Jak pracuje procesor?

Počítačový procesor se běžně označuje jako CPU neboli centrální výpočetní jednotka počítače. Procesor je hlavní součást počítače určená k přesunu a zpracování dat. Počítačové procesory se běžně označují rychlostí, kterou procesor dokáže zpracovat počítačové instrukce za sekundu, měřenou v hertzích, a jsou jedním z hlavních prodejních artiklů počítače.

Jak pracuje procesor?

Počítačový procesor funguje jako primární koordinační součást počítače. Procesor na výzvu operačního systému počítače přistupuje k programům, datům nebo jiným funkcím počítače z paměti RAM (Random Access Memory). Procesor pak interpretuje počítačové instrukce, které souvisejí s objednanou úlohou, a poté je odešle zpět do paměti RAM počítače k provedení prostřednictvím systémové sběrnice počítače ve správném pořadí provádění.

Logika procesoru počítače

Jádrem procesoru počítače je schopnost zpracovávat strojový kód. Existují tři základní instrukce strojového jazyka, které může procesor provádět:

– Přesun dat z jednoho místa v paměti počítače na jiné

– Přechod na nové sady instrukcí na základě logických operací nebo voleb

– Provádění matematických operací pomocí aritmeticko-logické jednotky (ALU)

Pro provádění těchto operací využívá procesor adresovou sběrnici, kterou používá k odesílání adres do paměti počítače, a také datovou sběrnici, která se používá k načítání nebo odesílání informací do paměti počítače. Má také samostatnou řídicí linku, která oznámí paměti počítače, zda získává nebo odesílá/nastavuje dané místo v paměti. Aby mohl procesor provádět všechny navržené operace, má také hodiny, které tvoří základ pro synchronizaci činností procesoru se zbytkem počítače. Pro přístup k běžně používaným instrukcím nebo datům počítače budou procesory také implementovat různá schémata ukládání do mezipaměti, aby získaly přístup k požadovaným datům rychleji než pomocí paměti RAM s přímým přístupem.

Paměť procesoru

Procesor počítače využívá paměť pouze pro čtení a paměť s náhodným přístupem (resp. paměť ROM a RAM). Paměť ROM procesoru je naprogramována s přednastavenými informacemi, které jsou trvale naprogramovány s funkcemi jádra za účelem usnadnění komunikace procesoru s datovou sběrnicí. Paměť ROM se v počítačích se systémem Windows běžně označuje jako BIOS (Basic Input/Output System) a používá se také k načtení zaváděcího sektoru počítače.

Procesor může číst a zapisovat do paměti RAM podle toho, jakou akci (akce) aktuální instrukční sada určila, zda procesor potřebuje provést. Paměť RAM není určena k trvalému ukládání dat a při vypnutí počítače nebo ztrátě napájení se obnovuje.

Úloha 64bitového procesoru

Ačkoli jsou 64bitové počítačové procesory nasazovány již od počátku 90. let 20. století, na spotřebitelské úrovni se ve velkém počtu začaly používat až v posledních letech. Všichni významní výrobci počítačových procesorů nyní vyrábějí 64bitové počítačové procesory, které jsou k dispozici pro použití v různých typech operačních systémů. Hlavní výhodou 64bitového počítačového procesoru oproti starším konstrukcím je výrazně rozšířený adresový prostor, který má procesor k dispozici. Předchozí 32bitové procesory by byly omezeny na maximálně dva až čtyři gigabajty efektivního přístupu do paměti RAM. 64gigabajtové procesory jsou také schopny poskytnout větší vstupní/výstupní přístup k pevným diskům a grafické kartě počítače, které pomáhají dále zvyšovat celkový výkon systému.

Počáteční uživatelé 64bitových procesorů nemusí nutně zaznamenat velký výkon systému, pokud neprovádějí náročné úlohy, jako je střih videa nebo hraní síťových 3D videoher. To se bude měnit s tím, jak bude přibývat aplikací navržených tak, aby využívaly 64bitové procesory a větší kapacitu paměti nových počítačových procesorů.