Processadores de computador - Operação CPU

O processador é um circuito eletrônico que executa programas de computador. Ele executa-lo em quatro fases básicas:

1. Fetch: Nesta fase, o processador recolhe os bytes para executar a partir da memória (que pode ser RAM ou cache). Cada instrução é guardada na memória, como um ou mais bytes, dependendo do tipo de processador. Quanto mais a palavra + comprimento, o consumo de mais energia e a complexidade do processador. Uma vez que o processador recolhe os bytes, em seguida, ele está pronto para descodificar.

2. Descodificação: Nesta fase, o processador assume os bytes lidos no passo anterior e introduzi-las para o descodificador. O decodificador ativa então a linha correspondente à instrução cujo bytes igual ao bytes lidos a partir da fase de busca. Cada instrução no processador é mapeado para uma certos bits ou bytes por o designer de modo que quando o processador busca esses bits ou bytes, pode compreendê-los. O número de bits utilizados para representar cada instrução pode variar de acordo com o tipo de processador. Note-se que este número de bits não pode tomar a palavra inteira na memória. Por exemplo, se a palavra é representada por 8 bits, então os primeiros quatro bits podem ser atribuídos à peça de instruções e os últimos quatro bits pode ser atribuído aos dados que são necessários para a instrução para executar.

3. Executando: uma vez que o processador sabe o significado dos bits pelo descodificador, vai então para a fase de execução. Nesta fase, o processador faz com que a operação necessária, como indicado pelo descodificador. Esta operação é realizada sobre o operando contidos, juntamente com os bits da palavra de instrução em memória .. A operação pode ser adição, subtração, AND, ou qualquer outra operação matemática ou lógica.

4. Escrever Back: uma vez que o processador feito a operação, ele grava-o de volta para a memória no lugar indicado pela instrução. Este resultado pode ser alimentado para outras instruções no mesmo programa.

Estes processos são repetidos para cada instrução, até todo o programa é executado. Recordamos que o programa é composto de uma série de instruções que se mantêm na memória. cada vez que uma instrução é encontrada, as fases acima são repetidas para cada instrução.

Os processadores modernos podem executar essas fases em paralelo por técnicas chamadas de processamento paralelo. isto irá permitir a maior velocidade de execução, mas à custa da coplexity do hardware e do consumo de energia. parrallel processamento requer para monitorar os processos que são executados em paralelo de modo que eles não podem alterar as variáveis, ao mesmo tempo. isso é o que é chamado de sincronização. se dois programas que são executados ao mesmo tempo acesso à mesma variável conduzirá a erros nos resultados. esta é uma das razões que fazem processamento paralelo mais complicado. Em termos de programação, os processos são chamados de roscagem, o que significa que o programador pode criar dois blocos de instruções que são executadas ao mesmo tempo.