Параметры процессоров

Процессоры можно классифицировать по двум основным параметрам: разрядности и быстродействию. Быстродействие процессора – довольно простой параметр. Оно измеряется в мегагерцах (МГц); 1 МГц равен миллиону тактов в секунду. Чем выше быстродействие, тем лучше (тем быстрее процессор). Разрядность процессора – параметр более сложный. В процессор входит три важных устройства, основной характеристикой которых является разрядность:

- шина ввода и вывода данных;

- внутренние регистры;

- шина адреса памяти.

Шина данных. Чем больше сигналов одновременно поступает на шину, тем больше данных передается по ней за определенный интервал времени и тем быстрее она работает.

Данные в компьютере передаются в виде цифр через одинаковые промежутки времени. Для передачи единичного бита данных в определенный временной интервал посылается сигнал напряжения высокого уровня (около 5 В), а для передачи нулевого бита данных – сигнал напряжения низкого уровня (около 0 В). Чем больше линий, тем больше битов можно передать за одно и то же время. Современные процессоры могут передавать одновременно 64 бит данных. Разрядность шины данных процессора определяет также разрядность банка памяти.

Шина адреса. Шина адреса представляет собой набор проводников; по ним передается адрес ячейки памяти, в которую или из которой пересылаются данные. Как и в шине данных, по каждому проводнику передается один бит адреса, соответствующий одной цифре в адресе. Увеличение количества проводников (разрядов), используемых для формирования адреса, максимальный объем памяти, адресуемой процессором.

В компьютерах применяется двоичная система счисления, поэтому при двухразрядной адресации можно выбрать только четыре ячейки (с адресами 00, 01, 10 и 11), т. е. 22, при трехразрядной – восемь (от 000 до 111), т. е. 23.

Шина управления – компьютерная шина, по которой передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами. В ШУ условно объединяют набор линий, передающих различные управляющие сигналы от процессора на все периферийные устройства и обратно.

Внутренняя (основная) память - это запоминающее устройство, которое напрямую связано с процессором и предназначено для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях. Внутренняя память делится на оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ). Оперативная память служит для приема, хранения и выдачи информации. Постоянная память обеспечивает хранение и выдачу информации.

Внешня память (ВЗУ) - это устройство, предназначенное для размещения больших объемов информации и обмена ею с оперативной памятью. Внешние запоминающие устройства конструктивно отделены от центральных устройств ПК.

Системная плата

В современную системную плату встроены такие компоненты, как гнезда процессоров, разъемы и микросхемы. Самые современные системные платы содержат следующие компоненты:

- гнездо для процессора;

- набор микросхем системной логики (компоненты North/South Bridge или Hub);

- микросхема Super I/O;

- базовая система ввода-вывода (ROM BIOS);

- гнезда модулей памяти SIMM/DIMM/RIMM;

- разъемы шин ISA/PCI/AGP;

- разъем AMR (Audio Modem Riser);

- разъем CNR (Communications and Networking Riser);

- преобразователь напряжения для центрального процессора;

- батарея.

В последнее время системные платы включают в себя интегрированные аудио- и видеоадаптеры, сетевой и SCSI-интерфейс, разъемы AMR (Audio Modem Riser) и CNR (Communications and Networking Riser), а также другие элементы, в зависимости от типа системной платы.

Набор микросхем управляет интерфейсом или соединениями процессора с различными компонентами компьютера. Поэтому он определяет в конечном счете тип и быстродействие используемого процессора, рабочую частоту шины, скорость, тип и объем памяти. В сущности, набор микросхем относится к числу наиболее важных компонентов системы, даже, наверное, более важных, чем процессор. По номеру на большей микросхеме системной платы можно идентифицировать набор микросхем системной логики.

Способы передачи информации в компьютерных линиях связи.

В компьютерных линиях связи используются два способа передачи:

1) параллельный, когда пересекаются одновременно все биты машинного слова;

2) последовательный, когда биты передаются поочерёдно, начиная с младшего.

Параллельная передача данных.

Для одновременной передачи нескольких сигналов требуется линия связи, количество проводников в которой совпадает с числом передаваемых сигналов. Такая линия называется шиной. Количество проводников определяет ширину или разрядность шины. Например, во внутренних линиях компьютера могут использоваться 16-ти и 32-х разрядные шины. На рис. показана линия параллельной передачи, связывающая регистр АЛУ и ячейку памяти компьютера.

Шина обеспечивает наиболее быстрый способ передачи информации, поскольку за два такта синхрогенератора компьютера передается целое машинное слово. В общем случае, если - частота генератора, h - разрядность шины, а n - число тактов, за которые осуществляется передача, то согласно и пропускная способность канала параллельной передачи С будет равна:

Параллельный способ передачи используется во внутренних линиях связи компьютера (на материнской плате; при обмене информацией с устройствами внешней памяти - магнитными дисками, CD-ROM), а также для связи с внешними устройствами, подключаемыми к параллельному порту компьютера (LPT-порту): принтером, плоттером (графопостроителем) и др. Данный способ использовался и при объединении компьютеров в локальные сети.

Недостатки параллельного способ передачи:

1) невозможна передача на большие расстояния (более нескольких метров), поскольку между параллельными проводниками имеется электроёмкость, увеличивающаяся с их длиной, существование которой приводит к тому, что при протекании импульса по какому-либо одному проводнику возникают наводки в других.

2) данный способ требует множительных специальных проводов для связи, что существенно повышает стоимость линии.