9. Процессор эвм: его определение, основные задачи
Центральным блоком, занимающимся обработкой информации в компьютере, является процессор.
Процессор - это главная микросхема компьютера, его "мозг". Он разрешает выполнять программный код, находящийся в памяти и руководит работой всех устройств компьютера. Работа процессора состоит в выборе из памяти в определенной последовательности команд и данных и их выполнении. На этом и базируется выполнение программ.
В области вычислительной техники различают процессоры:
центральные;
специализированные;
ввода/вывода;
передачи данных;
коммуникационные.
Центральный процессор (ЦП) – также осуществляет обработку данных и выполняющее функции управления системой (инициирование ввода/вывода, управление доступом к основной памяти, обработку сигналов, поступающих от различных внешних устройств и от внутренних устройств ЭВМ).
Он выполняет операции над данными – операндами. Возможности использования ЭВМ определяются набором операций, которые может выполнять процессор. Этот набор операций называется системой команд. Ее объем является одной из главных характеристик ЭВМ. Для микроЭВМ система команд может содержать около сотни и более различных команд.
|
|
Помимо чисто арифметических и логических операций, процессор должен анализировать еще некоторые признаки (знак результата, переполнение разрядной сетки ЭВМ, нулевой результат ) и принимать соответствующие решения о дальнейших действиях. Возможный вариант структуры процессора представлен на рисунке:
ПРОСТОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Процессор - самостоятельное или входящее в состав ЭВМ
устройство, осуществляющее обработку информации и управляющее этим
процессом, выполненное в виде одной или нескольких БИС (большая интегральная схема)
10. Характеристики процессора
Говоря о внутренней архитектуре процессора, не следует забывать и о его характеристиках, главная из которых – производительность, то есть число итераций, выполняемых за одну секунду. Производительность, в свою очередь, характеризуется радом параметров:
степенью интеграции;
внутренней и внешней разрядностью обработки данных;
тактовой частотой;
памятью, к которой может адресоваться процессор;
объемом и устройством кэш-памяти.
Степень интеграции процессора – число транзисторов, которые могут уместиться на микросхеме.
-
Например,
для
8086
-
0,029
млн.
для
i486DX
-
1,2
млн.
для
Pentium MMX
-
4,5
млн.
для
Pentium III MMX2
-
9,5
млн.
Внутренняя разрядность данных – количество бит, которое процессор может обрабатывать одновременно. Особенно важна эта характеристика для арифметических команд, выполняемых внутри ЦП.
Внешняя разрядность данных – разрядность системной шины. Тактовая частота современных процессоров превышает 300 МГц, тактовая частота системной шины составляет лишь 66 МГц. В самых последних моделях материнских плат – порядка 100 и 133 МГц, поэтому разрядность системной шины важна для эффективной работы ЦП.
Тактовая частота – количество циклов (или машинных тактов) в секунду, вырабатываемых генератором тактовых сигналов. Современные персональные компьютеры имеют несколько тактовых генераторов, работающих синхронно на различных частотах. Говоря о тактовой частоте системы, имеют в виду тактовую частоту системной шины.
Табл. 5.1.
Характеристики различных процессоров
Тип процессора |
Тактовая частота, МГц |
Внешняя разрядность данных, бит |
Внутренняя разрядность данных, бит |
8086 |
5, 8, 10 |
16 |
16 |
80486 DX |
25, 33, 50 |
32 |
32 |
80486 DX4 |
75, 100 |
32 |
32 |
Pentium MMX |
166, 200, 233, 266 |
64 |
32 |
Pentium II/III |
400 - 500, 533 и более |
64 |
32 |
Ширина ША, или количество ячеек памяти, к которым может адресоваться процессор.
Ширина ШД, или количество бит данных, которые могут быть одновременно переданы по ШД.