U modernom računalu procesor upravlja velikim brojem podataka koji se nalaze u vrlo malim memorijskim lokacijama poznatim kao registri. Svaka naredba koju procesor izvršava mora imati pouzdane informacije o tome jesu li svi bitovi iz tih registara dostupni u trenutku kada se započne rad. Ovaj tekst objašnjava na jednostavan način kako se postiže takva sinhronizacija i zašto je ona ključna za pouzdan rad cijelog sustava.
Sadržaj...
Struktura radnog ciklusa procesora
Rad procesora podijeljen je u ponavljajuće cikluse, a svaki ciklus sastoji se od četiri jasno definirane faze: pribavljanje podataka, dekodiranje naredbe, izvršavanje operacije i zapisivanje rezultata. Tijekom faze pribavljanja procesor čita vrijednosti iz registara ili iz glavne memorije i privremeno ih smješta u radne registre. Nakon toga se podaci prenose kroz unutarnji cjevovod prema jedinicama koje će ih obraditi.
Ključni element koji omogućuje da se sve komponente usklade je satni impuls. Satni impuls je električni puls koji se pojavljuje s fiksnom frekvencijom, npr. tri milijarde puta u sekundi. Svaki impuls označava kraj jednog takta i početak sljedećeg, čime se uspostavlja jedinstveni ritam za sve radnje unutar procesora.
Upravljanje pristupom registrima
Registri su izuzetno brzi, ali zbog svoje male veličine moraju se koristiti pod strogim nadzorom kontrolnih impulsa. Kada procesor započne izvršavanje naredbe, kontrolna jedinica generira impuls za učitavanje ili impuls za pohranu, ovisno o potrebi. Ti impulsi su vezani uz određeni takt, pa se aktiviraju točno u predviđenom trenutku, čime se izbjegavaju sukobi i greške.U praksi to izgleda ovako:
- \
