Мікропроцесор

Мікропроцесор (МП) — це, по суті, мініатюрна обчислювальна машина. Основними параметрами МП є набір команд, розрядність, тактова частота. Набір або система команд постійно вдосконалюється, з'являються нові команди, що замінюють серії найпримітивніших команд — мікропрограми. На виконання нової команди потрібна менша кількість тактів, ніж на мікропрограму. Сучасні МП можуть виконувати до кількох тисяч команд (інструкцій).

Характеристика мп:

• розрядність (біт);

• тактова частота (Гц);

• кількість ядер;

• розмір кешу (Мб).

Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бітів) інформації обробляється (або передається) за один такт, а також скільки двійкових розрядів може бути використано у МП для адресації оперативної пам'яті, передачі даних та ін. Тактова частота вказує, скільки елементарних операцій (тактів) МП виконує за секунду, вимірюється в мегагерцах (1 МГц = 1000000 Гц). Вона є лише відносним показником продуктивності МП. Через архітектурні відмінності МП у деяких з них за один такт виконується робота, на яку інші витрачають кілька тактів. Важливими характеристиками сучасних МП, що впливають на їхню продуктивність, є об'єм і швидкість функціонування вмонтованої кеш-пам'яті. Річ у тім, що сучасні МП «обганяють» за тактовою частотою інші елементи комп'ютера. Найпринциповішим є те, що тактова частота МП у кілька разів вища, ніж частота синхронізації системної шини, по якій відбувається обмін інформацією з відносно повільним оперативним запам'ятовувальним пристроєм (ОЗП). Без внутрішньої кеш-пам'яті (що має особливо високу швидкодію) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової інструкції з ОЗП або закінчення операції запису в пам'ять. Джерело безперебійного живлення — пристрій, призначений для захисту комп'ютера від стрибків напруги або відключення електроенергії. Для надійної роботи комп'ютера йому необхідно постійне енергоживлення.

Білет № 4

Види пам'яті

Вся пам'ять комп'ютера ділиться на два види. Перший вид пам'яті називається оперативною пам'яттю чи оператівнвм запам'ятовуючим пристроєм (ОЗП). В англійській мові для такого виду пам'яті використовується скорочення RAM - пам'ять з проізвольниь доступом. Цей вид пам'яті має таку назву тому, що дозволяє не тільки зчитувати інформацію з пам'яті за вказаними адресами, але і записувати інформацію в пам'ять (тобто змінювати зміст пам'яті).Саме з цією пам'яттю центральний процесор постійно обмінюється інформацією при вирішенні комп'ютером кожного конкретного завдання. Вміст цього виду пам'яті не зберігається при вимиканні комп'ютера. Оперативна пам'ять призначена для читання і запису інформації Другий вид пам'яті називається постійним запам'ятовуючим пристроєм (ПЗУ) і характеризується тим, що дозволяє тільки зчитувати інформацію. Саме тому такий вид пам'яті отримав у англійській мові назва ROM - пам'ять тільки для читання. Запіст в цей вид пам'яті неможлива. Завдяки цьому інформація, що знаходиться в ROM-пам'яті, захищена від порушень і змін. Вміст цього виду пам'яті зберігається при вимиканні комп'ютера. Постійна пам'ять призначена тільки для читання інформації. У ПЗУ знаходяться важливі для правильної роботи комп'ютера дані і програми, частина з яких комп'ютер використовує для своєї роботи відразу після включення. ПЗУ розташована у верхній пам'яті, тобто становить лише невелику частину загального обсягу пам'яті комп'ютера. Велику частину всього обсягу пам'яті комп'ютера займає ОЗУ. Крім перерахованих є ще один вид пам'яті, що служить для прискорення роботи комп'ютера. Вона називається кеш-пам'яті (по англ. - Тайник) і являє собою невелику за обсягом окрему пам'ять, в якій зберігається найбільш часто використовувана інформація. Час доступу до інформації, що зберігається в кеш-пам'яті, менше, ніж час доступу до цієї ж інформації, що зберігається в інших видах пам'яті комп'ютера. Механізм кешування прискорює роботу комп'ютера, тобто швидко чинним пристроєм не доводиться очікувати надходження інформації від повільно діючих в порівнянні з ними видів пам'яті - інформація витягується з кеш-пам'яті. Таким чином, кеш-пам'ять використовується для узгодження часу взаємодії швидких і повільних пристроїв. Пам'ять комп'ютера зручно уявляти собі у вигляді послідовності осередків. Кожна комірка містить інформацію в кількості один байт (вісім бітів). Будь-яка інформація зберігається в пам'яті комп'ютера у вигляді послідовності байтів. Байти пам'яті пронумеровані один за одним, причому номер першого від початку пам'яті байта дорівнює нулю. Кожна конкретна інформація, що зберігається в пам'яті, може займати один або декілька байтів. Кількість байтів, яке займає та чи інша інформація в пам'яті, є розмір цієї інформації в байтах. Пам'ять складається з осередків. Осередок містить один байт інформації. Розмір інформації - це кількість байтів, займаних цією інформацією. Адреса інформації - це номер першого з займаних цією інформацією байтів. Об'єм пам'яті комп'ютера - це кількість містяться в ній байтів. Чим більше об'єм пам'яті, тим більше даних і програм вона може вмістити, тим, відповідно, більше завдань можна вирішити за допомогою комп'ютера. Обмін даними між центральним процесором і пам'яттю здійснюється за допомогою спеціального пристрою, званого шиною. Спрощено шину можна уявити собі як набір паралельних проводів, кожний з яких передає один біт інформації: 1 або 0. Кількість проводів у шині - це ширина шини. Саме ширина шини і є те кількість бітів (розрядів), яке визначає кількість одночасно переданої інформації.Чим ширше шина (більше її розрядність), тим більше даних можна передати одночасно, тим швидше працює комп'ютер. Для передачі адрес використовується шина адреси, для передачі даних використовується шина даних. Природно, що процес удосконалення сучасних комп'ютерів включає в себе і перехід до більш широким шинам. Таким чином, ширина шини адреси визначає обсяг доступної пам'яті комп'ютера. Сучасні IBM-сумісні комп'ютери мають ширину шини адреси 20, 24 або 32 розряди. Комп'ютери з 20 - розрядною шиною адреси можуть звертатися (адресувати) до 1 Мбайта (= 2Іґ байтів) пам'яті.