CPU [Central Processing Unit]. Det er hjernen til datamaskinen. Det er den delen som gjør mesteparten av jobben i et datasystem. Akkurat som hvordan hjernen vår kontrollerer kroppen vår og behandler informasjon, utfører CPU-en instruksjoner fra programmer og utfører beregninger. Den består av mindre komponenter som jobber sammen for å utføre oppgaver, noe som gjør den til hjertet av enhver dataenhet.

Alle typer databehandlingsoperasjoner fra enkel aritmetikk til komplekse oppgaver og alle de viktige funksjonene til en datamaskin utføres av CPU. Det hjelper inn- og utenheter med å kommunisere med hverandre og utføre sine respektive operasjoner. Den lagrer også data som legges inn, mellomresultater mellom behandling og instruksjoner. CPUens jobb er å sørge for at alt går jevnt og effektivt. I denne artikkelen skal vi diskutere CPU i detalj.

Hva er en CPU?

En sentral prosesseringsenhet er den viktigste komponenten i en datasystem . En CPU er maskinvare som utfører datainndata/utdata, prosessering og lagringsfunksjoner for et datasystem. En CPU kan installeres i en CPU-sokkel. Disse stikkontaktene er vanligvis plassert på hovedkort . CPU kan utføre ulike databehandlingsoperasjoner. CPU kan lagre data, instruksjoner, programmer og mellomresultater.

prosessor

Historien om CPU

Siden 1823, da Baron Jons Jakob Berzelius oppdaget silisium, som fortsatt er den primære komponenten som brukes i produksjon av CPUer i dag, har historien til CPU opplevd mange betydelige vendepunkter. Den første transistor ble skapt av John Bardeen, Walter Brattain og William Shockley i desember 1947. i 1958 ble den første fungerende integrerte kretsen bygget av Robert Noyce og Jack Kilby.

Intel 4004 var selskapets første mikroprosessor , som den avduket i 1971. Ted Hoffs assistanse var nødvendig for dette. Da Intel ga ut sin 8008 CPU i 1972, Intel 8086 i 1976 og Intel 8088 i juni 1979, bidro det til nok en seier. Motorola 68000, en 16/32-bits prosessor, ble også utgitt i 1979. The Sun avduket også SPARC CPU i 1987. AMD avduket AM386 CPU-serien i mars 1991.

I januar 1999 introduserte Intel Celeron 366 MHZ og 400 MHz prosessorer. AMD tilbake i april 2005 med sin første dual-core prosessor. Intel introduserte også Core 2 Dual-prosessoren i 2006. Intel lanserte den første Core i5 stasjonær prosessor med fire kjerner i september 2009.

I januar 2010 ga Intel ut andre prosessorer som Core 2 Quad-prosessoren Q9500, de første Core i3- og i5-mobilprosessorene, og de første Core i3- og i5-stasjonære prosessorer.

I juni 2017 ga Intel ut Core i9 stasjonær prosessor, og Intel introduserte sin første Core i9 mobile prosessor i april 2018.

Ulike deler av CPU

Nå består CPU av 3 hovedenheter, som er:

• Minne eller lagringsenhet
• Kontrollenhet
• ALU (Aritmetic Logic Unit)

La oss nå se på blokkskjemaet til datamaskinen:

knn

Her, i dette diagrammet, er også de tre hovedkomponentene vist. Så la oss diskutere disse hovedkomponentene i detalj.

Minne eller lagringsenhet

Som navnet antyder kan denne enheten lagre instruksjoner, data og mellomresultater. Minneenheten er ansvarlig for å overføre informasjon til andre enheter på datamaskinen ved behov. Det er også kjent som en intern lagringsenhet eller hovedminnet eller den primære lagringen eller Random Access Memory (RAM) da alle disse er lagringsenheter.

Størrelsen påvirker hastighet, kraft og ytelse. Det er to typer minne i datamaskinen, som er primærminne og sekundært minne. Noen hovedfunksjoner til minneenheter er listet opp nedenfor:

• Data og instruksjoner lagres i minneenheter som er nødvendige for behandling.
• Den lagrer også mellomresultatene av enhver beregning eller oppgave når de er i gang.
• De endelige resultatene av behandlingen lagres i minneenhetene før disse resultatene frigis til en utdataenhet for å gi utdataene til brukeren.
• Alle slags innganger og utganger overføres gjennom minneenheten.

Kontrollenhet

Som navnet antyder, kontrollerer en kontrollenhet operasjonene til alle deler av datamaskinen, men den utfører ingen databehandlingsoperasjoner. Utfører allerede lagrede instruksjoner, den instruerer datamaskinen ved å bruke de elektriske signalene til å instruere datasystemet. Den tar instruksjoner fra minneenheten og dekoder deretter instruksjonene etter at den utfører disse instruksjonene. Så det styrer funksjonen til datamaskinen. Hovedoppgaven er å opprettholde informasjonsflyten på tvers av prosessoren. Noen hovedfunksjoner til kontrollenheten er listet opp nedenfor:

• Styring av data og overføring av data og instruksjoner gjøres av kontrollenheten blant andre deler av datamaskinen.
• Kontrollenheten er ansvarlig for å administrere alle enhetene til datamaskinen.
• Hovedoppgaven til kontrollenhet er å hente instruksjonene eller dataene som legges inn fra minneenheten, tolke dem og deretter styre driften av datamaskinen i henhold til det.
• Kontrollenheten er ansvarlig for kommunikasjon med inngangs- og utgangsenheter for overføring av data eller resultater fra minnet.
• Kontrollenheten er ikke ansvarlig for behandling av data eller lagring av data.

ALU (Aritmetic Logic Unit)

ALU (Aritmetic Logic Unit) er ansvarlig for å utføre aritmetiske og logiske funksjoner eller operasjoner. Den består av to underseksjoner, som er:

• Aritmetisk seksjon: Med aritmetiske operasjoner mener vi operasjoner som addisjon, subtraksjon, multiplikasjon og divisjon, og alle disse operasjonene og funksjonene utføres av GÅ . Alle de komplekse operasjonene gjøres også ved å gjøre repeterende bruk av de nevnte operasjonene av ALU.
• Logikkdelen: Med logiske operasjoner mener vi operasjoner eller funksjoner som å velge, sammenligne, matche og slå sammen dataene, og alle disse utføres av ALU.

Merk: CPU-en kan inneholde mer enn én ALU, og den kan brukes til å vedlikeholde tidtakere som hjelper til med å kjøre datasystemet.

Hva gjør en CPU?

Hovedfunksjonen til en dataprosessor er å utføre instruksjoner og produsere en utgang. CPU-arbeid Hent, Dekod og Utfør er de grunnleggende funksjonene til datamaskinen.

• Hent: den første CPU-en får instruksjonen. Det betyr binære tall som sendes fra RAM til CPU.
• Dekode: Når instruksjonen legges inn i CPU-en, må den dekode instruksjonene. ved hjelp av ALU (Aritmetic Logic Unit), begynner prosessen med dekoding.
• Henrette: Etter dekodetrinnet er instruksjonene klare til å utføres.
• Butikk: Etter utførelsestrinnet er instruksjonene klare til å lagre i minnet.

Typer CPU

Vi har tre forskjellige typer CPU:

• Single Core CPU: Den eldste typen datamaskin-CPU er en enkeltkjerne-CPU. Disse CPUene ble brukt på 1970-tallet. disse CPUene har bare en enkelt kjerne som utfører forskjellige operasjoner. Dette betyr at én-kjerne CPU kan bare behandle én operasjon om gangen. single-core CPU CPU er ikke egnet for multitasking .
• Dual-Core CPU: Dual-Core CPUer inneholder en enkelt integrert krets med to kjerner. Hver kjerne har sin cache og kontroller. Disse kontrollerene og cachen fungerer som en enkelt enhet. dobbelkjerne CPUer kan fungere raskere enn enkeltkjerneprosessorer.
• Quad-Core CPU: Quad-Core CPUer inneholder to dual-core prosessorer til stede i en enkelt integrert krets (IC) eller brikke. En firekjerners prosessor inneholder en brikke med fire uavhengige kjerner. Disse kjernene leser og utfører ulike instruksjoner gitt av CPU. Firekjernet CPU øker den generelle hastigheten til programmer. Uten engang å øke den totale klokkehastigheten resulterer det i høyere ytelse.

Hva er CPU-ytelse?

CPU-ytelse er hvor raskt en datamaskins prosessor (CPU) kan fullføre oppgaven. Det måles ved antall bruksanvisning fullført på ett sekund. Ytelsen avhenger av prosessorens klokkehastighet og andre faktorer som design og størrelsen på hurtigbufferen.

betinget operatør i java

Hva er dataprogrammer og hvor lagres de?

EN dataprogram er et sett med instruksjoner skrevet av en programmerer som forteller en datamaskin hva den skal gjøre. For eksempel, å bruke en nettleser eller et tekstbehandler er et program. Å utføre matematiske operasjoner på en datamaskin og klikke og velge elementer med en mus eller pekeplate er også et program.

Lagring av programmer

Det er to måter å lagre programmer på datamaskinens minne:

• Permanent lagring: Programmer lagres permanent på lagringsenheter som HDD , eller SSD .
• Midlertidig lagring: Når et program kjører på en CPU, lagres dataene i RAM fra HDD eller SDD. Midlertidig pga RAM er flyktig, mister den all data når strømmen slås av.

Fordeler

• Allsidighet : CPU kan håndtere en kompleks oppgave, fra grunnleggende beregning til å administrere operativsystemet.
• Opptreden : Moderne prosessorer varierer raskt og kan utføre milliarder av beregninger per sekund.
• Flerkjerne : CPU har flere kjerner og kan håndtere flere oppgaver samtidig.
• Kompatibilitet : CPUer er designet for å være kompatible med et bredt spekter av programvare, dette hjelper til med å kjøre forskjellige applikasjoner ved å bruke én CPU.

Ulemper

• Overoppheting : CPU genererer mye varme mens du utfører komplekse oppgaver. Dette krever effektive kjøleløsninger, som vifter eller væskekjølesystemer.
• Strømforbruk : Høyytelses-CPUer kan forbruke en varierende høy mengde strøm, noe som fører til å generere høyere strømregninger og behovet for en robust strømforsyning.
• Koste : Best ytelse CPU kan være dyrt. Noe som kan være en barriere for enkelte brukere eller applikasjoner som trenger høy datakraft.
• Begrenset parallell behandling : Selv om multi-core CPUer kan håndtere flere oppgaver samtidig, er de fortsatt ikke like effektive ved parallell prosessering som spesialisert maskinvare som GPUer ( Grafikkbehandlingsenheter ), som er designet for å håndtere mange oppgaver samtidig.

Konklusjon

CPU er hjernen til en datamaskin. Den bærer alle instruksjoner fra programmer, og håndterer alt fra enkle beregninger til komplekse oppgaver. Uten CPUen ville ikke datamaskinen kunne kjøre programmer eller utføre noen handlinger. Uten UPU-datamaskin som en dum maniche. Så det er varierende viktig for den generelle funksjonen til en datamaskin.

Ofte stilte spørsmål om sentralbehandlingsenhet – vanlige spørsmål

Er en CPU det samme som en mikroprosessor?

Begrepene CPU og mikroprosessor brukes ofte om hverandre, men de er ikke helt like. Alle CPUer er mikroprosessorer, men omvendt er ikke sant.

Hva er typer CPU?

Det er stort sett tre typer CPU:

• Enkel kjerne CPU: Denne har en enkelt kjerne som brukes til å behandle data. dette er den eldste CPU. Dette utfører en enkelt oppgave om gangen.
• Dual Core CPU: Denne CPUen har to kjerner og en enkelt integrert krets.
• Quad Core CPU: Denne CPUen har to Dual Core og en enkelt integrert krets.

Hva er CPUer laget av?

CPU er laget av silisium. silisium er halvledermetall. En elektrisk tilkobling til pinnene som skaper kontakt med hovedkortet. CPU produserer mye varme og det er derfor en integrert varmespreder også finnes til toppen.

Hva er forskjellige deler av CPU?

Det er tre forskjellige deler av CPU:

• Aritmetisk og logisk enhet (ALU): T Den aritmetiske og logiske enheten (eller ALU) utfører aritmetiske og logiske operasjoner.
• Kontrollenhet (CU): Kontrollenheten kommuniserer med inngangs- og utgangsenheter for overføring av data fra minnet.
• Minne eller lagringsenhet: Alle slags innganger og utganger er spredt gjennom minneenheten.