خانه / مطالب آموزشی / سخت افزار / نحوه پردازش داده توسط پردازنده

نحوه پردازش داده توسط پردازنده

پردازنده (CPU) و حافظه موقت (RAM) نقش مهمی را در پردازش اطلاعات بر عهده دارند، بنابراین قبل از اینکه نحوه پردازش داده‌ها را مرور کنیم باید کمی با نحوه کار این دو بخش آشنا شویم.

پردازنده چگونه کار میکند؟

پردازنده مانند مغز متفکر رایانه عمل میکنید و وظیفه اصلی پردازش اطلاعات بر عهده این بخش میباشد، پردازش داده‌ها در ۴ مرحله انجام میشود:

  1. فراخوانی: دستورات و داده‌ها از حافظه دریافت میشوند.
  2. رمزگشایی: اطلاعات به زبان باینری (زبان کامپیوتر) تبدیل شده و آماده پردازش میشوند.
  3. پردازش و اجرا: پردازنده با عملیات محاسباتی و منطقی (ALU) داده‌ها را مورد پردازش قرار میدهد.
  4. بازنویسی: نتیجه کار به واحدهای خروجی ارسال میشود و یا در حافظه ذخیره میگردد.

این‌ها مراحل اصلی پردازش داده در CPU هستند، به بیان دیگر اطلاعات با بشت سر گذاشتن این مراحل توسط پردازنده مورد تجزیه تحلیل و پردازش قرار می‌گیرند (در ادامه بیشتر با این مراحل آشنا خواهیم شد)

اجزای اصلی پردازنده را بشناسید:

تمام پردازنده‌ها از ۳ قسمت مهم تشکیل شده‌اند که عبارتند از:

  1. واحد کنترل: وظیفه کنترل ترتیب اجرای دستورات را بر عهده دارد، دستورات و داده‌ها باید یکی یکی به پردازنده ارسال شده و مورد پردازش قرار بگیرند، این بخش ترتیب اجرای فرامین را در CPU مشخص میکند.
  2. واحد حافظه: اطلاعات یا نتایج پردازش در حافظه موقت سی‌پی‌یو ذخیره میگردند و در صف پردازش قرار میگیرند یا برای پردازش‌های بعدی مورد استفاده قرار میگیرند، حافظه CPU دارای دو بخش است: حافظه کش (Cache) و حافظه رجیستر (Register) که در ادامه بیشتر با آنها آشنا خواهیم شد.
  3. واحد محاسبه و منطق: این قسمت را میتوان واقعا مغز متفکر پردازنده نامید!
    اطلاعات در این بخش توسط عملیات محاسبه‌ای، منطقی و مقایسه‌ای مورد تجزیه تحلیل و پردازش قرار می‌گیرند.

حافظه پردازنده چه نقشی در پردازش اطلاعات دارد؟

همانطور که متوجه شدید یکی از اجزای اصلی پردازنده را حافظه تشکیل میدهد، که شامل حافظه Cache و حافظه Register میشود، بیایید کمی بیشتر با این دو بخش آشنا شویم:

آشنایی با حافظه کش و وظیفه‌ی آن: کتابخانه‌ای را در نظر بگیرید که تعداد زیادی کتاب در آن وجود دارد، شما برای دریافت یک کتاب به کتابدار مراجعه میکنید و او کتاب را در قفسه اصلی جستجو کرده و به شما تحویل میدهد، پس از مدتی شما کتاب را باز میگردانید و کتابدار آن را در قفسه‌ای کوچک نزدیک خود نگه میدارد، پس از مدتی شخص دیگری مراجعه کرده و همان کتاب را درخواست میکند، این بار کتابدار سریعتر کتاب را به او میدهد، چرا که کتاب را در یک فضای محدود و نزدیک به خود قرار داده تا در دفعات بعدی بتواند سریع تر به آن دسترسی داشته باشد.

حافظه Cache پردازنده نیز به همین صورت است، این حافظه‌ها با حجم کم خود (در حد چند مگابایت) باعث میشوند سرعت جستجو در آن‌ها تا حد چشمگیری افزایش یافته و به همین دلیل در سرعت پردازنده نقش چشمگیری ایفا میکنید، اطلاعاتی که CPU بیشتر به آنها احتیاج دارد در حافظه کش ذخیره میشوند تا سرعت پردازنده بالاتر رود، در برخی از CPU‌ها چند لایه حافظه کش قرار دارد، این بخش تاثیر مستقیمی در قیمت پردازنده‌ها نیز دارد

آشنایی با حافظه رجیستر و وظیفه‌ی آن: در کنار حافظه کش حافظه دیگری نیز به نام حافظه رجیستر یا ثبات در پردازنده قرار دارد، این قسمت نسبت به حافظه کش به هسته اصلی CPU نزدیک تر است و حجم نسبتا کمتری دارد، در نتیجه سرعت بیشتری نیز خواهد داشت، پردازنده از این قسمت برای ذخیره اطلاعاتی که هم اکنون در حال کار بر روی آنهاست استفاده میکند به همین علت برخی آن را میز کار پردازنده نیز می‌نامند!

نحوه پردازش اطلاعات به چه صورت است؟

همانگونه که در ابتدا توضیح دادیم پردازش روی داده‌ها در ۴ مرحله اصلی انجام میشود، ابتدا اطلاعات موجود در هارد سیستم به RAM منتقل میشوند و پس از آن برای پردازش یکی یکی وارد پردازنده میگردند (مرحله فراخوانی)

پس از آن داده‌ها کامپایل شده و به زبان باینری تبدیل میشوند تا برای پردازنده قابل فهم باشند (مرحله رمزگشایی)

حال وقت آن رسیده تا داده‌ها مورد پردازش قرار بگیرند، در این مرحله اطلاعات یکی یکی توسط واحد کنترل به قسمت محاسبه و منطق (ALU) منتقل میشوند و با توجه به دستورات مورد تجزیه تحلیل قرار میگیرند (مرحله پردازش و اجرا)

پس از اینکه پردازش روی اطلاعات انجام شد نتایج کار به RAM منتقل میشود و از آنجا به واحدهای خروجی ارسال میگردد یا برای ذخیره در سیستم به هارد انتقال میابد.

مراحل پردازش اطلاعات توسط CPU را در نمودار بالا مشاهده میکنید.

درباره ی ادمین سایت

همچنین ببینید

بوت نشدن ویندوز و راه حل

کمتر مشکلی را می‌توان یافت که به اندازه‌ی بالا نیامدن ویندوز آزار دهنده باشد. وقتی …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

No announcement available or all announcement expired.