Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ekzamen_GOS.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
8.21 Mб
Скачать

188. Процессоры. Структура центрального процессора. Характеристики процессора.

В области вычислительной техники различают центральные процессоры, специализированные, процессоры ввода-вывода, , процессоры передачи данных, коммуникационные процессоры и т.д.

Центральный процессор – основное устройство ЭВМ, осуществляющее 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 и др.)

Логическую структуру ЦП представляет ряд функциональных средств:

  1. Средство обработки – обеспечивают выполнение операций над ЧФЗ, ЧПЗ, двоично-десятичными данными и т.д.

  2. Локальная память- состоит из регистров общего назначения, регистров с плавающей точкой, управляющих регистров.

  3. Средство управления памятью- подразделяются на средства управления доступом к ОП, средства предварительной выборки команд и данных, буферную память и средства защиты памяти.

  4. Средства управления вводом-выводом. Обеспечивает приоритетный доступ программ к периферийным устройствам через каналы (контроллеры ввода-вывода).

  5. Системные средства- к ним относятся службы времени: таймеры, и т.д.

Все функциональные средства ЦП по своей структуре разделяются на следующие устройства.

  1. Центральное устройство управления – включает в себя дешифратор команд (расшифровывает команды, поступающие из блока предварительной выборки команд), блок управления (формирует последовательности управляющих сигналов, которые поступают на все блоки процессора и обеспечивают выполнение текущих команд и переход к выполнению следующих.), блок прерывания (обеспечивает реакцию ЭВм на запросы прерываний, от различных источников).

  2. АЛУ- выполняют арифметические и логические операции ЭВМ . В состав АЛУ входят: сумматоры, буферные и рабочие регистры, специализированные аппаратные средства, собственный блок управления.

  3. Устройство управления памятью- служит для сопряжения ЦП и подсистемы ввода-вывода с ОП

  4. Сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ)- содержит регистры общего назначения. в которых хранятся данные и адреса.

  5. Устройство предварительной выборки команд и данных. Включает блок предварительной выборки команд и внутреннюю КЭШ память процессора (1 уровень). Блок предварительной выборки осуществляет формирование очереди команд, в Кэш осуществляется буферизация частоиспользуемых команд и данных.

  6. Интерфейс магистралей - реализует протоколы обмена ЦП с каналами ввода –вывода и др. активными устройствами ЭВМ. Обмен осуществляется с помощью шины данных, адреса и управления.

Характеристики процессора.

  1. производительность- число операций, выполняемых в единицу времени. Производительность характеризуется следующими параметрами:

-степень интеграции - число транзисторов, которые могут уместиться на микросхеме

-внутренняя разрядность обработки данных-количество бит, которое процессор может обрабатывать одновременно.

-внешняя разрядность обработки- разрядность системной шины.

- тактовая частота- количество циклов (или машинных тактов) в секунду, вырабатываемых генератором тактовых сигналов.

- иобъем устройства КЭШ памяти, память, к которой может адресовываться процессор.

  1. регистровые структуры ЦП

- Основные функциональные регистры (использующиеся при выполнении прикладных программ):регистр общего назначения, указатель команд, регистр флагов, регистр сегментов.

- Регистр процессора обработки чисел с плавающей запятой: регистры данных, регистры тегов, регистр состояния, регистр управления.

- Системные регистры – используется при выполнении системных программ- регистры управления микропроцессора и регистры системных адресов.

- Регистры отладки и тестирования- используются при отладке и тестировании.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]