Mesteparten av forskningen for denne artikkelen kommer fra "Men hvordan vet det?" Av J. Clark Scott. Det er en fantastisk lese, går inn i mye mer dybde enn denne artikkelen vil, og er vel verdt parpengene på Amazon.
Ett notat før vi begynner: Moderne CPUer er størrelsesordener mer komplekse enn det vi beskriver her. Det er nesten umulig for en person å forstå hver nyanse av en brikke med over en milliard transistorer. Men de grunnleggende prinsippene for hvordan alt sammen passer, forblir det samme, og forståelse av det grunnleggende vil gi deg en bedre forståelse av moderne systemer.
Starter liten
Moderne datamaskiner bruker milliarder transistorer til å utføre beregninger, men på de laveste nivåene trenger du bare en håndfull til å danne de mest grunnleggende komponentene, kjent som porte.
Logiske porter
Å gjøre matte med porter
Når begge innganger er på, slår bære på og sender den til neste fulle adder i kjeden:
De fleste andre matematiske operasjoner kan gjøres med tillegg; Multiplikasjon er bare gjentatt tillegg, subtraksjon kan gjøres med litt fancy bit inversjon, og divisjon er bare gjentatt subtraksjon. Og mens alle moderne datamaskiner har maskinvarebaserte løsninger for å øke hastigheten på mer kompliserte operasjoner, kan du teknisk sett gjøre alt sammen med full adder.
Bussen og minnet
Hele denne pakken er pakket inn i det som er kjent som et register. Disse registre er koblet til bussen, som er et bunt av ledninger som kjører rundt hele systemet, koblet til hver komponent. Selv moderne datamaskiner har en buss, selv om de kan ha flere busser for å forbedre multitaskingsytelsen.
Registerene brukes til å lage RAM også. RAM legges ofte ut i et rutenettet, med ledninger som går i to retninger:
Klokken, Stepper og dekoderen
Registerene brukes overalt og er det grunnleggende verktøyet for å flytte data rundt og lagre informasjon i CPU. Så hva forteller dem å flytte ting rundt?
Klokken er den første komponenten i kjernen til CPUen og vil slå av og på med et bestemt intervall målt i hertz eller sykluser per sekund. Dette er hastigheten du ser annonsert sammen med CPUer; en 5 GHz-chip kan utføre 5 milliarder sykluser per sekund. Klokkehastighet er ofte en veldig god beregning for hvor rask en CPU er.
Klokken er koblet til trinnet, som vil telle fra et til det maksimale trinnet, og tilbakestille seg tilbake til en når den er ferdig. Klokken er også koblet til OG-porter for hvert register som CPU kan skrive til:
Programinstruksjonene lagres i RAM (eller L1-cache på moderne systemer, nærmere CPU). Siden programdata lagres i registre, kan det, som alle andre variabler, manipuleres på flyet for å hoppe rundt programmet. Dette er hvordan programmer får sin struktur, med sløyfer og om setninger. En hoppinstruksjon angir gjeldende plassering i minnet som instruksjonsdekoderen leser fra til et annet sted.
Slik kommer det sammen
For å utføre en beregning lastes programdata fra system-RAM til kontrollseksjonen. Kontrollseksjonen leser to tall fra RAM, laster den første inn i ALUs instruksjonsregister, og laster deretter den andre på bussen. I mellomtiden sender den ALU en instruksjonskode som forteller hva som skal gjøres. ALU utfører deretter alle beregningene og lagrer resultatet i et annet register, som CPU kan lese fra og deretter fortsette prosessen.
En portskanning er litt som jiggling en haug med dørknapper for å se hvilke dører som er låst. Skanneren lærer hvilke porter på en ruter eller brannmur som er åpne, og kan bruke denne informasjonen til å finne et datasystems potensielle svakheter.
Det er ingen hemmelighet at Firefox kan bruke ganske mye systemminne under normal bruk. Selv om antallet av faner du har åpent og de installerte tilleggene sikkert bidrar, kan selv en konservativt brukt ut av boksinstallasjonen rapportere ganske mye minnebruk.
Vi lever allerede i fremtiden. Vi har håndholdte enheter som bruker satellitter til å finne våre presise steder nesten hvor som helst på planeten. Men har du noen gang lurt på hvordan GPS fungerer?
Det digitale bilderammemarkedet har gått i gang med en grov start; Tidlige rammer var klumpete, hadde små skjermbilder, svært få funksjoner, og pålagt at du manuelt skulle oppdatere bildene. Les videre når vi vurderer Nixplay, en neste generasjons digital bilderamme med Wi-Fi-tilkobling, skybasert fotodeling og en haug med brukervennlige funksjoner.
Microsoft har detaljert ut hvordan kunstig intelligens er satt til å endre måten teknologien jobber i fremtiden. Det har tatt et sentralt stadium når det gjelder AI og demokratiserer det samme.