Процессор. Основные характеристики процессора.
Процессор – центральная микросхема ЭВМ в которой происходит обработка данных и вычислений.
Основные параметры: тактовая частота, разрядность, рабочее напряжение, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемых процессором за единицу времени. Измеряется в МГерцах (МГц). 1ГЦ соответствует выполнению 1 операции за секунду. 1МГц=106Гц. Чем больше тактовая частота, тем больше команд может выполнять процессор, тем больше его производительность.
Разрядность (2-4Гц) – количество бит, которое воспринимается процессором, как единое целое. Показывает сколько бит данных процессор может принять и обработать в своих регистрах за 1 такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, т.е. количеством проводников в шине по которой передаются команды. 4; 8; 16; 32 и 64.
Рабочее напряжение обеспечивается материнской платой, поэтому различным маркам процессора соответствуют различные материнские платы. Снижение рабочей напряжённости позволяет уменьшить размер процессора и тепловыделения в процессоре, что позволяет увеличить его производительность без угрозы перегрева.
Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты – это коэффициент на который следует умножать тактовую частоту материнской платы для достижения частоты процессора.
Размер кэш-памяти. Обмен данных внутри процессора происходит намного быстрее, чем между процессором и ОП. Поэтому для ускорения быстродействия внутри процессора создаётся сверх оперативная память – кэш-память. Чем больше размер кэш-памяти, тем больше вероятности, что данные находятся там. Поэтому высокопроизводительные процессоры имеют повышенный объём кэш-памяти. Различают кэш-память 1го и 2го уровня:
1уровень – размещается на одном кристалле с процессором и имеет объём несколько десятков Кб.
2уровень – размещается на отдельном кристалле, но в границах процессора и имеет объём 100 и более Кб.
Регистровая кэш-память выполняется на отдельных микросхемах, расположенных на материнской плате. Объём 1 или более Мб.
Совокупность команд, которые может выполнять процессор над данными, образуют систему команд процессора.
Устройство управления координирует работу всех блоков компьютера, в определённой последовательности выбирает в памяти команду за командой и элементы данных из указанных в команде ячеек памяти передаёт в АЛУ. АЛУ выполняет действие и возвращает результат. Процесс будет продолжаться да тех пор пока либо не исчерпаны входные данные, либо от одного из устройств поступила команда на прекращение работы.
Алу. Основы алгебры логики.
АЛУ – основное устройство обработки информации. Его основой является электронная схема, состоящая из большого числа транзисторов, называется сумматор. Выполняет простейшие логические и арифметические операции над данными, представляет в виде двоичных кодов. К логическим операциям относятся:
Отрицание/операция НЕ/инверсия
1---не---0 0---не---1
Логическое умножение/операция «i»/конъюнкция
^, AND, *, &.
1---- 1----
1---- И -----1 1---- И ----0
1---- 0----
1---- 1----
Логическое сложение/дизъюнкция (или)
0---
0--- ИЛИ ---1
0---
1---
С
ледование
( )
А
В
-
A
B
A^B
A B
A
T
T
T
T
F
T
F
F
T
F
F
T
F
T
T
F
F
F
F
T
T - истина
F - ложь
Э
квиваленция
( )
А
В