Процессор.

План изучения нового План изучения нового материала материала 1. Процессор. 1. Процессор. 2. Основные характеристики 2. Основные характеристики процессора процессора тактовая частота 1)1) тактовая частота разрядность процессора 2) 2) разрядность процессора 3) 3) производительность процессора производительность процессора

• Выполняет Выполняет арифметические и арифметические и логические операции. логические операции. • Формирует Формирует управляющие сигналы управляющие сигналы ко всем устройствам ко всем устройствам компьютера. компьютера. Процессор - CPU — central Процессор central processing unit — центральное processing unit — центральное процессорное устройство. процессорное устройство.

• Процессор компьютера предназначен для Процессор компьютера предназначен для обработки информации. Каждый процессор обработки информации. Каждый процессор имеет определенный набор базовых имеет определенный набор базовых операций (команд), например, одной из операций (команд), например, одной из таких операций является операция таких операций является операция сложения двоичных чисел. сложения двоичных чисел. • Технически процессор реализуется на Технически процессор реализуется на большой интегральной схеме, структура большой интегральной схеме, структура которой постоянно усложняется, и которой постоянно усложняется, и количество функциональных элементов количество функциональных элементов (типа диод или транзистор) на ней (типа диод или транзистор) на ней постоянно возрастает (от 30 тысяч в постоянно возрастает (от 30 тысяч в процессоре 8086 до 5 миллионов в процессоре 8086 до 5 миллионов в процессоре Pentium II Pentium II).). процессоре

• Центральный процессор в Центральный процессор в общем случае содержит в общем случае содержит в себе: себе: 1.1. арифметико-логическое устройство; арифметико-логическое устройство; 2.2. шины данных и шины адресов; шины данных и шины адресов; регистры; 3.3. регистры; 4.4. счетчики команд; счетчики команд; 5.5. кэш — очень быструю память малого кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт); объема (от 8 до 512 Кбайт); математический сопроцессор чисел с 6.6. математический сопроцессор чисел с плавающей точкой. плавающей точкой.

Микропроцессоры Микропроцессоры • Физически микропроцессор представляет Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему интегральную схему — тонкую — тонкую собой пластинку кристаллического кремния пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате присоединить к системной плате компьютера. компьютера. • Вот как выглядит микропроцессор Pentium III: Вот как выглядит микропроцессор Pentium III:

Основные характеристики Основные характеристики процессора процессора Тактовая частота 1.1. Тактовая частота Разрядность процессора 2.2. Разрядность процессора 3.3. Производительность процессора Производительность процессора Тактовая частота — величина, — величина, Тактовая частота показывающая, сколько элементарных показывающая, сколько элементарных операций — тактов микропроцессор операций — тактов микропроцессор выполняет за одну секунду. выполняет за одну секунду. Тактовая частота измеряется в Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) (1 МГц = 1 млн. тактов мегагерцах (МГц) (1 МГц = 1 млн. тактов в секунду) в секунду)

Разрядность процессора Разрядность процессора • Разрядность процессора Разрядность процессора - это количество - это количество двоичных разрядов, которые могут двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться передаваться или обрабатываться процессором одновременно. процессором одновременно. • Часто уточняют разрядность процессора и Часто уточняют разрядность процессора и пишут, например, 16/20, что означает, что пишут, например, 16/20, что означает, что процессор имеет 16-разрядную шину данных и процессор имеет 16-разрядную шину данных и 20-разрядную шину адреса. 20-разрядную шину адреса. Современный процессор Pentium 4 Pentium 4 имеет имеет разрядность 64/36, то есть одновременно разрядность 64/36, то есть одновременно процессор обрабатывает 64 бита, а адресное процессор обрабатывает 64 бита, а адресное 68 719 476 736 байт пространство составляет 68 719 476 736 пространство составляет 6464 Гигобайт. Гигобайт. • Современный процессор байт = =

Производительность Производительность процессора Тестирование Тестирование процессора процессора процессора • Производительность процессора Производительность процессора является является интегральной характеристикой, которая интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти и др.). архитектуры (наличие кэш-памяти и др.). • Производительность процессора нельзя Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе вычислить, она определяется в процессе тестирования, т. е. определения скорости тестирования, т. е. определения скорости выполнения процессором определенных выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной операций в какой-либо программной среде. среде.

производительности производительности Увеличение Увеличение процессоров процессоров • Увеличение производительности Увеличение производительности процессоров может достигаться процессоров может достигаться различными путями. различными путями. • В частности, за счет введения В частности, за счет введения дополнительных базовых операций. дополнительных базовых операций. • Так, в процессорах Так, в процессорах Pentium достигается большая производительность достигается большая производительность при работе с мультимедиа-приложениями при работе с мультимедиа-приложениями (программами для обработки графики, (программами для обработки графики, видео и звука). видео и звука). Pentium ММХ ММХ

процессо процессо Тип Тип рара 8086 8086 80286 80286 80386 80386 80486 80486 Pentium Pentium Pentium II Pentium II Pentium III Pentium III Pentium IV Pentium IV Частота Частота (МГц) (МГц) 4—12 4—12 8—20 8—20 25—40 25—40 33—100 33—100 75—200 75—200 200—300 200—300 450­1000 450­1000 1000­3100 1000­3100 Разрядност Разрядност ь шины ь шины данных   данных 1616 1616 3232 3232 6464 6464 Разрядност Разрядност ь шины ь шины адреса адреса 2020 2424 3232 3232 3232 3636 6464 6464 3636 3636 Адресн Адресн ое ое простра простра нство   нство 1 Мб1 Мб 16 Мб 16 Мб 4 Г64 Г6 4 Г64 Г6 44 Г6Г6 6464  Г6Г6 6464 Г6Г6 6464 Г6Г6

Многопроцессорная Многопроцессорная архитектура архитектура • В вычислительной системе может быть В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих несколько параллельно работающих процессоров; такие системы процессоров; такие системы называются многопроцессорными. называются многопроцессорными.

Многопроцессорная Многопроцессорная архитектура  архитектура • Наличие в компьютере нескольких Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и несколько оперативную память и несколько процессоров. процессоров.

Системный блок. Системный блок. • Системный блок является Системный блок является центральным компонентом центральным компонентом персонального компьютера. персонального компьютера. • Внутри корпуса системного Внутри корпуса системного блока находится вся блока находится вся основная электронная основная электронная начинка компьютера: начинка компьютера: системная плата с системная плата с видеоадаптером, блок видеоадаптером, блок питания, накопители на питания, накопители на жестких и гибких магнитных жестких и гибких магнитных дисках. дисках.

Состав системного блока Состав системного блока • Микропроцессор Микропроцессор • Внутренняя память компьютера Внутренняя память компьютера • Дисководы – устройства внешней памяти Дисководы – устройства внешней памяти • Системная шина Системная шина • Электронные схемы, обеспечивающие связь различных компонентов компьютера Электронные схемы, обеспечивающие связь различных компонентов компьютера • Электромеханическая часть компьютера, включающая блок питания, системы вентиляции, Электромеханическая часть компьютера, включающая блок питания, системы вентиляции, индикации и защиты. индикации и защиты.

Системный блок Системный блок • Кроме того, в системном блоке Кроме того, в системном блоке размещают накопитель на компакт- размещают накопитель на компакт- дисках, звуковую плату, видеобластер, дисках, звуковую плату, видеобластер, платы контроллеров периферийных платы контроллеров периферийных устройств, внутренний модем. устройств, внутренний модем. • Посредством специальных кабелей с Посредством специальных кабелей с разъемами к системному блоку разъемами к системному блоку подсоединяются монитор, клавиатура, подсоединяются монитор, клавиатура, мышь, другие периферийные мышь, другие периферийные устройства. устройства. • В портативных моделях персональных В портативных моделях персональных компьютеров системный блок, компьютеров системный блок, монитор, клавиатура с трекболом монитор, клавиатура с трекболом составляют единое целое.... составляют единое целое....

Системная или материнская Системная или материнская плата плата Системная плата Системная плата – связывает в единое – связывает в единое целое различные устройства и целое различные устройства и обеспечивает связь основных обеспечивает связь основных компонентов персонального компьютера. компонентов персонального компьютера. На системной плате размещаются центральный На системной плате размещаются центральный процессор, сопроцессор, контроллеры, процессор, сопроцессор, контроллеры, обеспечивающие связь центрального процессора с обеспечивающие связь центрального процессора с периферийными устройствами, оперативная периферийными устройствами, оперативная память (RAM), кэш-память, элемент ROM-BIOS, память (RAM), кэш-память, элемент ROM-BIOS, аккумуляторная батарея, кварцевый генератор аккумуляторная батарея, кварцевый генератор тактовой частоты и слоты (разъемы) для тактовой частоты и слоты (разъемы) для подключения плат расширения. подключения плат расширения.

процессо процессо Тип Тип рара 8086 8086 80286 80286 80386 80386 80486 80486 Pentium Pentium Pentium II Pentium II Pentium III Pentium III Pentium IV Pentium IV Частота Частота (МГц) (МГц) 4—12 4—12 8—20 8—20 25—40 25—40 33—100 33—100 75—200 75—200 200—300 200—300 450­1000 450­1000 1000­3100 1000­3100 Разрядност Разрядност ь шины ь шины данных   данных 1616 1616 3232 3232 6464 6464 Разрядност Разрядност ь шины ь шины адреса адреса 2020 2424 3232 3232 3232 3636 6464 6464 3636 3636 Адресн Адресн ое ое простра простра нство   нство 1 Мб1 Мб 16 Мб 16 Мб 4 Г64 Г6 4 Г64 Г6 44 Г6Г6 6464  Г6Г6 6464 Г6Г6 6464 Г6Г6