verwendet werden, um jeden Befehl darstellen kann gemäß der Prozessor variieren. Beachten Sie, dass diese Anzahl von Bits kann nicht das ganze Wort in dem Speicher. Zum Beispiel, wenn das Wort mit 8 Bits dargestellt wird, werden die ersten vier Bits können zur Anweisungsteil zugeordnet werden und die letzten vier Bits können zu den Daten, die für die auszuführenden Anweisung erforderlich ist, zugeordnet werden.

3. Executing: Sobald der Prozessor kennt die Bedeutung der Bits durch den Decoder, geht es dann in die Ausführungsphase. In dieser Phase ist der Prozessor die erforderliche Operation des Dekoders bezeichnet. Dieser Vorgang wird am Operanden zusammen mit den Befehlsbits im Speicherwort enthaltenen getan .. Die Operation kann Addition, Subtraktion, UND oder eine mathematische oder logische Operation sein.

4. Write Back: einmal der Prozessor die Operation durchgeführt, schreibt er es zurück in den Speicher an der Stelle durch den Befehl bezeichnet. Dieses Ergebnis kann auf andere Befehle in einem Programm geführt werden.

Diese Prozesse werden für jeden Befehl wiederholt, bis das gesamte Programm ausgeführt wird. erinnern, dass das Programm von einer Reihe von Anweisungen, die im Speicher zu halten, werden zusammengesetzt ist. jedes Mal, wenn ein Befehl angetroffen werden die obigen Phasen für jeden Befehl wiederholt.

Moderne Prozessoren können diese Phasen parallel ausführen, indem Techniken genannt parallele Verarbeitung. dies wird für höhere Ausführungsgeschwindigkeit aber auf Kosten des coplexity der Hard-und Energieverbrauch möglich ist. parrallel Verarbeitung erfordert, um Prozesse, die parallel sind, dass sie nicht verändern Variablen gleichzeitig ausgeführt werden, zu überwachen. das ist, was wird als Synchronisation bezeichnet. wenn zwei Programme, die zur gleichen Zeit ausgeführt werden, Zugriff auf die gleiche Variable wird, um Fehler in den Ergebnissen führen. dies ist ein Grund, die parallele Verarbeitung komplizierter machen. In Bezug auf die Programmierung, Prozesse genannt werden Einfädeln, was bedeutet, dass der Programmierer können zwei Blöcke von Anweisungen, die zur gleichen Zeit ausgeführt werden zu schaffen....