Основные характеристики компьютера (разрядность, объем памяти, быстродействие, адресное пространство и др.)

Процессор — устройство, которое обеспечивает преобразование ин­формации, управление другими устройствами компьютера. Важной харак­теристикой процессора является его производительность — количество элементарных операций, выполняемых за одну секунду. Производитель­ность и определяет быстродействие компьютера. Производительность процессора напрямую зависит от тактовой частоты и разрядности.

Тактовая частота — это число тактов работы процессора в секунду. Такт — промежуток времени, в течение которого выполняется одна эле­ментарная операция, например сложение двух чисел. Компьютер выполня­ет до миллиарда таких операций в секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) — миллион тактов в секунду. Однако последние модели процессоров достигают частоты гигагерц (миллиард герц) и более.

Разрядность процессора — размер минимальной порции информа­ции, которую процессор может получить или отправить за один такт. Эта порция информации представлена набором двоичных разрядов (бит). Мощный процессор может иметь одновременный доступ к 64 битам.

Все основные блоки персонального компьютера присоединены к сис­темной шине (другое название — шина данных). Основным- назначением системной шины является обеспечение взаимодействия между процессо­ром и остальными электронными компонентами компьютера. По этой шине осуществляется передача данных, адресов памяти и управляющей информации. В качестве характеристик шины можно выделить два пара­метра:

• Разрядность — количество бит информации, передаваемых одно­временно от одного устройства к другому. В последних моделях ПК разрядность достигает 128 бит.

• Производительность — объем информации, который можно пере­дать по шине за одну секунду.

Каждая ячейка оперативной памяти или другое устройство имеет уникальный адрес. Адрес передается по шине адреса. Сигналы передают­ся по ней только в направлении от процессора к другим устройствам. Разрядность шины адреса определяет адресное пространство процессо­ра — количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уни­кальные адреса. В современных персональных компьютерах разрядность адресной шины может достигать 32 бит. Адресное пространство при этом достигает 4294967296 ячеек.

Память компьютера — это совокупность устройств для хранения ин­формации. Вся компьютерная память поделена на внешнюю и внутрен­нюю. Внутренняя память является быстродействующей, но имеет ограни­ченный объем. Работа с внешней памятью требует больше времени, но она позволяет хранить неограниченное количество информации.

Внутренняя память делится на оперативную, постоянную и кэшпамять.

Память можно представить состоящей из ячеек, в каждой из которых хранится порция информации. Каждая ячейка имеет уникальный адрес — номер ячейки в памяти. Чтобы прочитать информацию из ячейки или по­местить ее туда, нужно указать адрес ячейки. При считывании информа­ции ее копия передается в другое устройство, где над ней производятся различные операции — вычисления, создание текста, и др. Оригинал считанной информации остается в ячейке до тех пор, пока на ее место не будет записана другая. При сохранении информации вся предыдущая стирается.

Память характеризуется двумя параметрами — быстродействием и емкостью.

Быстродействие (время доступа) памяти — время, необходимое для чтения или записи минимальной порции информации. Быстродействие изменяется в миллисекундах (1 млсек = 10^-3сек), микросекундах (1 мксек = 10^-6сек), наносекундах (1 нсек= 10^-9сек).

Объем (емкость) памяти — максимальное количество хранимой в нем информации. Измеряется в килобайтах (1Кбайт = 2¹⁰ байт), мегабайты (1Мбайт = 2¹⁰⁰ байт), гигабайтах (1Гбайт = 2¹⁰⁰⁰байт).

Постоянная память (устройство для долговременного хранения про­грамм и данных) делится на две части — BIOS и CMOS.

BIOS (Basic Input-Output System) — основная система ввода-вывода. В ней содержатся программы, необходимые для тестирования основных устройств компьютера и для начальной загрузки операционной системы. Эти программы «зашиты» производителем, и пользователь изменить их не может. Эта часть постоянной памяти является энергонезависимой — при выключении компьютера информация в ней сохраняется.

CMOS — содержит информацию о настройках компьютера (дата, па­роли и пр.). Информация в CMOS может быть изменена пользователем. CMOS является энергозависимым устройством с питанием от аккумуля­тора. Подзарядка аккумулятора производится во время работы компью­тера. Если вынуть аккумулятор и включить компьютер, то информация утратится.

Оперативная память —_: в ней хранится информация, которая исполь­зуется в данный момент, то есть все открытые программы. При выклю­чении питания вся информация из оперативной памяти стирается. Опера­тивная память характеризуется высоким быстродействием, но сравнительно малой емкостью.

Кэш-память (cache — склад) — является промежуточным запоми­нающим устройством, как бы буфером. Кэш-память используется для обмена данными между процессором и оперативной памятью, а также между оперативной и внешней памятью. Использование кэш-памяти со­кращает число обращений к жесткому диску.

Задание 2.

Задание. Какое значение переменной S будет напечатано после выполнения фрагмента программы на Бейсике:

S = 1

For N = 1 to 5

S = S + N

Next N

Print S

Ответ: S = 16