Адресация

Это старая версия документа!

Центральный процессор (CPU, Central Processing Unit) — это основной компонент устройств, который выполняет все вычисления и логические операции, необходимые для работы программ.

Когда процессору требуются данные, он сначала проверяет их в регистрах, и кэшах L1-L3.

Если он не находит данные там, то он генерирует сигнал на шине адреса, указывающий физический адрес памяти ОЗУ, по которому нужно прочитать данные. Этот сигнал на шине адреса генерируется процессором и передается контроллеру памяти.

Когда контроллер памяти получает сигнал на шине адреса от процессора, он инициирует процесс чтения данных из соответствующей ячейки памяти по указанному физическому адресу.

То есть отправляем в ОЗУ адрес по шине адреса, а получаем данные по шине данных.

По шине данных информация помещается в кэш L3.

Управляет выполнением инструкций, координируя работу других компонентов.

Устройство управления включает в себя несколько ключевых компонентов, которые координируют функционирование процессора. Вот некоторые из них:

Декодер инструкций: Отвечает за декодирование машинных инструкций, переводя их из машинного кода в управляющие сигналы, которые указывают, какие операции должны быть выполнены.

Генератор сигналов управления: Создает сигналы, которые управляют различными функциями процессора, такими как чтение/запись в регистры, выбор источников данных для выполнения операций, управление памятью и так далее.

Счётчик инструкций: Отслеживает текущую выполняемую инструкцию и управляет последовательностью исполнения инструкций внутри процессора.

Управляющие регистры: Хранят состояние процессора, включая информацию о текущей инструкции, режиме работы процессора и т. д.

Предсказатель переходов: В некоторых процессорах устройство управления включает предсказатель переходов, который анализирует последовательность инструкций для предсказания условных переходов, что улучшает предсказуемость ветвлений и оптимизирует выполнение программ.

Планировщик отвечает за распределение микроопераций (micro-ops) между различными исполнительными блоками процессора, такими как ALU и FPU.

Он определяет порядок исполнения микроопераций, стараясь максимально эффективно использовать ресурсы процессора и минимизировать время простоя.

Выполняет арифметические операции (сложение, вычитание и т.д.).

Выполняет логические операции (AND, OR, XOR и т.д.).

Выполняет операции с плавающей запятой.

Выполняет операций с векторными данными.

Устройство управления памятью, которое обеспечивает виртуальную память, кэширование, защиту памяти и другие функции, связанные с адресацией и доступом к оперативной памяти.