Casi todo el mundo sabe que lo principal en una computadora esel elemento entre todos los componentes de "hierro" es el procesador central. Pero el círculo de personas que imagina cómo funciona el procesador es muy limitado. La mayoría de los usuarios no tienen ni idea de esto. E incluso cuando el sistema de repente comienza a "ralentizarse", muchos creen que este procesador no está funcionando bien y no dan importancia a otros factores. Para comprender completamente la situación, veamos algunos aspectos de la CPU.
¿Qué es una unidad central de procesamiento?
Unidad central de procesamiento (CPU o en inglésVariante de CPU) es el corazón de cualquier sistema informático. Se le encomiendan todas las operaciones computacionales, y no solo los cálculos aritméticos o de coma flotante (cambio de mantisa), sino también los lógicos.
El procesador en sí es una pequeña placa cuadrada (chip) con millones de transistores en su interior. A veces, este dispositivo también se denomina circuito integrado.
¿De qué está hecho un procesador?
Hablando de cómo funciona un procesador Intelo su competidor AMD, necesita ver cómo están dispuestos estos chips. El primer microprocesador (por cierto, era de Intel, modelo 4040) apareció en 1971. Solo podía realizar las operaciones más simples de suma y resta con procesamiento de solo 4 bits de información, es decir, tenía una arquitectura de 4 bits.
Los procesadores modernos, como el primogénito, se basanen transistores y tienen una velocidad mucho mayor. Están hechos por el método de la fotolitografía a partir de un cierto número de obleas de silicio individuales que forman un solo cristal, en el que los transistores están, por así decirlo, impresos. El circuito se crea en un acelerador especial mediante iones de boro overclockeados. En la estructura interna de los procesadores, los componentes principales son núcleos, buses y partículas funcionales llamadas revisiones.
Características principales
Como cualquier otro dispositivo, el procesador se caracteriza por ciertos parámetros, que, al responder a la pregunta de cómo funciona el procesador, no se pueden ignorar. En primer lugar, estos son:
- Numero de nucleos;
- Número de hilos;
- tamaño de la caché (memoria interna);
- frecuencia de reloj;
- velocidad del neumático.
Detengámonos en la frecuencia del reloj por ahora.No en vano, el procesador se llama el corazón de la computadora. Al igual que el corazón, funciona de forma pulsante con un cierto número de latidos por segundo. La frecuencia del reloj se mide en MHz o GHz. Cuanto más alto sea, más operaciones puede realizar el dispositivo.
A qué frecuencia funciona el procesador, puede averiguarde sus características declaradas o ver la información en la información del sistema. Pero en el proceso de procesamiento de comandos, la frecuencia puede cambiar y durante el overclocking (overlocking) puede aumentar hasta límites extremos. Por tanto, la velocidad de reloj declarada es solo un indicador promedio.
El número de núcleos es un indicador que determina el númerocentros informáticos del procesador (no confundir con subprocesos; el número de núcleos y subprocesos puede no coincidir). Esta distribución permite redirigir las operaciones a otros núcleos, aumentando así el rendimiento general.
Cómo funciona el procesador: procesamiento de comandos
Ahora un poco sobre la estructura de los comandos ejecutables. Si observa cómo funciona el procesador, debe comprender claramente que cualquier comando tiene dos componentes: operacional y operando.
La parte operativa indica que debeejecutado en un momento dado por el sistema informático, el operando determina exactamente en qué debe trabajar el procesador. Además, el núcleo del procesador puede contener dos centros informáticos (contenedores, hilos), que dividen la ejecución de un comando en varias etapas:
- producción;
- descifrado;
- ejecución de comandos;
- acceso a la memoria del propio procesador
- guardando el resultado.
Hoy en día, el almacenamiento en caché separado se utiliza mediante el uso de dos niveles de memoria caché, lo que evita la interceptación de dos o más instrucciones para acceder a uno de los bloques de memoria.
Por el tipo de procesamiento de instrucciones, los procesadores se dividen en lineales (ejecución de instrucciones en el orden de su escritura), cíclicos y ramificados (ejecución de instrucciones después de procesar las condiciones de ramificación).
Operaciones realizadas
Entre las principales funciones asignadas al procesador, en cuanto a los comandos o instrucciones ejecutados, se distinguen tres tareas principales:
- operaciones matemáticas basadas en un dispositivo lógico aritmético;
- mover datos (información) de un tipo de memoria a otro;
- tomar una decisión sobre la ejecución del comando, y sobre su base, la elección de cambiar a la ejecución de otros conjuntos de comandos.
Interacción con la memoria (ROM y RAM)
En este proceso, debe tenerse en cuentacomponentes como un bus y un canal de lectura y escritura que están conectados a dispositivos de almacenamiento. La ROM contiene un conjunto constante de bytes. Primero, el bus de direcciones solicita un determinado byte de la ROM, luego lo transfiere al bus de datos, después de lo cual el canal de lectura cambia de estado y la ROM proporciona el byte solicitado.
Pero los procesadores no solo pueden leer datos deRAM, pero también anótelos. En este caso, se utiliza el canal de grabación. Pero, si lo mira, en general, las computadoras modernas, puramente teóricamente, podrían prescindir de la RAM, ya que los microcontroladores modernos pueden colocar los bytes de datos necesarios directamente en la memoria del chip del procesador. Pero no puedes prescindir de una ROM.
Entre otras cosas, el sistema se inicia desde el modo de prueba de hardware (comandos del BIOS) y solo entonces el control se transfiere al sistema operativo cargado.
¿Cómo comprobar si el procesador está funcionando?
Ahora veamos algunos aspectos de la verificación del estado del procesador. Debe comprender claramente que si el procesador no funciona, la computadora no podrá comenzar a cargar en absoluto.
Otra cosa es cuando necesitas mirarun indicador de la utilización de las capacidades del procesador en un momento particular. Esto se puede hacer desde el "Administrador de tareas" estándar (frente a cualquier proceso, se indica el porcentaje de carga del procesador que proporciona). Para definir visualmente este parámetro, puede utilizar la pestaña de rendimiento, donde se realiza un seguimiento de los cambios en tiempo real. Los parámetros extendidos se pueden ver usando programas especiales como CPU-Z.
Además, se pueden habilitar varios núcleos de procesador mediante la configuración del sistema (msconfig) y las opciones de arranque avanzadas.
Posibles problemas
Finalmente, unas palabras sobre los problemas.Muchos usuarios preguntan a menudo por qué funciona el procesador, pero el monitor no se enciende. Esta situación no tiene nada que ver con el procesador central. El hecho es que cuando enciende cualquier computadora, el adaptador de gráficos se prueba primero, y solo luego todo lo demás. Quizás el problema radique precisamente en el procesador del chip gráfico (todos los aceleradores de video modernos tienen sus propios procesadores gráficos).
Pero en el ejemplo del funcionamiento del ser humanoel cuerpo necesita entender que en caso de paro cardíaco, todo el cuerpo muere. Lo mismo ocurre con las computadoras. El procesador no funciona: todo el sistema informático "muere".
