Kompüterin beyni nədir?

Kompüterin mərkəzi prosessoru (CPU — Central Prosessor Unit — Mərkəzi Prosessor Modulu), kompüterin mərkəzi idarə etməsi olandan sonra insanın beyni ilə sıxlıqla müqayisə olunur. Mərkəzi prosessor kompüterdə gedən bütün əməliyyatları və təlimatları dayanmadan həyata keçirən balaca bir hissədir. Mərkəzi prosessorun sürəti kompüterin gücünün müəyyən olunmasında böyük rol oynayır. İnsanlar arasında belə bir yanaşma da vardır ki, hər yeni microprosessor modeli çıxdıqca daha güclü olur. Bu həqiqətən belədirmi? Bu barədə növbəti məqalədə danışacağam.

Bəs bu kompüterin prosessoru necə işləyir?

Mərkəzi prossesorun işləməsi 3 əsas addımla müəyyənləşdirilmişdir. İlk öncə təlimatlar yaddaşdan alınır, ikinci olaraq təlimatların kodları açılır və prosessor ona hansı təlimatın verildiyini anlayır. Son addımda isə təlimatlar icra edilir və müəyyən əməliyyatlar həyata keçirilməyə başlayır. Bu 3 addım dairəvi planla daim davam edir və bitdikdən sonra mərkəzi prosessor növbəti təlimatları almağa başlayır.

Mərkəzi prosessor növbəti təlimatın nə olacağını bilmək üçün yuxarıda göstərilən addımlardan əlavə də hesablayıcı proqramlardan istifadə edir. Bu hesablayıcı proqramlar özlərində adreslər saxlayır ki, növbəti təlimatları mərkəzi prosessor rahat şəkildə yerinə yetirə bilsin. Bu adreslər mərkəzi prosessorun özündə xüsusi bir yaddaş yeri olan reyestrdə saxlanılır.

Əməliyyatlar mərkəzi prosessor tərəfindən aparılır. Mərkəzi prosessor bir neçə cür əməliyyat toplusu həyata keçirir. Misal olaraq, riyazi əməliyyatları (vurma, bölmə, toplama, çıxma), yaddaş əməliyyatlarını ( bir məlumatın bir yerdən digər bir yerə köçürülməsi), məntiqi əməliyyatları ( bu zaman kompüterin vəziyyətini test edilir və alınan nəticəyə görə qərarlar verilir), idarə etmə əməliyyatlarını (kompüterin digər komponentlərinə təsir edir) göstərmək olar. Bu başlıca əməliyyatlar çox sürətlə icra edilir və kompüterə şərait yaradır ki, cihaz eyni zaman bir neçə funksiya yerinə yetirə bilsin. Mərkəzi prosessor tərəfindən dəstəklənən əməliyyatların sayı isə onun quruluşundan asılıdır. Bunlar aydındır.

Mərkəzi prosessor yaddaşdan necə istifadə edir?

Kompüterin yaddaşı elə bir hissədir ki, bütün məlumatlar və proqramlar orada toplanır. Amma yaddaş mərkəzi prosessorun bir parçası olmasa da, mərkəzi prosessorun yaddaşla qarşılıqlı əlaqədə olması çox vacibdir. Kompüterin öz növbəsində iki cür yaddaşı vardır: ilkin və ya əsas yaddaşı və ikinci yaddaş. Mərkəzi prosessor proqram təlimatlarını yaddaşda saxlamaq və məlumatlar üzərində əməliyyatlar həyata keçirmək üçün daha çox əsas yaddaşın üzərində işləyir. Əsas yaddaşın xüsusiyyətləri təbii olması, məlumatları saxlaması və proqram üçün təlimatları icra olunduğu müddətdə özündə saxlamasıdır. İkinci yaddaş isə daha uzun ömürlü yaddaşdır və daşına bilən sərt disklər, flaş kartlar vasitəsilə həyata keçirilir. Mərkəzi prosessorun bilinən bir komponenti də vardır ki, bu idarə etmə modulu kimi tanınır və təlimatları köçürmək, məlumatları ikinci yaddaşdan əsas yaddaşa köçürmək kimi təlimatları icra edir.

CPU-nun idarə etmə modulu, məntiq və riyazi modulları və registrları və üstəgəl balaca bir yaddaşı vardır ki buna da ``cache`` deyilir. Məntiq modul prosessor təlimatları çox sürətlə dövr edir. Bu təlimatlar işlədiyi kompüter proqramı əsasında yerinə yetirilir.

Riyazi modul,hesablamaları həyata keçirir. Əgər kompüter proqramı bir riyazi hesablama axtararsa, məntiq modulu bu tapşırığı yerinə yetirmək üçün riyazi bölməyə göndərir.

İdarə etmə modulu isə təlimatların necə və hansı sırayla yerinə yetirilməsini həyata keçirir.

Son olaraq, müxtəlif növ proseslər üzərində son söz vector prosessorlar və ya array prosessorları üzərindədir. Bu, vektor adlanan bir ölçülü serialları özündə saxlayan bir təlimat dəsti ilə işləyən mərkəzi prosessorudur. Təlimatları vahid məlumat elementlərində işləyən skalyar prosessor kimi tanınan bir prosessordan fərqli olaraq bugün mərkəzi prosessorların əksəriyyəti skalardır.

Son olaraq mərkəzi prosessor mikroprosessordur. Mikroprosessor milyonlarla tranzistordan ibarət olan inteqrasiya edilmiş dövrədir. Bununla birlikdə mikroprosesorların hamısı mərkəzi prosessor deyildir. Mərkəzi prosessordan şəbəkə, qrafik və ya səs emalını çıxaran NPU,GPU və APU var. Nəticə olaraq ən sürətlisi mərkəzi prosessordur. Mərkəzi prosessor kənar mikroprosessorlar tərəfindən edilə biləcək əməliyyatlarla yavaşlamır: hamısı birlikdə işlədiyindən nəticələr daha sürətli, möhkəm və daha az parçalanma və ya dayanma ilə göstərilir.