Процесор

Процесор – основна мікросхема комп’ютера, в якій проводяться всі обчислення. Конструктивно процесор складається з комірок, схожих на комірки оперативної пам’яті, але в ціх комірках дані можуть не тільки зберігатись, але й змінюватись. Внутрішні комірки процесора називаються регістрами. Важливо також те, що дані, які попали в деякі регістри, розглядаються не як дані, а як команди, керуючі обробкою даних в інших регістрах. Серед регістрів процесора є й такі, які в залежності від свого змісту здібні модифікувати виконання команд.

З іншими пристроями комп’ютера, і в першу чергу з оперативною пам’яттю, процесор пов’язаний декількома групами провідників, які називаються шинами. Основних шин три: шина даних, адресна шина, командна шина.

Основні параметри процесора – є робоча напруга, розрядність, робоча тактова частота, коефіцієнт внутрішнього множення тактової частоти і розмір кеш-пам’яті.

Система команд процесора. В процесі роботи процесор обслуговує дані, які знаходяться в його регістрах, в полі оперативної пам’яті, а також дані, які знаходяться в зовнішніх портах процесора. Частина даних він інтерпритує безпосередньо як дані, частина даних – як адресні дані, а частина – як команди.Сукупність всіх можливих команд, який може виконать процесор над даними,які утворюють так звану систему команд процесора. Процесори, які відносяться до одного сімейства, мають однакові або близькі системи команд. Процесори, які відносяться до різних сімейств, розрізняють по системі команд і невзаємопов’язані.

Процесори з розширеною і скороченою системою команд.

Чим ширше набор системних команд процесора, тим складніша його архітектура, тим довший формальний запис команди, яка виміряна в тактах роботи процесора. Так, наприклад, система команд процесорів Intel Pentium в теперішній час нараховується більше тисячі різноманітних команд. Такі процесори називаються процесорами з розширеною системою команд – CISC – процесорами ( CISC – Complex Instruction Set Computing).

В протилежність CISC- процесори в середині 80-х років з’явились процесори архитектури RISC з скороченою системою команд ( RISC – Reduced Instruction Set Computing ). При такій архітектурі кількість команд в системі набагато менше, і кожна з них виконується на багато бистріше. Таким чином, програми, які складаються з простіших команд, виконуються цими процесорами набагато бистріше . Зворотня сторона скороченого набору команд полягає в тому , що складні операції потрібно еміліювати далеко не ефективною послідовністю найпростіших команд скороченого набору.

В результаті конкуренції між двома підходами архітектури процесорів склалось слідуюче розподілення їх сфер примінення:

CISC-процесори використовують в універсальних вичислювальних системах ;
RISC-процесори використовують в спеціалізованих вичислювальних системах або пристроях, орієнтованих на виконання єдинообразних операцій.

Сумісність процесорів. Якщо два процесори мають однакову систему команд, то вони повністю сумісні на програмному рівні. Це означає, що програма, яка написана для одного процесора, може виконуватись і іншим процесором. Процесори, які мають різні системи команд, як правило, не- сумісні або обмежено сумісні на програмному рівні.

Групи процесорів, які мають обмежену сумісність, розглядають як родини процесорів. Так, наприклад, всі процесори Intel Pentium відносяться до так званої родини х86. Всі моделі, які відносяться до родини х86 (AMD, Cyrix та інші ) володіють сумісністю по принципу ‘зверху вниз’ .

Принцип сумісності “зверху донизу” - це приклад ноповної сумісності, коли кожен новий процесор “розуміє’ всі команди своїх попередників, але не навпаки. Це природньо, оскільки 20 років тому розробники процесорів не могли передбачити систему команд, яку потрібно для сучасних програм. Завдяки такій сумісності на сучасному комп’ютері можна виконувати будь -які програми, які створені в останні десятиріччя для будь-якого з попередніх комп’ютерів, якфі належали тій же апаратній платформі.

Основні параметри процесора. Основними параиметрами процесорів є: робоча напруга, розрядність, робоча тактова частота, коефіцієнт внутрішнього множення тактової частоти і розмір кеш-пам’яті.

Робоча напруга процесорів забезпечує материнська плата, через це різним маркам процесорів вдповідають різні материнські плати . По мірі розвитку процесорної техніки виникає послідовне пониження робочої напруги . Ранні моделі процесорів х86 мали робочу напругу 5В. З переходом до процесорів Intel Pentium вона була понижена до 3, 3 В , а в теперішній час вона складає менш ніж 3В.

Розрядність процесора показує, скільки біт даних він може прийняти і обробити в своїх регістрах за один раз ( за один такт). Тактові сигнали процесор отримує від материнської плати, яка, на відміну від процесора, надає собою не кришталь кремнію, а великий набір провідників і мікросхем. По чисто фізичним причинам маитеринська плата не може працювати з такими високими частотами , як процесор.

Обмін даними всередині процесора виникає в декілька разів швидше, ніж обмін з іншими пристроями , наприклад , з оперативною пам’ятю . Для того , щоб зменшити кількість звернень до оперативної пам’яті, всередені процесора створюють буферну область- так звану кеш- пам’ять . Це як би’надоперативна пам’ять’. Коли процесору потрібні дані, він спочатку звертається в кеш-пам’ять, і тільки якщо там потрібних даних немає , виникає його звернення в оперативну пам’ять. Приймаючи блок даних з оперативної пам’яті, процесор зоносить його одночасно і в кеш-пам’яті. “Вдалі’ звернення в кеш-пам’ять називають поданням в кеш .

Відсоток попадання тим вищий, чим більше розмір кеш-пам’яті, через це високовиробні процесори комплектують підвищеним об’ємом кеш-пам’яті.

Лекція 5

1.1. Мікросхема ПЗП і система BIOS

1.2. Енергонезалежна пам’ять CMOS

1.3. Шинні інтерфейси материнської плати

1.4. Функції мікропроцесорного комплекта (чіпсета)

1.5. Відеокарта (відеоадаптер)

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Материнська плата	\|	Звукова карта

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.