המעבד
המרכזי - CPU
לאחר
שסקרנו בהרחבה את הזיכרון, הגיעה תורו של לב המחשב - המעבד. המעבד הוא היחידה
המרכזית של נמחשב והוא אחראי על עיבוד הנתונים והפקת המידע.
בכתבה
זו ננסה לעשות סדר במושגים. נכיר את מעבד - 686-פנטיום פרו ואת תכונותיו, וכיצד
להתחשב בתכונות אלו כשאנחנו מרכיבים אותו. אבל לפני זה אנחנו צריכים להכיר כמה
מושגים חדשים שלא הרבה שמעו עליהם.
אפיק
(bus) - מסלול שבו עוברים הנתונים בין הרכיבים.
יש
לנו שלושה סוגי bus במחשב:
Data bus - מסלול שבו עוברים הנתונים. לדוגמא: כאשר יש במעבד 16 רגליים ל-data bus הכוונה היא שהמעבד קורא וכותב ל-16 סיביות בכל פעם שרכיב ניגש אליו.
Address bus - משמש לגישה לנתונים ולהעברת מיקום הנתונים בזיכרון.
Control bus - bus זה עוסק בסנכרון פעולות הרכיבים עם זו של המעבד המרכזי
התקן
קטן וחשוב בכרטיס לוח האם הוא השעון, שמורכב מגביש. הגביש קובע את קצב פעולת המעבד
והרכיבים, קצב העברת הנתונים וכו'. צריך לדעת שלא כל הפעולות במחשב מתבצעות באותו
תדר עבודה. המעבד פועל במהירות גבוהה ביותר, אבל כשהוא ניגש לזיכרון הוא מגלה שהוא
איטי בהרבה ממנו. ואני לא מדבר על הכרטיסים השונים שגם הם מאוד איטיים
מעבד
מתמטי - Math Comprocessor
זהו
מעבד נוסף שמותקן בלוח האם, ומשמש לביצוע פעולות מתמטית במספרים שלמים. הוא יותר
מהיר מהמעבד הראשי. אל תטעו, אולי המעבד המתמטי הוא בנוסף למעבד הראשי אבל שניהם
מחוברים אחד לשני לעומת פעם שהם באו בנפרד. ועוד פעם אל תטעו, המעבד המתמטי הוא לא
נבנה במיוחד בשביל תוכנת המחשבון של ה-Windows אלא הוא עוזר לתוכנות שעוסקות בחישובים וגרפיקה, משחקי סימולטורים
רבים משתמשים במעבד המתמטי והוא הפך לחלק חשוב והכרחי במחשב.
מצב
מוגן\אמיתי
אחד
הנושאים העיקריים שמבדילים בין מחשבים חדשים לישנים הוא התמיכה במצב מוגן. המחשבים
הישנים תמכו רק במצב אמיתי ואילו המחשבים החדשים תומכים במצב אמיתי וגם במצב
מוגן.
מצב
אמיתי
במצב
זה, כל מעבד מחקה את פעולת המעבד
8088, ויש לזה מספר תוצאות לוואי:
- מעבד
8088 היה מוגבל לקריאת כתובות הזיכרון עד
1mb וזהו, וזאת מגבלה שקשה להתמודד איתה.
- אי
אפשר לעבוד במצב זה עם מספר עבודות שפועלות אחת עם השניה. וגם זאת היא מגבלה לא
פשוטה שלא מאפשר להשתמש בכמה תוכניות שפועלות ביחד. לדוגמא: תוכל להפעיל במצב זה
את תוכנת ה-Winamp עם תוכנת ה-WinZip.
מצב
מוגן
מעבד
שתומך במצב הזה יכול לאפשר למספר תוכניות להיות בזיכרון ולפעול ביחד. לכל תוכנית יש
תחום בזיכרון והיא לא יכולה "לברוח" משם וכך הם לא יתערבבו עם תוכניות אחרות. בנוסף
לכך, אפשר לעבור את מחסום ה-1mb בזיכרון. אפילו שזה נראה מצוין, כל מי שעובד תחת DOS לא ירגיש בשינוי משום שה-DOS מאפשרת שימוש ב זיכרון עד 640kb.
זיכרון
וירטואלי - Virtual Memory
מעבד
286 יכול להקצות לכל תוכנה עד 1gb זיכרון. מעבדי 386 והחדישים יותר יכולים להקצות לכל תוכנה זיכרון עד
32tb (1000 ג'יגה בית). אל תבלבלו בין זיכרון פיסי דוגמת
RAM, אשר גודלו הוא פונקציה של מספר רגלי הכתובות של המעבד ומגיע היום
ל-4gb, לבין זיכרון וירטואלי שפועל במקטעים. מרחב הזיכרון הוירטואלי גדול
בהרבה מכמות זיכרון RSM המותקן במחשב.הקטע הוא שאפשר להכניס גם נתונים זמניים לדיסק הקשיח
במקום ל-RAM.
מעבדי
686 - פנטיום פרו
מעבד
זה תוכנן לעבוד עם 32 סיביות בלבד, ולכן רק מערכות הפעלה כמו Windows NT, ותוכנות 32 סיביות כמו AutoCAD יפיקו ממנו תועלת
רבה. אם נריץ תוכנות של 16 סיביות נקבל ירידה משמעותית במהירות, מכיוון שהמעבד צריך לפרק את
ה-32 סיביות לשני חלקים כשבכל חצי נמצא 16 סיביות. המעבד מפרק את הפקודה
לפקודות קטנות יותר שנשלחות ל"צינור הביצוע" (pipeline). ככל שהפקודה מחולקת ליותר שלבים קצרים, מתקצר זמן הביצוע. בנוסף,
המעבד יכול לבצע פקודות שלא לפי הסדר שהם הגיעו אליו, אלא בסדר שנראה לו, הדבר הזה
גם כן עוזר לשיפור הביצועים.
כאן הסתיימה הכתבה השלישית על טכנאות PC שעוסקת במעבד המרכזי. אני מקווה שלמדת ממנה ביעלות. לתגובות או לשאלות על חלקים מהכתבה אנא שלחו דואר אלקטרוני לכתובת: yanivh80@netvision
