Bitová vrstva: procesor

Základní desky u moderních počítačů obsahují přímo v sobě zabudovaný miniaturní a velmi primitivní “operační systém” kterému se říká UEFI nebo u starších počítačů BIOS. Nedá se mluvit o plnohodnotném operačním systému, nelze v něm instalovat a spouštět jiné programy. Pro běžného ajťáka je důležité vědět, že tento systém přebírá roli bootloaderu jež se běžně stará o nalezení instrukcí, které má procesor spustit. Ze zapojených dostupných komponent (zpravidla z persistentního uložiště jako SSD, HDD, Flash) se snaží najít tzv. boot record což jsou instrukce identifikující začátek nějakého programu. ...

Z předchozích dílů už víte, že procesor přijímá instrukce z RAM paměti. Zároveň víte, že procesor je těmito instrukcemi schopný manipulovat data v RAM paměti. Interakce procesoru a RAM paměti Z toho plyne celkem zjevná věc - aplikace psaná na bitové vrstvě dokáže za běhu číst data o svých instrukcích a zároveň instrukce za běhu měnit.

Cache RAM pamět byla historicky pomalejší než procesor. Proto procesory mají řadu svých vlastních miniaturních pamětí zvaných cache jejichž kapacita bývá jen pár megabajtů. Cache jsou odstupňované od nejrychlejší (L1) po nejpomalejší (až L5) podle použité výrobní technologie. Synchronizace mezi RAM pamětí a procesorem probíhá prostřednictvím těchto cache. Tyto synchronizace probíhají na hardwarové úrovni (tzn. už je to tak “zadrátované”). Registry Instrukce pracují s registry což jsou opravdu malé paměti s kapacitou jen pár bajtů. ...

Tato kapitola je shrnutí všech důležitých informací z kapitol o procesoru. Zjednodušený pohled na bitovou vrstvu moderního PC Procesor je srdcem i mozkem celého počítače. Instrukcemi rozhoduje o každém bitu v počítači. Procesor se řídí tokem instrukcí z RAM paměti. U moderních multijádrových procesorů se každé jádro může řídit svým vlastním tokem instrukcí z RAM paměti Instrukce CPU se dělí na tyto 3 typy: datové: těmito instrukcemi procesor přikazuje, kam se který bit má přesunout aritmeticko-logické: těmito instrukcemi procesor bity matematicky či logicky transformuje řídící: těmito instrukcemi procesor mění tok instrukcí Podrutina/funkce je opakovaně přepoužitelný seznam instrukcí se vstupními parametry a jedním výstupním parametrem. ...