در این مقاله نگاهی خواهیم داشت به 6 جزء اصلی واحد پردازش مرکزی که به عنوان مغز کامپیوتر نیز شناخته می‌شود. همانطور که همه ما می‌دانیم، CPU مسئول تمام وظایف اصلی مانند پردازش داده‌ها و دستورالعمل‌های داخل سیستم کامپیوتر است.
اما، همه این کارها به دلیل اجزای موجود در CPU امکان پذیر است که کار را بین خود تقسیم و با سرعت بالایی آن را پردازش می‌کنند تا نتیجه مطلوب را ایجاد کنند. در ادامه مطلب به بررسی هر یک از این اجزا خواهیم پرداخت و شما را با قسمت‌های مختلف CPU آشنا می کنیم.
بیشتر بخوانید: آشنایی با انواع سیستم های خنک کننده سی پی یو (CPU)
قسمت‌های مختلف CPU
واحد کنترل (CU)
واحد کنترل نحوه واکنش دستگاه‌های ورودی و خروجی، واحد حساب و منطق و حافظه سیستم را به دستورالعمل ارسال شده به CPU کنترل می‌کند.
ورودی را دریافت، رمزگذاری می‌کند و سپس آن را برای پردازش به پردازنده کامپیوتر می‌فرستد، جایی که عملیات مورد نظر انجام می‌شود. دو نوع واحد کنترل وجود دارد:
– CU Hardwir
– CU Microprogrammable
- وظایف واحد کنترل
– توالی حرکت دستورات به داخل پردازنده و خروج از آن و همچنین نحوه اجرای دستورالعمل‌ها را کنترل می‌کند.
– مسئول بررسی ورودی، تبدیل آن به سیگنال و ذخیره آن برای پردازش بیشتر است.
– عملکرد سایر اجزای CPU مانند ALU و Registers را کنترل می‌کند.
واحد منطق حسابی (ALU)
واحد منطق حسابی، مسئول محاسبات حسابی و منطقی و همچنین تصمیم گیری در سیستم است. این بخش عنوان مغز ریاضی کامپیوتر شناخته می‌شود و از رجیسترها برای محاسبات استفاده می‌کند. ورودی را از رجیسترهای ورودی می‌گیرد، عملیات مورد نظر را روی داده انجام می‌دهد و خروجی را برای حفظ آن ذخیره می‌کند.
- وظایف ALU
– عمدتاً برای تصمیم گیری‌ها مانند انجام عملیات حسابی و منطقی استفاده می‌شود.
– به عنوان پلی بین حافظه اصلی کامپیوتر و حافظه ثانویه عمل می‌کند. تمام اطلاعاتی که بین حافظه اولیه و ثانویه مبادله می‌شود از مسیر ALU می‌گذرد.
رجیسترها
رجیسترها بخشی از حافظه رایانه هستند که برای ذخیره موقت دستورالعمل‌ها استفاده می‌شود تا در مواقع ضروری دستورالعمل‌ها را در اختیار پردازنده قرار دهند. این رجیسترها به عنوان تقویت کننده پردازشگر نیز شناخته می‌شوند زیرا نقش مهمی در پردازش داده‌ها دارند.
این رجیسترها داده‌ها را به صورت آدرس حافظه ذخیره می‌کنند و پس از اتمام پردازش دستور موجود در آن آدرس حافظه، آدرس حافظه دستورالعمل بعدی را ذخیره می‌کنند. انواع مختلفی از رجیسترها وجود دارند که عملکردهای مختلفی را انجام می‌دهند.
بیشتر بخوانید: اورکلاک cpu چیست؟ مزایا و معایب آن چیست؟
- وظایف رجیسترها
– از رجیسترهای ورودی برای حمل اطلاعات ورودی استفاده می‌شود.
– از رجیسترهای خروجی برای حمل داده‌های پردازش شده و خروجی استفاده می‌شود.
– داده‌ها را به طور موقت ذخیره می‌کنند.
– رجیسترهای آدرس، آدرس حافظه را ذخیره می‌کنند.
– شمارنده برنامه آدرس دستورالعمل‌ها را ذخیره می‌کند.
– رجیسترهای داده رفتار حافظه را ثبت می‌کنند.
– رجیسترهای دستورالعمل کدهای دستورالعمل را نگه می‌دارند.
کش
کش نوعی حافظه با دسترسی سریع است که مقادیر کمی از داده‌ها و دستورالعمل‌ها را به طور موقت ذخیره می‌کند تا در صورت لزوم دوباره استفاده شود. وجود کش، مدت زمان مورد نیاز برای بررسی دستورالعمل‌ها را کاهش می‌دهد زیرا به جای رفتن به سراغ رم، می‌توان به طور مستقیم از کش، در مدت زمان کمی استفاده کرد.
- وظایف کش
– آنها مدت زمان لازم برای بررسی و اجرای دستورالعمل‌ها را کاهش می‌دهند.
– آنها داده‌ها را به طور موقت برای استفاده بعدی ذخیره می‌کنند.
باس یا گذرگاه ارتباطی
باس، گذرگاه ارتباطی بین اجزای مختلف سیستم کامپیوتری و پردازنده است. باس‌ها برای ارسال سیگنال‌ها و داده‌ها از پردازنده به دستگاه‌های مختلف و بالعکس استفاده می‌شوند. سه نوع باس وجود دارد :
– باس آدرس که برای ارسال آدرس حافظه از فرآیند به اجزای دیگر استفاده می‌شود.
– باس داده که برای ارسال داده‌های واقعی از پردازنده به اجزا استفاده می‌شود.
– باس کنترل که برای ارسال سیگنال‌های کنترلی از پردازنده به دستگاه‌های دیگر استفاده می‌شود.
بیشتر بخوانید: آیا تعمیر CPU امکان‌پذیر است؟
- وظایف باس
– برای به اشتراک گذاشتن داده‌ها بین دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شود.
– برق را برای اجزای مختلف سیستم تامین می‌کند.
ساعت
همانطور که از نام آن پیداست، ساعت زمان و سرعت عملکرد اجزای مختلف CPU را کنترل می‌کند. سیگنال‌های الکتریکی را ارسال و زمان و سرعت عملکردها را تنظیم می‌کند.
- وظایف ساعت
– هماهنگی اجزای سیستم کامپیوتری را حفظ می‌کند.
– تاریخ و زمان فعلی را پیگیری می‌کند.
بنابراین، اینها اجزای اصلی CPU هستند که مسئول پردازش روان دستورالعمل‌ها و داده‌ها در سیستم کامپیوتری به حساب می‌آیند.
