Υλικό υπολογιστών

Γνώση Υπολογιστών >> Υλικό υπολογιστών >  >> Επεξεργαστές (CPU)

Γιατί τα δεδομένα ανταλλάσσονται συνεχώς μεταξύ της CPU και της μνήμης;

Τα δεδομένα ανταλλάσσονται συνεχώς μεταξύ της CPU και της μνήμης, επειδή η CPU χρειάζεται δεδομένα για να εκτελέσει τους υπολογισμούς και τις οδηγίες της και η μνήμη είναι όπου αποθηκεύονται τα δεδομένα και οι ίδιες οι οδηγίες. Η CPU δεν μπορεί να λειτουργήσει άμεσα με μεγάλα ποσά δεδομένων. Πρέπει να το φέρει από τη μνήμη σε μικρότερα κομμάτια. Ακολουθεί μια ανάλυση των λόγων:

* οδηγίες fetch: Η CPU λαμβάνει συνεχώς οδηγίες από τη μνήμη. Αυτές οι οδηγίες λένε στην CPU ποιες λειτουργίες θα εκτελέσουν. Κάθε εντολή ενδέχεται να απαιτεί πρόσληψη πρόσθετων δεδομένων από τη μνήμη.

* data fetch: Η CPU πρέπει να μεταφέρει τα δεδομένα που θα λειτουργήσει. Αυτό θα μπορούσε να είναι μεταβλητές, σταθερές ή εισροές από συσκευές εισόδου/εξόδου (όπως πληκτρολόγιο ή ποντίκι). Τα δεδομένα πρέπει να διαμένουν στη μνήμη πριν η CPU μπορεί να τα επεξεργαστεί.

* Αποθήκευση δεδομένων: Αφού η CPU εκτελεί υπολογισμούς, τα αποτελέσματα πρέπει να αποθηκευτούν κάπου. Το πιο συνηθισμένο μέρος είναι στη μνήμη, η οποία θα προσπερατούνται αργότερα από άλλες οδηγίες ή για την αποθήκευση.

* Διαχείριση προσωρινής μνήμης: Οι σύγχρονες CPU έχουν κρυφές μνήμες, μικρότερες, ταχύτερες περιοχές μνήμης που βρίσκονται πιο κοντά στην CPU. Τα δεδομένα μετακινούνται συνεχώς μεταξύ της CPU, της cache και της κύριας μνήμης για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης. Συχνά πρόσβαση σε δεδομένα διατηρείται σε cache για να μειώσει το χρόνο που αφιερώνεται στην πρόσβαση σε βραδύτερη κύρια μνήμη.

* Λειτουργίες I/O: Συσκευές εισόδου/εξόδου (I/O), όπως σκληροί δίσκοι, δίκτυα και κάρτες γραφικών, ανταλλάσσουν δεδομένα με τη μνήμη. Η CPU αλληλεπιδρά με αυτές τις συσκευές έμμεσα μέσω της μνήμης. Τα δεδομένα από συσκευές I/O είναι γραμμένα στη μνήμη, όπου η CPU μπορεί στη συνέχεια να έχει πρόσβαση. Ομοίως, τα δεδομένα που αποστέλλονται σε συσκευές I/O πρέπει πρώτα να γράφονται στη μνήμη.

Στην ουσία, η CPU και η μνήμη είναι σε συνεχή επικοινωνία, επειδή η CPU είναι μια γρήγορη, αλλά μικρή, μονάδα επεξεργασίας, ενώ η μνήμη είναι μια πιο αργή, αλλά μεγαλύτερη μονάδα αποθήκευσης. Η συνεχής ανταλλαγή δεδομένων διευκολύνει την εκτέλεση προγραμμάτων και διατηρεί το σύστημα να λειτουργεί. Η αποτελεσματικότητα αυτής της ανταλλαγής είναι ζωτικής σημασίας για τη συνολική απόδοση του συστήματος.

Συναφής σύστασή

Πνευματικά δικαιώματα © Γνώση Υπολογιστών Όλα τα δικαιώματα κατοχυρωμένα