Основы CPU
Что означает сокращение CPU?
Central Processing Unit — центральный процессор
Как называется устройство, выполняющее арифметические и логические операции?
АЛУ
Для чего процессору нужна кэш-память?
Для ускорения доступа к данным и командам.
Какая шина передаёт сами данные?
Шина данных.
В каких единицах измеряется тактовая частота?
В МГц и ГГц.
Назовите две основные группы операций, которые выполняет процессор.
Арифметические и логические операции.
Что хранится в регистрах процессора?
Данные, команды, адреса и промежуточные результаты.
Какой кэш расположен ближе всего к ядру: L1 или L2?
L1.
Какая шина сообщает, где находятся нужные данные?
Шина адреса.
Что показывает разрядность процессора?
Количество двоичных разрядов, которые процессор может обрабатывать одновременно.
Как называется устройство, которое управляет работой остальных частей процессора?
Устройство управления.
Для чего нужен счётчик команд?
Он хранит адрес следующей инструкции.
Почему процессор старается использовать кэш вместо постоянного обращения к RAM?
Потому что процессор работает быстрее оперативной памяти, а кэш уменьшает ожидание данных.
Какая шина передаёт сигналы чтения и записи?
Шина управления.
Почему нельзя бесконечно увеличивать производительность только повышением частоты?
Увеличиваются тепловыделение и энергопотребление, а задержки памяти ограничивают эффект.
Назовите четыре основных компонента процессора из изученных схем.
Например, АЛУ, регистры, устройство управления, кэш-память.
Чем регистр команд отличается от счётчика команд?
Регистр команд хранит текущую выполняемую инструкцию, а счётчик команд — адрес следующей.
Расставьте по близости к ядру: RAM, L2, L1.
L1 → L2 → RAM.
CPU хочет прочитать значение из памяти. В каком порядке используются адрес, сигнал READ и данные?
Сначала передаётся адрес, затем сигнал чтения, затем приходят данные.
Что такое конвейеризация?
Это выполнение разных стадий нескольких инструкций одновременно.
Объясните цикл работы CPU от получения команды до сохранения результата.
Получить команду → декодировать → получить данные → выполнить → сохранить результат.
Как взаимодействуют декодер команд, регистры и АЛУ при выполнении сложения?
Декодер определяет операцию, данные берутся из регистров, АЛУ выполняет сложение, результат сохраняется обратно.
Что произойдёт, если нужных данных нет сначала в L1, а затем и в L2/L3?
Процессор обратится к оперативной памяти.
Объясните различие между шиной данных, адреса и управления одним примером.
Шина адреса отвечает «где?», шина управления — «что сделать?», шина данных — «что передать?».
Чем многоядерность отличается от Hyper-Threading?
Многоядерность использует несколько физических ядер, а Hyper-Threading позволяет одному ядру обслуживать два потока.