Как работает процессор? Полгода вузовской программы в 5 минутах.

Чтобы понять то, как работает Ваш компьютер, конечно, потребуется очень много времени, но мы постараемся уложиться в короткие сроки для того, чтобы понять сам принцип действия на минимальном уровне знаний о всех процессах. Для начала надо знать, что весь Ваш компьютер работает, благодаря индивидуальным процессам, которые, находятся на разных уровнях абстракции. Все процессы можно заключить в пирамиду, котоаря состоит из уровней.

Первый уровень - программа, с которой Вы работаете.
Второй уровень, это то, благодаря чему работает программа - операционная система.
Третий и четвертый уровень идут под операционной системой - Архитектура и Микроархитектура, которая, в свою очередь базируется на
Шестом уровне - логике, а сама логика построена некоторых простых логических элементах, в своб очередь, состоящих из более простых аналоговых логических элементов( Седьмой уровень). Дальше нам осталось два уровня нижней части пирамиды - примитивные устройства и физические принципы, на которых работают эти самые устройства.

Мы рассмотрим интересную вещь, которая находится на предпоследнем уровне - транзисторы. Раньше, до того, как компьютеры были более-менее похожи на то, что сейчас, вместо транзисторов использовались лампы, которые были огромные. Именно это было причиной того, что компьютеры были размерами с нынешнюю комнату. Сейчас же, когда появились транзисторы, они стали вмещаться на процессоре в количестве, которое переваливает за миллиард. Транзисторы работают на процессоре. Это устройства, которые на выходе могут выдавать либо ток, либо его отсутствие.

Думаю, догадаться не так и сложно, что, транзистор может создавать два состояния: либо ток есть, и это 1; либо тока нет, это 0. Так мы перешли к двоичной системе счисления. Из уроков информатики, что любое число системы счисления можно представить в виде двоичной системы счисления, с помощью тех же нулей и единиц.

Теперь поднимаемся на уровень выше, так как пришли к выводу, что с помощью транзисторов можно задавать логические выражения, используя простые комбинации в виде OR, AND, BUF.

Далее, исходя из простых логических выражений, мы с их помощью строим более сложные вещи, комбинируя опять же то, что получили на уровне ниже. С помощью арифметико-логического устройства, мы можем складывать разные числа в двоичной системе счисления. Если абстрагироваться обратно на нашу пирамиду, то мы дошли до уровня логики(шестой уровень). Далее следует микроархитектура.

Это то, что создавалось, по прежним принципам, то есть, исходя из логики, у нас получилась некая микроархитектура, железяка, которая понимает несколько команд, логику, как их использовать, какие стоит пропустить, а какие обработать точнее. Процесс обработки "инструкций"( команд) проходит очень долгий путь, но за очень маленькое время, в которое выполняет миллиарды операций в секунду, а может и меньше.

Всё это и есть процессор.