Introduction

I think everybody here has used a computer with the pentium processor before. The Intel Pentium Processor is the chip used in most IBM compatible computers today. Actually, the chips in use are successors of the Intel Pentium Processor. Have you ever wondered how your computer works? I would like to explain a little bit about how the processor inside your computer works.

序説

恐らく皆さんは「ペンチアム」 という演算機があるコンピュターを 使ったことがあると思います。 ほとんどのIBM適合のコンピュターは インテルのペンチアム演算機を使用しています。 現実に今使っている 演算機はペンチアムの後継なのですが。 皆さんは「私のコンピュター はどいう風に動けるだろう」という 質問はないではありませんか。今日 ほんの僅かコンピュターにある 演算機の動き方について説明したい と思います。

Introduction to processors

First, what is a processor? A processor is the main part of the computer that performs arithmetic calculations. Computers are conceptually very simple things, all they do is perform very many numerical calculations very quickly. Software makes all of these simple numerical calculations (such as addition, subtraction, and multiplication) look like complicated intelligent behavior.

演算機の序説

まず、演算機という物は何でしょうか。 演算機という物はコンピュター の計算を割り出すの主要の部分です。 コンピュターという概念は単純な ものです。ただ早々に数多の計算を 割り出すことに過ぎません。 「ソフト」というものを通してこの単純計算、 加算や引算や掛算など、は識者のように 複雑な真似をすることになります。

While there are many parts to a computer system, the processor is like the brain. It does the real "thinking" and is connected to a memory. "Software" is a sequence of instructions that the computer has to execute to perform some function. The instructions are usually very simple, such as "add 5 and 7" or "compare 0 and 4". Depending on these results, many complicated things might occur, but in the end everything relies on these sorts of simple calculations. Today I will talk a little bit about how these calculations are performed.

コンピュターというものはたくさんの 部分がありながら、 演算機という のは脳髄のようのものです。 実際の「考える」ことをし、 記憶と繋がっている。 ソフトはある機能をするために インストラクションの 順序ということです。 インストラクションというのは 大体五と七を加算するとか ０と四を比するなど のような簡単のものです。 その結果によっていろいろの 複雑のものが 行われるかもしれないが、 挙げ句の果てにすべては そんなような簡単 計算に頼ります。

Just like we have memory, a computer has memory. There are a few types of memory. Most similar to what we might call "memory" is inside the processor, and called the "register set". These are locations in the processor that can store data, but it is only temporary. "RAM" (Random Access Memory) is outside the processor, and we can think of it as a big chalkboard, where the processor can write down information for longer storage. Unfortunately, this is not permanent memory, because whenever the processor goes to sleep, somebody erases the chalkboard. The Hard Drive is like a notebook, where information can be stored for a long time, but we will not be talking about that very much today. For each of these types of memories, it takes longer to use one depending on how close it is to the processor.

The Pentium processor has four registers in its register set. We will call those registers "A", "B", "C", and "D". RAM is very large, and we will just number each place that we can store data.

私たちのようにコンピュター も記憶があります。 記憶の種類は少なくとも 三あると思います。 私たちが「記憶」 と一番似ているも のは演算機の中に あるレジスター組というものです。 レジスターというのは演算機の中にある 仮初めの資料を置けるところです。 「ラム」というのは演算機の外にある 大きなチアルクボアドのように 思われたらいい、 資料がより長い間置いて もいいところです。 あいにく、一定不変ということではなく 、演算機は寝ったら、 誰かがチアルクボアドを 消すことになるからです。 磁気ディスクというのは ノートのように 一定不変で資料が 置けるところだが、今日は その話題にあまり触られないです。 使う時にはレジスターは一番速いで ラムと磁気ディスクは一つ一つ遅くなります。

ペンチアム演算機の レジスター組には四の レジスターがあります。 私たちはそのレジスターを 「A」、「B」、「C」、と「D」 を呼びます。 ラムは大くて資料に 置けるところは数で呼びます。

Simple Instruction Execution

From the point of view of the processor, there are a few steps needed to execute an instruction. A simple instruction might be something like this:
ADD memory(10), A;
This says to add the number in register A with the number in memory location 10, and put the result back into memory location 10. To do this, there are five steps.
  1. Get the instruction to execute.
  2. Determine what the instruction says to do.
  3. Find out where data values will be.
  4. Get data values. Perform the operation.
  5. Put the result where it is supposed to be.
For every instruction, these five steps are performed. Because the Pentium is very fast, it does not just perform each step one at a time. It actually does one step for one instructions, and starts doing another step for another instruction at the same time. So it can be working with five different instructions all at the same time.

On top of that, the Pentium actually can work with two instructions in steps 3, 4, and 5 at the same time. (Diagram.)

簡単なインストラクションのやり方

演算機の立場から見て、 インストラクションを 行うのにいろいろの 経路があります。 簡単のインストラクションの例は：
ADD memory(10), A;
これはレジスターAにある数 とラムの１０番にあるところを 加算し、結果は ラムの１０番のところに 置くと意味しています。 そするのに、五つの 足があります：
  1. インストラクションを取る
  2. インストラクションは何を意味しているか決します
  3. 資料はどこにあるか見出す
  4. 資料を取って、演算をします
  5. 正いところに結果を置きます
すべてのインストラクション にとってこの五つの足が行われます。 ペンチアムは速いだからその 足を一つ一つやるわけではなく、 あるインストラクションの 一つの足をやりながらその 同じ瞬間に別のインストラクション の足もやります。 つまり、別の五つ のインストラクション が同じ瞬間に 行わっているというわけです。

そのうえ、足３、４、と５は二つのインストラクションが同じ時にやる という可能性もあります。

Dave Evans
Last modified: Fri Dec 3 11:44:49 EST 1999