Код (цяло число, определящо каква точно операция трябва да се извърши) и адреси



Дата23.12.2016
Размер39 Kb.
ПРОЦЕСОР

  1. Централен процесор – CPU (Central Processing Unit) - Интегрална схема с контролер на паметта, разположена върху силициев чип, поставен на дънната платка

  • Обработва цялата информация

  • Декодира и изпълнява инструкциите на програмното осигуряване

  • Борави с данни

  • Комуникацията с останалите компоненти се осъществява посредством шини, чрез които се прехвърля информацията

Основни функции:

  • Прави изчисления

  • Трансферира информация



  1. Принципна схема на персонален компютър, в която процесора е представен с трите си компонента ( модел на Джон Фон Нойман)



  1. Съставни части на централния процесор



    1. Аритметико – логическо устройство – изпълнява всички аритметически и логически операции. Контролира скоростта на изчислителния процес. Времето за изпълнение на една команда се измерва в наносекунди (ns) или пикосекунди (ps)

То включва :

  • Инструкции - те съдържат код (цяло число, определящо каква точно операция трябва да се извърши) и адреси на клетките от ОП, в които са записани данните, с които ще се извърши конкретната операция

  • Регистри – малки единици памет, разположени директно в ядрото на процесора. Регистрите се състоят от : - аритметични битове, които служат за извършване на набор от аритметични операции с размер на машинна дума;

-адресни битове – служат за извършване на оерации наречени адресации. Техният размер се определя от размера на машинната дума, който се нарича разрядност (важна характеристика на ПК – 8, 16, 32, 64, …)

- Тактов генератор – определя бързодействието на процесора и компютъра като цяло. Часовник, който синхронизира и задава скоростта на всички операции в един машинен цикъл. Скоростта на системния часовник се нарича честота (изразена като цикли в секунда). Тактовата честота се измерва в MHz, 1 MHz = един милион такта в секунда.

Физически представлява кварцов кристал в малък метален контейнер. Кристалът вибрира (осцилира) с определена честота когато му се подаде напрежение. Кристалът вибрира с много голям интензитет в секунда. Всеки тактов удар изпраща импулс към процесора, а всеки импулс го кара да извършва една или повече задачи.

В началото тактовата честота е била от порядъка на 4 - 5 MHz, a сега - 4 GHz и повече.

Развитие на процесора по отношение на тактовата честота и броя транзистори (табл. 2)

Закон на Мур – броят на транзисторите в процесорите се удвоява на всеки 18 месеца.

За свързване на транзисторите се използват много тънки електронни писти; колкото по тънки са те толкова повече транзистори могат да се поберат в процесора. Пистите се изработват от мед и алуминии.

Процесора се нагрява много и затова е необходимо добро охлаждане.

С развитието на интегралните технологии размерът на микрочиповете вероятно ще стигне до логическия минимум – молекулярното ниво, в което наличие или отсъствие на един електрон ще определя двете устойчиви състояния на един елемент.


    1. Управляващо устройство – извършва управление и координиране на дейностите на компютъра. Разпознава инструкциите и осигурява тяхното изпълнение.

Обработва командите по следния алгоритъм:

  • извлича командата от ОП;

  • дешифрира се кода;

  • извлича операндите;

  • изпълнява се командата;

  • запазва се резултатът;

  • преминава към следваща инструкция.

Командите се подават към процесора като поредица от байтове – първите са кода на операцията, а останалите – операндите.

Има четири типа команди:



  • транспортни – касаят прехвърлянето на данни. Възможни са следните опции регистър – регистър, регистър – памет, памет – регистър и памет – памет.

  • аритметико – логически команди;

  • преходи;

  • управляващи команди.



    1. Кеш памет

Процесорът работи основно с оперативната памет (ОП) обменяйки данни и инструкции с нея. Проблем е голямата разликав тактовата честота на процесора и тази на RAM паметта. Ако разчита само на трансфера с RAM паметта, процесора би трябвало да бездейства през по-голямата част от времето.

За да се избегне това се прибягва до използване на буфери от по-бърза RAM, което води до по-бърз преход между процесора и паметта. Тази памет се нарича кеш и разполага данните в регистрите на процесора. Благодарение на своята близост до главния изчислителен механизъм вътре в процесора и на факта, че процесора често се нуждае от повторно използване на едни и същи инструкции и данни, КЕШ-а поддържа процесора активен и ускорява работата на компютъра като цяло.

През повечето време процесора работи директно с различните типове кеш-памет, а тя от своя страна с ОП. Така кеш-а служи като бързодействащ буфер между процесора и RAM паметта.

Кеш-а е организиран на три нива – L1, L2, L3.

Всички части на процесора са свързани с електронна връзка наречена шина (BUS). Тя действа като високо скоростна магистрала между тях – това е електронният път, по който се пренасят битовете между различните компоненти.

В зависимост от типа на системата могат да съществуват няколко вида шини. Запотребителите най-съществена е шината за данни от и към процесора (8,16,32, … битова – пренася сътветното количество битове наведнъж)



  1. Характеристики на процесора:

    1. Тип на процесора (според проиводителя) – Intel, AMD, Cyrix, IBM/Motorola, Digital/Compaq и т.н.

    2. Брой ядра (многоядрени процесори);

    3. Скоростта, с която работи (тактовата честота на ядрото);

    4. Размер и тип на включената кеш памет – L1, L2, L3;

    5. Колко битова е шината за данни;

    6. Колко битова е адресната шина – определя максималния размер на оперативната памет (напр. ако шината за адреси е 20 битова, могат да се адресират най мног 2 20 бита ( 4 МB) ОП, а ако е 32 битова това позволява адресиране на до 4 GB ОП.

    7. Наличие на FPU (математически копроцесор) – специален изчислителен модул, който работи с числа с плаваща запетая, достигащи 80 бита дължина и подпомагащ работата на ALU;

    8. Типа на физическото свързване – гнездото, в което процесора се поставя върху дънната платка (socket).


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница