همانطور که می‌دانیم سیستم های کامپیوتری از اجزا و قطعات گوناگون و متفاوتی نظیر مادربرد، رم، کارت گرافیک، هارد دیسک و… تشکیل شده است. هر یک از اجزا کامپیوتر از عملکردی منحصر به فرد و خارق العاده ای برخوردار است. در میان تمامی این اجزا cpu و یا همان پردازنده یکی از حیاتی ترین اجزا در سیستم به شمار می رود. احتمالا این سوال برای شما پیش آمده است که پردازنده چیست و چه نقش و موقعیتی در سیستم دارد؟ برای دستیابی به پاسخ این سوال از شما دعوت می‌کنیم تا انتهای این آموزش با ما همراه باشید.  اطمینان داشته باشید که هر چه لازم است در رابطه با پردازنده و یا cpu بدانید در این مقاله پیدا خواهید کرد.  در ادامه این سری از مقالات معرفی و آموزش سخت افزار کامپیوتر با ما همراه باشید تا با این قطعه کاربردی بیشتر آشنا شوید.

دوره معرفی شده در ویدئو

آموزش پیشنهادی

دوره جامع آموزش سخت افزار کامپیوتر بصورت رایگان ✅

  • انواع سخت افزار های کامپیوتر
  • کاربرد رم و پردازنده و هارد در سیستم
  • روند اجرای برنامه ها در سیستم
  • بررسی مشخصات سیستم بر اساس نیاز ها
  • و...
علیرضا احمدی
۵.۰
دوره جامع آموزش سخت افزار کامپیوتر مشاهده دوره

Cpu و یا همان پردازنده چیست؟

به گفته wikipedia، پردازنده که با نام دیگر cpu شناخته می شود یکی از حیاتی ترین و تاثیرگذارترین اجزا یک کامپیوتر محسوب می‌شود. Cpu در حقیقت واحد پردازنده مرکزی است که می‌توان به آن عنوان مغز کامپیوتر را نسبت داد، چرا که عملکرد رفتاری cpu بسیار شبیه به عملکرد مغز در بدن انسان ها است.

Cpu تمامی داده های کامپیوتری دریافتی خود را پردازش و محاسبات مورد نیاز را بر روی آنها انجام می دهد و در نهایت از این راه تمامی دستورالعمل های برنامه ها را به اجرا در می آورد. به بیانی ساده تر میتوان گفت cpu در سیستم شما مجموعه از صفر و یک ها را پردازش می‌کند، تمامی آن صفر و یک هایی که از طرف شما برای cpu فرستاده شده توسط آن پردازش می شود و در نهایت برای شما ارسال می‌شود تا بتوانید از استفاده کنید.

به عنوان مثال زمانی را بیاد آورید که در حال جستجوی مطالبی در صفحه مرورگر خود هستید، در پشت صحنه تمامی این اتفاقات cpu قرار گرفته است یا زمانی که قصد دارید یک تصویر را در سیستم خود مشاهده کنید، برای درست شدن و به نمایش درآمدن آن تصویر صدها هزار صفر و یک در کنار یکدیگر قرار گرفته اند تا آن تصویر برای شما به نمایش گذاشته شود. در حقیقت مانیتوری که شما به آن نگاه می کند از پیکسل های بسیار ریزی تشکیل شده است. تمامی پیکسل های موجود در تصویر باید با استفاده از صفر و یک ها توسط cpu پردازش شوند تا در تصویر رنگ آن ها شما مشخص شود. cpu به ازای هر پیکسل پردازش انجام می دهد تا در نهایت رنگ آن پیکسل را مشخص کند. به نوعی پردازنده تمامی پیکسل ها را رنگ آمیزی می کند تا شما بتوانید آن تصویر را مشاهده کنید.

Cpu تمامی دستوراتی را که به کامپیوتر خود می دهید، به دقیق ترین شیوه ممکن برای شما انجام می دهد. به جز کامپیوتر ها، انواع تلفن های همراه، تبلت ها، دستگاه های موسیقی همه و همه از یک cpu و یا همان پردازنده مرکزی برخوردار هستند اگر درون آن ها پردازنده‌ای وجود نداشته باشد آن ها تنها یک ماشین عادی خواهند بود که قادر نیستند کار خاصی انجام دهند و قدرت پردازش ندارند.

ساختار پردازنده چیست؟

هر پردازنده از قرار گرفتن میلیون ها ترانزیستور در کنار یکدیگر بر روی یک چیپ قرار گرفته اند، تشکیل شده است. Cpu از دو بخش اصلی تشکیل شده است که Alu و Cuنام دارد و هر کدام از این بخش ها وظایف مخصوص به خود را برعهده دارند.

ساختار پردازنده چیست

 

– Alu یا همان بخش منطق و حساب:  رسیدگی و محاسبات و عملیات های منطقی و ریاضی از وظایف این بخش است همچنین تصمیم گیری در Cpu به عهده Alu می‌باشد.این بخش چهار عمل اصلی ریاضی یعنی همان ضرب، تقسیم و جمع، تفریق را محاسبه می‌کند.

-Cu یا همان واحد کنترل: کنترل تمامی دستورات و عملیات های حافظه بر عهده واحد کنترل است. میتوان گفت این بخش وظیفه هماهنگی در پردازنده را انجام می‌دهد.

انواع پردازنده چیست؟

امروزه اصلی ترین تولید کنندگان Cpu در دنیا دو شرکت intl  و amd هستند که هر کدام محصولات خود را با قیمت ها و عملکرد های متفاوت روانه بازار ها کرده اند. این پردازنده ها با توجه به فناوری های بکار رفته در تولید شان به نسل های مختلف دسته بندی می شوند. Cpu های حال حاضر نسبت به نسل های گذشته خود از عملکرد و کارایی بسیار بهتر و بالاتری برخوردار هستند.

پردازنده در سیستم شما چه نقشی داشته و چه کاری انجام میدهد؟

قبل از اینکه به معرفی پردازنده در سیستم بپردازیم ابتدا باید بدانیم که کامپیوتر چیست؟ برای پاسخ به این سوال می توان گفت، به هر ماشین که به شیوه کاملا خودکار تمامی عملیات های ریاضی و منطقی را انجام می دهد و از قابلیت برنامه ریزی برخوردار است کامپیوتر گفته می شود. به همین منظور تمامی لپ تاپ ها، گوشی های همراه، کنسول های بازی، تبلت ها و… همه به طریقی یک سیستم کامپیوتری هستند. پردازنده سیگنال های باینری را با کامل کردن محاسبات و اقدامات و در نهایت اجرای برنامه ها در یک فرایند سه مرحله ای انجام می دهد، این همان نقش پردازنده در سیستم های کامپیوتری است.

سه مرحله ای که پردازنده آن را اجرا می کند به شرح زیر می باشد:

1.fetch یا همان واکنشی: این مرحله، نخستین مرحله است که در آن پردازنده تمامی دستوراتی را که در حافظه کامپیوتر ذخیره شده است را بطور کامل دریافت و آن ها را در واحد کنترلی به اسم instruction register یا همان ir ذخیره می کند.

2.Decode یا همان رمز گشایی: پس از ذخیره اطلاعات در ir به سراغ مرحله رمزگشایی می‌رود. تمامی دستوراتی که در ir ذخیره و نگهداری شده است به مداری فرستاده می‌شود که وظیفه رمزگشایی را برعهده دارد. این مدار تمامی دستورات را به سیگنال هایی تبدیل می کند تا فهم آنها برای مدار های کامپیوتری راحت تر باشد.

3.execute یا همان اجرا: سیگنال های رمزگشایی شده برای اجرا به این بخش در پردازنده فرستاده می‌شوند.

 بطور کلی می توان گفت که Cpu یک قطعه بسیار کوچک در کامپیوتر است که عملکرد حیاتی و بی نظیری در سیستم دارد. اگر هر بار cpu بخواهد اطلاعاتی را که نیاز دارد از میان انبوه اطلاعات موجود در کامپیوتر پیدا کند، باید زمان بسیار زیادی را به جستجوی داده ای اختصاص دهد. این کار سرعت کار cpu را بسیار پایین می آورد. در حالی که شرکت های سازنده و تولیدکننده پردازنده در تلاش هستند تا همراه سرعت پردازنده ها را افزایش دهند. به منظور جلوگیری از کاهش سرعت cpu، درون آن ها حافظه بسیار کوچکی به نام کش cash جایگذاری شده است تا cpu اطلاعاتی را که در هر زمان بیشتر به آن نیاز دارد را درون آن ذخیره و نگهداری کند.

سنجش عملکرد cpu به چه صورت است؟

امروزه پردازنده ها در انواع گوناگون و متفاوتی تولید می شوند. در هنگام خرید cpu چند ویژگی مهم وجود دارد که با توجه به آن ها می‌توان مشخص کرد که آیا این پردازنده از عملکرد خوبی برخوردار است یا خیر!

سه ویژگی مهم که میتوان آن ها را به عنوان معیاری برای سنجیدن عملکرد پردازنده نام برد را در ادامه معرفی خواهیم کرد:

1.سرعت کلاک یا clock speed: سرعت کلاک یک پردازنده به ما این گزارش را می‌دهد که این پردازنده چند دستور را در مدت چند ثانیه می تواند مدیریت کند و آن دستورات را پردازش کند. از سال 1990  تا اوایل 2000 سرعت کلاک در cpu هایی که در آن زمان ساخته و تولید می‌شد بطور قابل توجه ای افزایش پیدا کرده بود. درست است که با افزایش سرعت کلاک سرعت سیستم نیز بطور چشمگیری افزایش پیدا می کند اما این افزایش سرعت سبب مصرف بیش از اندازه انرژی و داغ کردن cpu نیز می‌شود. همین دلیل سبب شده تا تولید کنندگان آن ها را به شیوه ای ارتقا دهند تا از نظر تولید گرما و مصرف انرژی بهینه عمل کنند. در نهایت پردازنده هایی که امروزه در بازارهای سراسر دنیا موجود هستند ممکن از نظر سرعت از پردازنده های دوران گذشته پایین تر باشند اما از عملکرد بسیار بهتری نسبت به آن مدل ها برخوردار هستند.

2.هسته یا core: یکی از انقلابی هایی که در زمینه تولید cpu اتفاق افتاد تولید پردازنده های چهار هسته ای و دو هسته ای است. این اتفاق نه تنها در عرصه تولید cpu بلکه در حوزه تکنولوژی نیز انقلابی تاثیر گذار بشمار می‌رود. تولیدکنندگان بجای افزایش سرعت کلاک، تعداد پردازنده های نصب شده روی یک تراشه را افزایش دادند. به  گونه ای که امروزه ما پردازنده های بسیار قوی و پیشرفته ای با 32 و 64 هسته نیز در اختیار داریم.

3.چند ریسمانی یا hyper threading: یکی از نوآوری های شرکت اینتل که در زمینه تولیدات پردازنده فعالیت می کند چند ریسمانی است. با پیاده سازی این نوآوری در پردازنده ها سبب خلق شدن اتفاقی جالب شد. اینکه یک هسته cpu توانایی آن را داشته باشد تا با تقسیم بار در آن قسمت، همانند یک پردازنده دو هسته ای عمل کند و دو پردازش را بطور کاملا هم زمان و موازی انجام دهد. چند ریسمانی خود یکی از انقلاب ها در زمینه پردازنده می باشد.

تعداد هسته ها یا سرعت کلاک؟

زمانی که برای خرید یک پردازنده اقدام می‌کنید، اینکه از میان پردازنده ها گزینه ای را انتخاب کنید که تعداد هسته بالایی دارد یا گزینه ای که از سرعت بالایی برخوردار است، کاملا به نوع، حجم کاری و حوزه فعالیتی شما بستگی دارد. به عنوان نمونه افرادی که معمولا چندین کار را همزمان با سیستم خود انجام می‌دهند و در یک واحد زمانی چندین برنامه را اجرا می‌کنند به پردازنده ای نیاز خواهند داشت که از تعداد هسته ها و چند ریسمانی بالایی برخوردار باشد. این در حالی است که ممکن است برخی افراد برای اجرای برنامه های خود نیازمند پردازنده هایی باشند که از سرعت بسیار بالا برخوردار هستند. پس قبل از خرید و تهیه پردازنده بهتر است بدانید که قرار است  با چه نوع برنامه هایی بیشتر در سیستم خود کار کنید.

بررسی عملکرد Cpu در سیستم

برای مشاهده و بررسی عملکرد Cpu  در سیستم خود، ابتدا باید در سیستم عامل خود  task manager را باز کرد. برای انجام این کار راه های بسیاری متعددی وجود دارد که چند نمونه آن را در ادامه برای شما قرار داده‌ایم:

-از منوی   star  ، در کادر جستجوی موجود task manager را سرچ کرده و آن را باز کنید.

-دکمه های ctrl+alt+del را فشار دهید و در صفحه باز شده جدید، task manager را انتخاب کنید.

-دکمه های win+x را فشار دهید و task manager را انتخاب کنید.

-دکمه های ctrl+shift+esc را فشار دهید تا صفحه task manager بطور مستقیم برای شما باز شود.

پس از باز کردن task manager، زبان performance را انتخاب کنید تا میزان استفاده از cpu برای شما نمایش داده شود. در این قسمت تمامی اطلاعاتی نظیر درگیر بودن رم و حافظه ها برای شما قابل مشاهده خواهد بود.

اگر مقدار درگیر بودن cpu سیستم شما نسبت به شرایط عادی بسیار بالاتر است آنگاه با انتخاب processes فهرستی از تمامی نرم افزار هایی که در حال کار هستند برای شما لیست می شود و شما میتوانید آن ها را مشاهده کنید. شما با کلیک بر روی ستون cpu، میتوانید ترتیب مقدار استفاده نرم افزار ها از پردازنده خود را مشاهده کنید. اگر در ردیف بالا نرم افزار های اضافی مشاهده نمی کنید و باز هم پردازنده شما در حداکثر توان مصرفی خود قرار دارد احتمالا زمان ارتقای سیستم و یا حافظه رم شما رسیده است.

انتخاب بهترین cpu  برای برنامه نویسی

برای برنامه نویسی، مناسب‌ترین پردازنده‌ها معمولاً پردازنده‌هایی با کارایی بالا و قدرت پردازش مناسب هستند. چند نوع پردازنده که برای برنامه نویسی مناسب هستند را در مطالب زیر معرفی می‌کنم:

معرفی بهترین cpu  برای برنامه نویسی

1. Intel Core i7 و i9: پردازنده‌های سری i7 و i9 اینتل با تکنولوژی پیشرفته‌ای که دارند، قابلیت‌های بالایی را برای برنامه نویسی ارائه می‌دهند. آنها دارای تعداد هسته بالا، سرعت ساعت بالا و حافظه نهان بزرگ هستند که در اجرای برنامه‌های گرافیکی و پردازشی موازی مفید هستند.

2. AMD Ryzen: تولید کننده پردازنده‌های AMD نیز دستگاه‌های قوی برای برنامه نویسی ارائه می‌دهد. پردازنده‌های AMD Ryzen سری 7 و 9 با تعداد هسته‌ها و رشته‌های بالا، عملکرد عالی و قیمت مناسب در مقایسه با رقبایشان دارند.

3. Intel Xeon: اگر شما به برنامه‌نویسی در حوزه‌هایی مانند پردازش داده‌های بزرگ، ماشین‌های مجازی و سرورها علاقه‌مند هستید، پردازنده‌های Intel Xeon می‌توانند برای شما انتخاب بسیار خوبی باشند. آنها برای کاربردهای بزرگتر و بار پردازشی بالا بهینه شده‌اند.

همچنین در هنگام تهیه cpu، به عوامل همانند بودجه خود، نیازها، دسترسی و اهمیت مسائل دیگری مانند قدرت گرافیکی و اندازه حافظه نیز توجه کنید. در نهایت، بهترین پردازنده برای برنامه نویسی بستگی به نیازها و ترجیحات شما دارد.

مقاله “پردازنده چیست؟ ” در اینجا به پایان رسید، متشکریم که تا انتهای این آموزش با ما همراه بودید. اگر در رابطه با پردازنده مرکزی سوالی دارید حتما آن را در قسمت نظرات برای ما مطرح کنید تا در کمترین زمان ممکن پاسخ مناسبی دریافت کنید.