Procesori

Në këtë artikull po përmbledh mjaft informacione me rolin që luan procesori në sistemin kompjuterik.

Njësia procesuese e kompjuterit është Central Processing Unit (CPU) Procesori e merr instruksionin nga memorja, e dekodon për të përcaktuar tipin dhe operandat dhe e ekzekuton atë. Më pas vazhdon me instruksionin tjetër. Në këtë mënyrë ekzekutohen programet.

Foto Procesori Intel Core i5

Procesori ka një bashkësi të caktuar instruksionesh që mund të ekzekutojë. Për këtë një Pentium nuk mund të ekzekutojë programet e SPARC dhe një SPARC nuk mund të  ekzekutojë një  program të Pentium. Kjo për faktin se aksesimi i memorjes për të marrë një instruksion ose një të dhënë kërkon më tepër kohë se ekzekutimi i instruksionit.

Parametra kryesore të procesorit

Procesori i instaluar ne motherboard është komponenti kryesor që vendos kapacitetin e një kompjuteri. Rikujtojmë se dy markat më të njohura të procesorëve janë Intel dhe AMD. Në këtë kapitull po përmendim 9 parametra të rëndësishëm të procesorit, të cilat gjithashtu lidhen me kompatibilitetin e motherboard.

Parametri 1: Shpejtësia e procesorit. Ky parametër shënon shpejtësinë me të cilën procesori interpreton instruksionet, dhe matet me giga-hertz. Aktualisht procesorët Intel dhe AMD arrijnë në shpejtësi nga 1.8 GHz deri në 4.4 GHz.

Parametri 2: Socket dhe Chipset me të cilët lidhet procesori. Kujtoni se Socket të njohur për Intel jane LGA1150, LGA1155, LGA1156, LGA2011, LGA1366, dhe LGA775. Gjithashtu, për AMD Socket të njohur janë AM3+, AM3, AM2+, AM2, FM1, FM2+, dheFM2.

Parametri 3: Arkitektura e procesorit (32 bitësh apo 64 bitësh). Të gjithë procesorët që prodhohen aktualisht janë në version hibrid 32 dhe 64. Një procesor i till vepron edhe me sisteme shfrytëzimi 32 edhe me sisteme 64.

Parametri 4: Multi-procesimi. Aftësia e procesorit për të bërë më shumë se një instruksion në një kohë. Kjo realizohet nga njëra nga këto teknika:

• Multi-procesimi. Kjo teknikë funksionon kur sistemi ka dy njësi Aritmetike-Logjike (ALU) të instaluar brenda një procesori. Fillimisht kjo teknikë u aplikua në sistemet Pentium. Kjo teknikë nënkupton se mund të ekzekutohen dy instruksione në të njëjtën kohë.
• Multi-threading. Secili procesor ose nyje, proçeson dy thread në të njëjtën kohë. Trajtimi i dy thread-eve njëkohësisht nënkupton që procesori të ketë regjistra shtesë që shënojnë informacionet për thread-et.
• Procesimi Multicore. Me këtë arkitekturë, disa procesorë mund të instalohen në të njëjtën njësi procesuese. Një paketë e tillë mund të jetë deri në 8 nyje. Sisteme të tillë janë dual core ( dy nyje), triple-core (tre nyje), quad-core (kater nyje), etj. Në figurën 1 është një procesor quad core, i cili ka katër nyje proçesuese.

Parametri 5: Memorja cache. Kjo memorje është sasia e memorjes e përfshirë brenda njësisë procesuese. Sot kompjuterët kanë memorjet cache të ndara ne nivele. L1 cache dhe L2 cache ndodhen në të gjithë procesorët, dhe janë dy nivelet e para të cache.

Parametri 6: Siguria. Një bit i cili ka të bëjë me sigurinë e sistemit është Execute Disable Bit (EDB). Ky është vendosur në procesor, dhe kërkon kompatibilitet edhe me sistemin e shfrytëzimit. Ju mund të aktivizoni ose jo këtë funksion direkt nga BIOS ose UEFI. Gjithsesi, EDB nuk largon virusin, thjesht parandalon që të ekzekutohet në sistem. Kompjuteri ka nevojë edhe për anti-malware dhe anti-virus për mbrojtjen dhe fshirjen e virusit.

Parametri 7: Cilësi të memorjes dhe të motherboard me të cilët përshtatet. Këtu përfshihen tipet e memorjes, sasia e memorjes, shpejtësia, dhe numri i kanaleve të memorjes.

Parametri 8: Virtualizimi. Një kompjuter mund të përdorë software për të krijuar dhe për të menaxhuar disa makina virtuale. Shumica e procesorëve sot përdorin virtualizimin, e cila aktivizohet nga Bios ose UEFI.

Parametri 9: Grafika e integruar. Një procesor mund të ketë Integrated GPU. Një njësi procesuese e grafikës proceson të dhënat e grafikës për të formuar imazhet në monitor. GPU mund të ndodhet në një video card, në motherboard ose në CPU. Kur GPU ndodhet në CPU atëherë quhet grafikë e integruar. Shumica e procesorëve AMD kanë këtë sistem grafike.

➡️ 📚 Ketu mund të shkarkoni ebook Sisteme Shfrytezimi Ky libër përfshin proceset, thread-et, memorjen si dhe koncepte bazë të sistemeve, të gjitha në Shqip, ne format PDF.

Si funksionon procesori

Pavarësisht zhvillimit të sistemeve kompjuterike, shumica e procesorëve kanë elemente të përbashkët. Një procesor Pentium jepet në figuren 2. Ky lloj procesori ka sjellë shumë risi në momentin që u prezantua. Për këtë arsye, mbase ky është një start i mire për të mësuar se si funksionon një procesor.

Një procesor përmban këto komponentë kryesorë:

• Njësia input/output, e cila menaxhon instruksionet dhe të dhënat që hyjnë dhe dalin në procesor.
• Njësia e kontrollit e cila menaxhon të gjitha aktivitetet brenda procesorit.
• Një ose më shumë njësi aritmetiko-logjike ALU, e cila bën llogaritjet brenda procesorit.
• Regjistrat, të cilat janë njësi memorje që punojnë si RAM brenda procesorit, ruajnë të dhëna, instruksione dhe adresa.
• Memorja cache, nivelet L1, L2, mundësisht edhe L3 apo L4. Këto njësi ruajnë të dhëna dhe instruksione për tu proçesuar.
• Sistemi bus brenda procesorit lidh komponentët brenda procesorit. Këto linja bus janë me frekuenca më të mëdha se sa linjat e zakonshmet bus në motherboard.

Procesorët Intel

Familja e procesorëve Intel, përfshijnë procesorët Core, Atom, Celeron dhe Pentium. Në grupet e procesorëve Intel hyjnë edhe procesorët gjenerata e gjashtë, gjenerata e pestë, gjenerata e katërt, gjenerata e tretë, gjenerata e dytë, dhe gjeneratat paraardhëse. Secila gjeneratë përmirëson mënyrën se si integrohen procesori dhe chipset në sistem.

Disa nga procesorët mobile Intel janë sipas teknologjisë Centrino. Kjo teknologji i vendos të gjithë komponentët: procesorin Intel, chipsetin, wireless network adapter në një njësi të vetme. Kjo gjë përmirëson performancën e laptopit.

Procesorët AMD

Procesorët nga Advanced Micro Devices, Inc., ose shkurt AMD, janë të njohur për cilësinë e grafikës, për lojra, etj. Zakonisht janë sisteme më të lirë në cmim se sa procesorët Intel. Kujtoni se procesorët AMD përdorin socket të ndryshëm nga procesorët Intel, prandaj dhe motherboard duhet të jetë sipas specifikimeve për procesorin.

Aktualisht, procesoret AMD janë në familjet FX, Phenom, Athlon, Sempron, A Series, dhe E Series për kompjuterët desktop, si dhe Athlon, Turion, V Series, Phenom, dhe Sempron për laptop.

Regjistrat

Procesori përmban disa regjistra që kanë për detyrë të ruajnë dhe dhëna të përkohshme. Për këtë në bashkësinë e instruksioneve ndodhen dhe instruksione që realizojnë ngarkimin e një fjalë memorjeje në njërin prej këtyre regjistrave, ose të ruajnë vlerën e një regjistri të tillë në memorje.

Instruksione të tjerë kombinojnë veprime mes dy regjistrave, qelizave të memorjes, ose të dyja prej tyre. Veprime të tilla mund të jenë veprimi add, si dhe veprime të tjera të këtij lloji.

Përveç regjistrave që mbajnë rezultate dhe të dhëna të përkohshme, ekzistojnë dhe regjistra specialë që programatori mund t’i shohë. Njëri prej këtyre regjistrave është dhe program counter. Ky regjistër përmban adresën e memorjes të instruksionit të ardhshëm që do merret nga memorja. Pasi instruksioni merret nga memorja, program counter ndryshon vlerën duke shënjuar të adresa e instruksionit pasardhës.

Një tjetër regjistër i veçantë është stack pointer. Ky regjistër shënjon në fillimin e “turrës” së memorjes. Kjo turrë përmban të gjitha proçedurat që janë thirrë por që nuk janë ekzekutuar ende. Në këto të dhëna për proçedurën ndodhen parametrat hyrës, variablat lokal, dhe variablat e përkohshëm që nuk janë ruajtur në regjistra.

Regjistër tjetër është dhe PSW (Program Status Word). Ky regjistër përmban bite që përmbajnë informacion rreth prioritetit të CPU-së, faktin nëse programi po ekzekutohet në user mode ose në kernel mode dhe disa bite të tjerë kontrolli. Ky regjistër luan një rol kryesor në sistem calls dhe I/O.

Roli i sistemit të shfrytëzimit

Për të ditë se cilin lloj sistemi shfrytëzimi keni të instaluar në kompjuter (32 bit apo 64 bit) si dhe informacione të tjera në lidhje me sistemin e shfrytëzimit, ju duhet të shkoni tek dritarja System.

• Në Windows 8, thjesht shtypni butonin Windows+X, dhe kliko tek System.
• Në Windows 7, kliko tek Start, klik te djathtë tek Computer, dhe zgjedh Properties.

Sistemi i shfrytëzimit duhet të kontrollojë secilin prej regjistrave. Gjatë kohës së punës së CPU-së, sistemi i shfrytëzimit shpesh ndalon një ekzekutimin e një programi për të vazhduar me një program tjetër. Çdo herë që një program ndalohet, sistemi i shfrytëzimit i ruan vlerat e të gjithë regjistrave sepse vlerat që ato përmbajnë duhet kur ai program të rifillojë punën.

Projektuesit e CPU-së kanë ndryshuar modelin e marrjes, dekodimit dhe të ekzekutimit të një instruksioni të vetëm në një moment të caktuar. Sot shumë CPU ekzekutojnë disa instruksione njëherësh. Psh një CPU mund të ketë njësi të ndryshme të marrjes, dekodimit dhe të ekzekutimit, për këtë ndërkohë që ai ekzekuton instruksionin e n-të, ai mund të dekodojë instruksionin e n+1 dhe të marrë instruksionin e n+2.

Kernel Mode dhe User Mode

Shumë CPU ekzekutojnë programet në dy mënyra, në kernel mode dhe në user mode. Një bit në regjistrin PSW paraqet këtë gjë. Gjatë ekzekutimit në kernel mode, CPU mund të ekzekutojë çdo instruksion në bashkësinë e tij të instruksioneve dhe përdor çdo karakteristike të hardware-it të tij. Sistemi i shfrytëzimit ekzekutohet në kernel mode dhe ka akses në të gjithë hardware-in.

Ndërkohë, një program i përdoruesit ekzekutohet në user mode, dhe ka mundësi të ekzekutojë vetëm një nënbashkësi të instruksioneve. Në përgjithësi, të gjithë instruksionet që përfshijnë veprimet I/O si dhe memorjen e mbrojtur nuk mundësohen në user mode. Sigurisht nuk lejohet ndryshimi i vlerës së PSW.

Për të marrë shërbime nga sistemi i shfrytëzimit një programit në user mode i duhet të bëjë një system call. Një instruksion kalon kontrollin nga user mode në kernel mode dhe nis sistemi i shfrytëzimit nis punën. Kur puna mbaron, kontrolli i kalon përsëri programit të përdoruesit në instruksionin që bëri thirrjen e system call.