"सदस्य:Jose.anu.cme/सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट": अवतरणों में अंतर
Content deleted Content added
No edit summary |
No edit summary |
||
पंक्ति 11:
इस तरह ENIAC के रूप में कंप्यूटर शारीरिक रूप से विभिन्न कार्यों , जिसके कारण इन मशीनों "तय कार्यक्रम कंप्यूटर" के नाम से जाना प्रदर्शन करने के लिए बिजली के नये तार लगाना किया जाना था। चूंकि शब्द " सीपीयू " आम तौर पर सॉफ्टवेयर ( कंप्यूटर प्रोग्राम ) के निष्पादन के लिए एक उपकरण के रूप में परिभाषित किया गया है , जल्द से जल्द उपकरणों है कि ठीक ही सीपीयू कहा जा सकता है संग्रहित -प्रोग्राम कंप्यूटर के आगमन के साथ आया था।
एक संग्रहीत -प्रोग्राम कंप्यूटर के विचार पहले से ही जे प्रेस्पर एकर्ट और जॉन विलियम
प्रारंभिक सीपीयू एक बड़ा और कभी कभी विशिष्ट कंप्यूटर के हिस्से के रूप में इस्तेमाल किया कस्टम डिजाइन थे। हालांकि, एक विशेष आवेदन के लिए कस्टम सीपीयू डिजाइनिंग की इस पद्धति काफी हद तक बड़ी मात्रा में उत्पादन बहुउद्देश्यीय प्रोसेसर के विकास के लिए रास्ता दिया है। इस मानकीकरण असतत ट्रांजिस्टर अधिसंसाधित्र और अधिग्रहण के युग में शुरू हुआ और तेजी से एकीकृत सर्किट (आईसी) को लोकप्रिय बनाने के साथ तेजी आई है। आईसी अनुमति दी गई है तेजी से जटिल सीपीयू नैनोमीटर के आदेश पर बनाया गया है और निर्मित किया जा करने के लिए सहनशीलता करने के लिए। दोनों लघुरूपण और सीपीयू के मानकीकरण दूर समर्पित कंप्यूटिंग मशीनों की सीमित आवेदन परे आधुनिक जीवन में डिजिटल उपकरणों की उपस्थिति में वृद्धि हुई है। आधुनिक माइक्रोप्रोसेसरों इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों ऑटोमोबाइल से सेलफोन के लिए और कभी कभी भी खिलौनों में लेकर में दिखाई देते हैं।
वॉन
रिले और वैक्यूम ट्यूब ( थर्मिओनिक ट्यूब) आमतौर पर स्विचन तत्वों को एक उपयोगी कंप्यूटर हजारों या स्विचन उपकरणों के हजारों के दसियों की आवश्यकता के रूप में इस्तेमाल किया गया। एक प्रणाली के समग्र गति स्विच की गति पर निर्भर है। एडवैक तरह ट्यूब कंप्यूटर, असफलताओं के बीच आठ घंटे औसत हो जाती थी जैसे रिले कंप्यूटर जबकि ( धीमी है, लेकिन पहले) हार्वर्ड मार्क मैं बहुत मुश्किल से ही विफल रहे। अंत में, ट्यूब आधारित सीपीयू प्रमुख क्योंकि महत्वपूर्ण गति लाभ आम तौर पर बर्दाश्त विश्वसनीयता समस्याओं पल्ला झुकना बन गया। इन जल्दी तुल्यकालिक सीपीयू के सबसे आधुनिक शास्त्रीय डिजाइन की तुलना में कम घड़ी दरों पर भाग गया। घड़ी संकेत 100 किलोहर्ट्ज़ से 4 मेगाहर्ट्ज से लेकर आवृत्तियों इस समय में बहुत आम थे, स्विचिंग उपकरणों के साथ वे बनाए गए थे की गति से काफी हद तक सीमित कर दिया।
पंक्ति 24:
1964 में, आईबीएम अपने सिस्टम / 360 कंप्यूटर वास्तुकला है कि अलग अलग गति और प्रदर्शन के साथ ही कार्यक्रम चलाने में सक्षम कंप्यूटर की एक श्रृंखला में इस्तेमाल किया गया था की शुरुआत की। जब ज्यादातर इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर एक दूसरे , यहां तक कि एक ही निर्माता द्वारा बनाई गई उन के साथ असंगत थे यह एक समय में महत्वपूर्ण था। इस सुधार की सुविधा के लिए , आईबीएम एक माइक्रो प्रोग्राम (अक्सर " माइक्रोकोड " कहा जाता है) , जो अभी भी आधुनिक CPUs में बड़े पैमाने पर उपयोग में देखता है की अवधारणा का उपयोग किया। सिस्टम / 360 वास्तुकला इतना लोकप्रिय है कि दशकों के लिए मेनफ्रेम कंप्यूटर बाजार पर हावी है और एक विरासत है कि अभी भी आईबीएम zSeries की तरह समान आधुनिक कंप्यूटर द्वारा जारी रखा है छोड़ दिया था। 1965 में, डिजिटल उपकरण निगम (डीईसी) वैज्ञानिक और अनुसंधान बाजारों के उद्देश्य से एक और प्रभावशाली कंप्यूटर पेश किया, पीडीपी -8|
ट्रांजिस्टर आधारित कंप्यूटरों उनके पूर्ववर्तियों पर कई विशिष्ट लाभ के लिए किया था । वृद्धि की विश्वसनीयता और कम बिजली की खपत को सुविधाजनक बनाने के अलावा, ट्रांजिस्टर भी सीपीयू एक ट्यूब या रिले की तुलना में एक ट्रांजिस्टर से कम स्विचिंग समय की वजह से बहुत अधिक गति से संचालित करने की अनुमति दी। दोनों वृद्धि की विश्वसनीयता के साथ ही स्विचिंग तत्वों के नाटकीय रूप से वृद्धि की गति (जो लगभग विशेष रूप से थे इस समय तक ट्रांजिस्टर) के लिए धन्यवाद, मेगाहर्ट्ज़ के दसियों में CPU घड़ी दरों में इस अवधि के दौरान प्राप्त किया गया। इसके अतिरिक्त , जबकि असतत ट्रांजिस्टर और आईसी सीपीयू भारी प्रयोग में थे, SIMD जैसे नए उच्च प्रदर्शन डिजाइन ( एकल निर्देश एकाधिक डेटा ) वेक्टर प्रोसेसर प्रकट करने के लिए शुरू किया। ये जल्दी प्रयोगात्मक डिजाइन बाद में क्रे इंक और
===छोटे पैमाने पर एकीकरण सीपीयू===
पंक्ति 43:
CPU की पिछली पीढ़ियों के लिए एक या अधिक सर्किट बोर्डों पर असतत घटकों और कई छोटे एकीकृत सर्किट (आईसीएस ) के रूप में लागू किया गया। माइक्रोप्रोसेसरों , दूसरे हाथ पर , आईसीएस की एक बहुत छोटी संख्या पर निर्मित सीपीयू कर रहे हैं आमतौर पर सिर्फ एक। कुल मिलाकर छोटे सीपीयू आकार, एक ही मरने पर लागू किया जा रहा का एक परिणाम के रूप में, क्योंकि भौतिक कारकों में तेजी से कमी आई है स्विचिंग समय गेट परजीवी समाई तरह मतलब है। इस तुल्यकालिक माइक्रोप्रोसेसरों अनुमति दी गई है घड़ी मेगाहर्ट्ज़ के दसियों से कई गीगाहर्ट्ज़ को लेकर दर है। इसके अतिरिक्त , के रूप में एक आईसी पर बेहद छोटे ट्रांजिस्टर का निर्माण करने की क्षमता में वृद्धि हुई है , जटिलता और एक एकल CPU में ट्रांजिस्टर की संख्या कई गुना बढ़ गई है। यह व्यापक रूप से मनाया प्रवृत्ति मूर के कानून है, जो सीपीयू के विकास (और अन्य आईसी) जटिलता के एक काफी सटीक कारक साबित हो गया है द्वारा वर्णित है।
जटिलता , आकार , निर्माण, और सामान्य सीपीयू के रूप 1950 के बाद से काफी बदल दिया है , वहीं यह है कि बुनियादी डिजाइन और समारोह में सभी ज्यादा नहीं बदला है उल्लेखनीय है।लगभग सभी आम सीपीयू आज बहुत सही वॉन नुमन्न् संग्रहीत कार्यक्रम मशीनों के रूप में वर्णित किया जा सकता है। ऊपर उल्लिखित मूर के नियम सही पकड़ जारी है, चिंताओं एकीकृत परिपथ ट्रांजिस्टर प्रौद्योगिकी की सीमाओं के बारे में पैदा हुई है। इलेक्ट्रॉनिक फाटक के चरम लघुरूपण इलेक्ट्रोमाइग्रेशन और उपडेवढ़ी रिसाव की तरह घटना का प्रभाव बहुत अधिक महत्वपूर्ण बनने के लिए पैदा कर रहा है। इन नए चिंताओं शोधकर्ताओं जैसे क्वांटम कंप्यूटर के रूप में कंप्यूटिंग के नए तरीकों , साथ ही समानता और अन्य तरीकों कि शास्त्रीय वॉन नुमन्न् मॉडल की उपयोगिता का विस्तार के उपयोग का विस्तार करने की जांच करने के लिए कारण कई कारकों में से एक हैं।
==ऑपरेशन==
Line 57 ⟶ 56:
===व्याख्या करना===
अनुदेश कि सीपीयू स्मृति से
रास्ते में जो शिक्षा व्याख्या की है सीपीयू अनुदेश सेट वास्तुकला (आईएसए) द्वारा परिभाषित किया गया है। अक्सर , बिट्स (जो है, एक "क्षेत्र ") अनुदेश के भीतर के एक समूह ,
कुछ CPU में डिजाइन अनुदेश डिकोडर एक
===निष्पादित===
Line 69 ⟶ 68:
==संरचना और कार्यान्वयन==
एक सीपीयू के
प्रत्येक शिक्षा के लिए वास्तविक गणितीय आपरेशन अंकगणितीय तर्क इकाई या ALU रूप में जाना जाता है सीपीयू प्रोसेसर के भीतर एक संयोजन तर्क सर्किट द्वारा किया जाता है। सामान्य तौर पर, एक सीपीयू स्मृति से यह दिलकश , इसके ALU का उपयोग कर एक कार्रवाई करने के लिए , और फिर स्मृति के लिए परिणाम भंडारण के द्वारा एक निर्देश कार्यान्वित। ऐसे सीपीयू चल बिन्दु इकाई द्वारा किया जाता चल बिन्दु संख्या पर स्मृति और इसे वापस भंडारण, संचालन शाखाओं में बंटी , और गणितीय कार्य से डेटा लोड के लिए उन लोगों के रूप में पूर्णांक गणित और तर्क संचालन , विभिन्न अन्य मशीन निर्देश मौजूद हैं, के लिए निर्देश ( FPU के अलावा )।
===नियंत्रण विभाग===
सीपीयू के नियंत्रण इकाई
===अंकगणितीय तर्क इकाई===
अंकगणितीय तर्क इकाई (ALU) प्रोसेसर है कि पूर्णांक गणित और तर्क बिटवाइज़ संचालन करता है के भीतर एक डिजिटल सर्किट है। ALU को जानकारी डेटा शब्दों पर (बुलाया ऑपरेंड ) संचालित करने के लिए , पिछले परिचालन से स्थिति की जानकारी , और यह दर्शाता है जो कार्रवाई करने के लिए नियंत्रण इकाई से एक कूट रहे हैं । अनुदेश निष्पादित किया जा रहा है पर निर्भर करता है, ऑपरेंड आंतरिक सीपीयू रजिस्टर या बाह्य स्मृति से आ सकती है , या वे ALU खुद के द्वारा उत्पन्न स्थिरांक हो सकता है।
जब सभी इनपुट संकेतों बसे और ALU
===स्मृति प्रबंधन इकाई===
Line 86 ⟶ 85:
===पूर्णांक रेंज===
हर सीपीयू एक विशिष्ट तरीके से संख्यात्मक मूल्यों का प्रतिनिधित्व करता है । उदाहरण के लिए, कुछ जल्दी डिजिटल कंप्यूटर संख्या के रूप में परिचित दशमलव (आधार 10) अंक प्रणाली मूल्यों का प्रतिनिधित्व किया, और दूसरों को इस तरह के त्रिगुट (तीन आधार) के रूप में अधिक असामान्य अभ्यावेदन कार्यरत है। लगभग सभी आधुनिक CPUs इस तरह के एक "उच्च" या "कम" वोल्टेज के रूप में द्विआधारी के रूप में संख्या, प्रत्येक अंक के साथ कुछ दो महत्वपूर्ण भौतिक मात्रा द्वारा प्रतिनिधित्व किया जा रहा प्रतिनिधित्व करते हैं।
संख्यात्मक प्रतिनिधित्व करने के लिए संबंधित आकार और पूर्णांक संख्या है कि एक सीपीयू का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं की सटीक है। एक बाइनरी सीपीयू के मामले में, इस बिट्स ( एक द्विआधारी इनकोडिंग पूर्णांक के महत्वपूर्ण अंक ) कि सीपीयू एक ऑपरेशन , जो आमतौर पर "शब्द का आकार" , " थोड़ा चौड़ाई ", "डाटा कहा जाता है में प्रक्रिया कर सकते हैं की संख्या से मापा जाता है, पथ चौड़ाई "," पूर्णांक परिशुद्धता ", या" पूर्णांक आकार "। एक सीपीयू के पूर्णांक आकार निर्धारित पूर्णांक की सीमा मूल्यों यह सीधे पर काम कर सकते हैं।
उदाहरण के लिए, एक 8 बिट सीपीयू सीधे आठ बिट्स, जो 256 असतत पूर्णांक मूल्यों की एक श्रृंखला है द्वारा प्रतिनिधित्व पूर्णांकों हेरफेर कर सकते हैं। पूर्णांक रेंज भी स्मृति स्थानों सीपीयू सीधे संबोधित कर सकते हैं की संख्या ( एक पते में एक विशिष्ट स्थान स्मृति का प्रतिनिधित्व करने वाले एक पूर्णांक मान है ) को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक द्विआधारी सीपीयू 32 बिट का उपयोग करता है, तो एक स्मृति पते का प्रतिनिधित्व करने के लिए तो यह सीधे 2^32 स्मृति स्थानों को संबोधित कर सकते हैं। इस सीमा को नाकाम करने के लिए और विभिन्न अन्य कारणों के लिए , कुछ सीपीयू उपयोग तंत्र (जैसे बैंक स्विचिंग के रूप में) है कि अतिरिक्त स्मृति की अनुमति देने को संबोधित करने की।
बड़ा शब्द आकार के साथ सीपीयू अधिक
फायदे के दोनों कम और उच्च बिट लंबाई द्वारा
===घड़ी की दर===
Line 106 ⟶ 105:
===समानता===
एक सीपीयू पिछले अनुभाग में की पेशकश की बुनियादी आपरेशन का विवरण सरलतम रूप है कि एक सीपीयू ले जा सकते हैं वर्णन करता है। सीपीयू के इस प्रकार, आमतौर पर के रूप में
इस प्रक्रिया उपअदिश सीपीयू में एक अंतर्निहित अक्षमता को जन्म देता है । के बाद से ही एक निर्देश एक समय में मार डाला है , पूरे सीपीयू अगले निर्देश के लिए आगे बढ़ने से पहले पूरा करने के लिए है कि शिक्षा के लिए इंतज़ार करना होगा। नतीजतन, उपअदिश सीपीयू निर्देश जो निष्पादन पूरा करने के लिए एक से अधिक घड़ी चक्र लेने पर " लटका " हो जाता है । यहां तक कि एक दूसरे निष्पादन इकाई जोड़ने ( देखें नीचे ) के प्रदर्शन में ज्यादा सुधार नहीं करता है ; के बजाय एक मार्ग लटका दिया जा रहा है, अब दो रास्ते रख दिया जाता है और अप्रयुक्त ट्रांजिस्टर की संख्या में वृद्धि हुई है। इस डिजाइन, जिसमें सीपीयू के निष्पादन संसाधनों एक समय में केवल एक निर्देश पर काम कर सकते हैं , केवल संभवतः अदिश प्रदर्शन (घड़ी चक्र के अनुसार एक निर्देश , आईपीसी = 1) पहुँच सकते हैं। हालांकि, प्रदर्शन लगभग हमेशा उपअदिश है (घड़ी चक्र के अनुसार कम से कम एक अनुदेश , आईपीसी < 1)।
Line 125 ⟶ 124:
==संदर्भ==
<ref>https://en.wikipedia.org/wiki/Central_processing_unit</ref>
|