Jdi na obsah Jdi na menu
 


Procesor

 

Procesor je zařízení schopné provádět logické operace s daty. Jeho název je odvozen od anglického slova process – zpracovávat. Nejčastěji se jedná o složitý integrovaný obvod složený zejména z tranzistorů, ale dříve se používaly i procesory elektromechanické a mechanické. Dnes jsou procesory vyráběny pomocí fotolitografie, kdy je na křemíkovou desku (waffer) nanášen fotorezist, který je následně osvětlován, čímž se přenáší návrh čipu na waffer.

 

 

1.png

 

 

Je jedna ze základních komponent procesoru, označovaná též jako výkonné jádro procesoru (neznamená to samé, jako jádro procesoru – výkonné jádro je jen část jádra, která se stará pouze o výpočty), ve které se provádějí všechny aritmetické a logické výpočty např. sčítání, násobení…
 
je řídicí jednotka, realizovaná sekvenčním obvodem, která řídí činnost všech částí procesoru. Toto řízení je prováděno pomocí řídicích signálů, které jsou zasílány jednotlivým modulům. Reakce na řídicí signály - stavy jednotlivých modulů - jsou naopak zasílány zpět řadiči pomocí stavových hlášení.
 
Jedná se o malá úložiště dat umístěné v mikroprocesoru, jejichž obsah lze načíst výrazně rychleji než data uložená jinde. U většiny moderních počítačových architektur jsou data nejprve převedena z hlavní paměti do registrů, kde jsou zpracovány a výsledek je opět přesunut přes registr do hlavní paměti. Velké množství programů využívá často stejná data opakovaně, proto uložení těchto často užívaných dat do registrů zvyšuje výkonnost programů. Registry procesoru jsou v horní části paměťové hierarchie, a jsou proto nejblíže výkonnému jádru procesoru (aritmeticko logické jednotce) a nabízejí nejvyšší přenosovou rychlost. Jako registry jsou často označovány pouze skupiny registrů, které jsou přímo dostupné pomocí strojových instrukcí, definovaných v instrukční sadě. Například v architektuře x86 instrukční sada definuje soubor osmi 32bitových registrů, ale základní jednotky procesoru, které implementují instrukční sadu x86 často obsahují mnohem více než jen těchto osm registrů. Registry v procesoru proto lze rozdělit na „viditelné“, jejichž obsah dokáže program přímo zapisovat, nebo číst a neviditelné, které jsou pro program nepřístupné a jsou použity na dočasné ukládání informací nebo stavů procesoru. Také je možné, aby jeden registr měl viditelnou a neviditelnou část.
 
 

Příklady počtu registrů

Architektura

Celočíselné registry

Double FP registry

x86

8

8

x86-64

16

16

Itanium

128

128

IBM Power PC

32

32

Mikrokontroler PIC

1

0

ARM

16

16

 

 

 

 

2.jpg

 

 

Jedná se o architekturu, která fyzicky odděluje paměť programu, dat a jejich spojovací obvody. Název pochází z počítače Harvard Mark I, který byl na této architektuře postaven již roku 1944 za spolupráce firmy IBM a Harvardské univerzity. Tento počítač měl strojové instrukce uloženy na děrované pásce (šířka 24 bit) a data na elektromechanických deskách (šířka 23bit).
Další výhodou Harvardské architektury je možnost ji upravit a modifikovat pro různé potřeby použití. Používají se typy:
a)      Typ 1: Na rozdíl od základní architektury umožňuje současné zapisování dat a instrukcí do programové i datové paměti

 

3.jpg


 

 

b)      Typ 2: Používá se v případech, kdy je potřeba současně přistupovat k datům a instrukcím. Vzniká doplněním typu1 o vyrovnávací paměť před programovou paměť. Instrukci z programové paměti se načítají do vyrovnávací paměti, díku čemuž lze následně načítat operandy z datové i programové paměti současně. Toto řešení se využívá nejčastěji v systémech, kde se využívají krátké opakované smyčky bez nutnosti načítání instrukce použité ve smyčce, která je uložena ve vyrovnávací paměti.

 

4.jpg

 

 

Von Neumannova architektura

Jedná se o architekturu, která používá společnou paměť pro program i zpracovávaná data, To znamená, že data zpracovává sekvenčně na rozdíl od Harvardské architektury, která využívá paralelního zpracování.


 

 

 

5.png

 

 

Dělení podle velikosti instrukční sady:

 

CISC – Complex Instruction Set Computer

Zkratka CISC označuje procesor s velkým množstvím strojových instrukcí (řádově stovky) a relativně malým počtem registrů (jejich počet obvykle nepřesahuje 30). Procesory CISC mají různě dlouhé strojové instrukce, jejichž vykonání trvá různě dlouhou dobu. Označení CISC bylo zavedeno jako protiklad až poté, co se prosadily procesory RISC, které mají instrukční sadu naopak maximálně redukovanou.

RISC – Reduced Instruction Set Computer

Zkratka RISC označuje procesory s redukovanou instrukční sadou, jejichž návrh je zaměřen jednoduchou, vysoce optimalizovanou sadu strojových instrukcí, která využívá jen velmi malého množství nejčastěji užívaných, instrukcí. Téměř všechny instrukce potřebují stejnou dobu pro své vykonání, obvykle jen jeden cyklus pro své vykonání, na rozdíl od CISC, kde se doba vykonání instrukce liší podle vykonávané instrukce.

 

 

 

 
 

 

 

 
 

 


Statistiky

Online: 1
Celkem: 18857
Měsíc: 173
Den: 1