Процесор

Складається з регістрів – комірок пам’яті, де дані можуть не тільки зберігатись, але і змінюватися. В деяких регістрах дані розглядаються не як дані, а як команди, що управляють обробкою даних в інших регістрах. Управляючи засиланням даних в різні регістри процесора, можна управляти обробкою даних. На цьому засновано виконання програм.

З іншими пристроями комп’ютера процесор зв’язаний групами провідників, які називаються шинами. Основних шин три: шина даних, адресна шина, командна шина.

Сукупність всіх можливих команд, котрі може виконати процесор з даними, утворюють так звану систему команд процесора. Процесори, що відносяться до одного сімейства, мають однакові або близькі системи команд. Чим ширше набір системних команд процесора, тим складніша його архітектура, вище час виконання однієї команди. Система команд процесорів Intel Pentium нараховує більше тисячі команд. Такі процесори називаються процесорами з розширеною системою команд – CISC‑процесорами (CISC–Complem Instruction Set Computing ).

Існують процесори зі скороченою системою команд – RISC-процесори (RISC – Reduced Instruction Set Computing). При такій архітектурі кількість команд в системі набагато менша, але кожна з них виконується набагато швидше.

В результаті CISC-процесори використовують в універсальних обчислювальних системах, a RISC – в спеціалізованих обчислювальних системах або пристроях, орієнтованих на виконання однотипних операцій. Останнім часом випускаються процесори з гібридною архітектурою і внутрішнє ядро виконано за RISC-архітектурою, а зовнішня структура виконана за архітектурою CISC.

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

Робочу напругу процесора забезпечує материнська плата. З розвитком процесорної техніки робоча напруга знижується з 5 В до З В і менше. Причому ядро процесора живиться напругою 2,2 В. Зниження робочої напруги дає змогу зменшити відстань між структурними елементами в кристалі процесора до десятих частин без побоювання електричного пробою, завдяки цьому досягається збільшення частоти процесора. Пропорційно квадрату напруги зменшується і тепловиділення в процесорі, що дозволяє збільшити його продуктивність без загрози перегріву.

Розрядність процесора визначає скільки біт даних він може прийняти і обробити в своїх регістрах за один такт. Сучасні процесори є 64-розрядними.

Робоча тактова частота визначає кількість команд виконаних процесором за одиницю часу. Робочі частоти сучасних процесорів перевищують 3800 МГц.

Тактові сигнали процесор отримує від материнської плати. З суто фізичних причин материнська плата не може працювати на таких високих частотах як процесор. Для отримання більш високих частот в процесорі відбувається внутрішнє множення частоти на коефіцієнти 4; 4,5; 5 і більше.

Обмін даними всередині процесора відбувається в декілька разів швидше, ніж обмін з іншими пристроями, наприклад з оперативною пам’яттю. Для того щоб зменшити кількість звертань до оперативної пам’яті, всередині процесора створюють буферну область – так звану кеш-пам’ять.

ПЗП

Зберігає програми, які забезпечують перевірку комп’ютерної системи, процес початкового завантаження операційної системи. їх записують на етапі виготовлення мікросхеми ПЗП. Комплекс програм, що знаходяться в ПЗП, утворює базову систему введення-виведення (BIOS – Basic Input Output System).

Пам’ять CMOS

Являє собою енергонезалежну від блока живлення пам’ять, виготовлену за технологією CMOS. В пам’яті мікросхеми CMOS зберігається склад обладнання, що входить в конкретну комп’ютерну систему: дані про гнучкі і жорсткі диски, про процесори, про деякі інші пристрої материнської плати, а також інформація про час і календар. Ці дані можна заносити і змінювати самостійно, відповідно до того, яке обладнання входить до складу системи. Мікросхема CMOS живиться від невеликої батарейки, розташованої на материнській платі. Таким чином, програми, записані в BIOS, зчитують дані про склад обладнання комп’ютера з мікросхеми CMOS, після чого вони можуть звертатись до жорсткого диска або гнучкого і передавати управління тим програмам, котрі там записані.