Процессор персонального компьютера. назнаение, функции, классификация процессора

Содержание:

ВВEДEНИE

Прoцеccор, или же ЦПУ (CPU) - это непocредственнo «мoзг» кoмпьютера, наибoльшая интегральная микрocxема, кoтoрая cама пo cебе считается cамым ключевым вычиcлительным и управляющим элементoм кoмпьютера. Cам прoцеccор выпoлняет арифметические oперации c двoичными количествами. Чаcтoта прoцеccора - ключевой параметр прoцеccoра. Этoт немалoважный параметр считается oснoвoпoлагающей xарактеристикoй быстродействия кoмпьютера. Размер частоты в среднем сooтветствует кoличеству арифметическиx oпераций, выпoлняемых прoцессoрoм в секунду. Чаcтoта прoцеccoрoв измеряется в герцаx. Cерия прoцессoра - услoвный нoмер мoдели прoцессoра. При переxоде на пoследующую серию возрастает скoрoсть oбмена данными меж прoцеccoром и oперативнoй памятью.

Прoцеccор дает cобой cпециальнo выкормленный пoлупрoвoдниковый криcталл, на кoтoрoм распoлагаютcя транзиcтoры, coединeнныe нaпылeнными aлюминиeвыми прoвoдниками. Кристалл пoмещаeтся в кeрaмичecкий кoрпуc c кoнтaктaми.

В cамoм пeрвoм прoцeccoрe кoмпaнии Intеl - i4004, выпyщeннoм в oднa тыcячa ceмьcoт пeрвoм гoдy, нa oднoм криcтaллe былo двe тыcячи тристa транзиcтoрoв, a в прoцeccoрe Intеl Pеntium 4, выпущeннoм чeтырнaдцaтoгo aпрeля двe тыс. трeтьeгo гoдa, иx yжe 55 миллиoнoв.

Coврeмeнныe прoцeccoры в нaшe врeмя изгoтaвливaются пo 0,13-микрoннoй тexнoлoгии, тo eсть тoлщинa кристaллa прoцeccoрa coстaвляeт 0,13 микрон. Стoит зaмeтить, для срaвнeния - тoлщинa кристaллa пeрвoгo прoцеccoрa Intеl былa 10 микрoн.

В дaннoй кyрсoвoй рaбoтe нaшeй oснoвнoй цeлью являeтcя раccмoтрeниe нaзнaчeния и oснoвныe фyнкции прoцеccoрa, a тaкжe eгo oснoвныe ocoбeннoсти. Нeoбxoдимo тaкжe oписaть cтрyктyрy и фyнкциoнирoвaниe микрoпрoцeccoрoв.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ПРОЦЕССОРА

Центральный микропроцессор (ЦП; англ. central processing unit, CPU, слово в слово - центральное вычислительное устройство) - исполнитель машинных руководств, доля аппаратного обеспечивания компа или же же программируемого закономерного контроллера, отвечающий за выполнение операций, данных программками.

Центральный микропроцессор (ЦП) делает надлежащие главные функции:

- чтение и дешифрацию команд из ведущей памяти;

- чтение данных из ведущей памяти и регистров адаптеров наружных устройств;

- способ и обработку запросов и команд от адаптеров на сервис наружных устройств;

- обработку данных и их запись в ведущую память и регистры адаптеров наружных устройств;

- выработку управляющих сигналов для всех других узлов и блоков компа.

В состав микропроцессора входят надлежащие составляющие:

- прибор управления - создает и подает во все составляющие индивидуального компа (ПК) в нужные факторы времени конкретные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные специфичностью производимой операции и итогами прошлых операций;

- арифметически - логическое прибор (АЛУ) - предопределено для выполнения большого количества арифметических и закономерных операций над числовой и символьной информацией;

- сопроцессор - дополнительный блок, важный для более трудных математических вычислений и при работе с графическими и мультимедийными программами;

- регистры совместного предназначения - быстродействующие ячейки памяти, применяемые в ведущем как всевозможные счетчики и указатели на адресное место индивидуального компа (ПК), воззвание к коим разрешает важно прирастить быстродействие производимой программы;

- кэш-память - блок скоростной памяти для недолгого сбережения, записи и выдачи инфы, обрабатываемой в этот момент времени или же применяемой в вычислениях. Это разрешает прирастить производительность процессора;

- шина данных - интерфейсная система, осуществляющая замен данными с другими приборами индивидуального компа (ПК);

- генератор тактовых сигналов(импульсов);

- контроллер прерываний.

Современнейшие главные микропроцессоры (ЦП), создаваемые во варианте отдельны микросхем (чипов), исполняющих все без исключения свойственные черты, присущие сего рода устройствам, назовут процессорами. Со пятидесяти процентов 1980-х прошлые практически выжили другие разновидности ведущих микропроцессоров (ЦП), во следующем текст начал все без исключения более еще более восприниматься точно также как обыденный выражение тирады «микропроцессор». Данным никоим образом не меньше, данное никоим образом не этим образом: главные процессорные приборы толика суперкомпьютеров в что количестве и во наше время этап надеются собою никоим образом не простые трудные ансамбли больших (фора) еще больших скопленных способов (СБИС).

В начале текст «Центральное процессорное устройство» обрисовывал особый группа закономерных автомашин, требуемых с целью выполнения никоим образом не нормальных компьютерных планов. По причине довольно отчетливого пропорции предоставленного направленности функциям имевшихся во в этом случае этап компьютерных микропроцессоров, кто-то конкретным методикой был подвинут в самочки пк. Базу применения термина еще его аббревиатуры сообразно взаимоотношению ко компьютерным концепциям было принято во 1960-буква года. Устройство, конструкция еще воплощение микропроцессоров со античных лет периодически менялись, но их

главные производимые функции сохранились подобными ведь, то что также ранее.

Преждевременные основные процессоры (ЦП) формировались во варианте эксклюзивных сложных элементов с целью оригинальных, также в том числе и единых во собственном семействе, компьютерных концепций. Со ходом периода с дорогого метода исследования процессоров, предрешивших с целью исполнения одной либо некоторых узконаправленных проектов, изготовители пк переключились ко массовому изготовлению стандартных классов универсальных процессорных приборов. Направленность ко типизации компьютерных девайсов сложилась во период эффектного формирования полупроводниковых компонентов, мейнфреймов также миникомпьютеров, но со возникновением накопленных методик возлюбленная сделалась еще наиболее благодарной. Изготовление микросхем предоставило вероятность еще более увеличить трудность основного процессора (ЦП) со синхронным сокращением их физиологических объемов. Унификация также микроминиатюризация процессоров повергли ко углубленному вторжению основанных в их числовых приборов во ежедневную жизнедеятельность каждого лица. Современнейшие процессоры возможно выявить никак не только лишь во подобных сверхтехнологичных приборах, равно как пк, однако также во машинах, калькуляторах, подвижных телефонах также в том числе и во младенческих игрушках. Во основной массе ситуации они презентованы микроконтроллерами, в каком месте кроме вычисляемыого приборы в кристалле находятся дополнительные элементы (воспоминания проектов также сведений, интерфейсы, портки ввода/вывода, таймеры, также др.). Современнейшие вычисляемые способности микроконтроллера сопоставимы со процессорами личных электронно-вычисляемых автомобилей (электронно-вычислительная машина) десятилетней давности, но больше в том числе и существенно превышают их характеристики.

Главная множество современнейших процессоров с целью личных пк (компьютер), во совокупном, базируются в этой либо другой версии повторяющегося хода логичного усовершенствования данных, придуманного Джоном обстановка Нейманом.

Евгений обстановка Нейман сконструировал схему сооружения пк во 1946 г.. Основные рубежи данного хода повергнуты далее. Во разных зодчествах также с целью разных установок имеют все шансы понадобиться дополнительные рубежи. К Примеру, с целью цифирных установок имеют все шансы понадобиться дополнительные вращения ко памяти, в период каковых формируются чтение операндов также отметка итогов. Характерной чертой зодчества Джона обстановка Неймана считается в таком случае, то что указания также сведения сохраняются во одной также этой ведь памяти.

Рубежи цикла выполнения:

Микропроцессор выставляет количество, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса, и отдаёт памяти команду чтения;

Выставленное количество считается для памяти адресом; память, получив адресок и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по данному адресу, на шину данных, и докладывает о готовности;

Микропроцессор получает количество с покрышки данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из собственной системы команд и исполняет её;

В случае если последняя команда не считается командой перехода, микропроцессор увеличивает на единицу (в предположении, собственно что длина всякой команды равна единице) количество, хранящееся в счётчике команд; в итоге там складывается адресок надлежащей команды;

Вновь производится п. 1.

Этот цикл реализовывается постоянно, и как раз он именуется ходом.

Во время процесса микропроцессор считывает очередность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Эта очередность команд именуется программкой и дает метод работы микропроцессора. Хронология считывания команд меняется в случае, в случае если микропроцессор считывает команду перехода - за это время адресок надлежащей команды имеет возможность оказаться иным. Иным случием конфигурации процесса имеет возможность работать случай получения команды останова или же переключение в режим обработки прерывания.

Группы центрального микропроцессора (ЦП) считаются наиболее нижним уровнем управления компом, означает выполнение всякой команды безизбежно и абсолютно. Не выполняется практически никакой испытания на допустимость производимых поступков, в частности, не проверяется вероятная утечка ценной инфы. Для такого дабы компьютер делал лишь только допускаемые воздействия, команды обязаны быть подходящим образом организованы в облике важной программки.

Стремительность перехода от 1-го шага цикла к другому ориентируется тактовым генератором. Тактовый генератор изготавливает импульсы, служащие ритмом для центрального микропроцессора. Частота тактовых импульсов именуется тактовой частотой.

Исследуем конвейерную зодчество микропроцессора. Конвейерная зодчество (pipelining) была введена в центральный микропроцессор с целью наращивания быстродействия. В большинстве случаев, для выполнения всякой команды потребуется реализовать определенное численность однотипных операций, к примеру: подборка команды из ОЗУ, дешифрация команды, адресация операнда в ОЗУ, подборка операнда из ОЗУ, воплощение команды, запись итога в ОЗУ. Любую из данных операций сопоставляют одной ступени сборочного потока. К примеру, сборочный поток процессора с зодчеством MIPS-I имеет 4 стадии:

получение и декодирование памятке (Fetch);

адресация и подборка операнда из ОЗУ (Memory access);

выполнение арифметических операций (Arithmetic Operation);

сбережение итога операции (Store).

Впоследствии освобождения k-й ступени сборочного потока она незамедлительно пускается к работе над надлежащей командой. В случае если разрешить, собственно что любая степень сборочного потока расходует конкретную единицу времени на собственную работу, то воплощение команды на конвейере длиной в n ступеней займёт n единиц времени, впрочем в самом сверхоптимистичном случае итог выполнения всякой надлежащей команды станет удаваться сквозь любую единицу времени.

В конечном счете, при отсутствия сборочного потока выполнение команды займёт конкретное численность единиц времени (так как для выполнения команды например же как и до сего нужно исполнять подборку, дешифрацию и т. д.), и для выполнения конкретного числа команд потребуется предназначение и функции микропроцессора, конструкция и функционирование процессора единиц времени; при применении сборочного потока (в самом уверенном в будущем случае) для выполнения m команд потребуется всего только n + m единиц времени.

Моменты, снижающие коэффициент нужного воздействия сборочного потока:

незатейливый сборочного потокаконвейера, когда кое-какие ступени не применяются (напр., адресация и подборка операнда из ОЗУ не необходимы, в случае если команда трудится с регистрами);

ожидание: в случае если грядущая команда пользуется итог предшествующей, то последняя не имеет возможность начать производиться до выполнения 1 (это осиливается при применении внеочередного выполнения команд);

чистка сборочного потока при попадании в него команды перехода (эту делему удаётся несколько решить, при применении пророчества переходов).

Кое-какие современные микропроцессоры имеют больше 30 ступеней в конвейере, собственно что наращивает коэффициент нужного воздействия микропроцессора, впрочем приводит к большенному времени простоя (например, в случае промахи в пророчестве относительного перехода).

Первым общедоступным процессором был 4-разрядный Intel 4004. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие почвы зодчества всех передовых настольных микропроцессоров. Но по причине общеупотребляемости 8-разрядных модулей памяти был выпущен 8088, клон 8086 с 8-разрядной шиной памяти. Вслед за тем проследовала его трансформация 80186. В микропроцессоре 80286 был замечен защищённый режим с 24-битной адресацией, позволявший применить до 16 Мб памяти. Микропроцессор Intel 80386 был замечен в 1985 году и привнёс усовершенствованный защищённый режим, 32-битную адресацию, позволившую применить до 4 Гб оперативной памяти и помощь механизма виртуальной памяти. Данная линейка микропроцессоров построена на регистровой вычислительной модели.

Параллельно развиваются процессоры, взявшие за базу стековую вычислительную модель.

Давайте, проанализируем технологию приготовления микропроцессоров.

В современнейших компах микропроцессоры исполнены в облике малогабаритного модуля (размерами в пределах 5Ч5Ч0,3 см) вставляющегося в ZIF-сокет. Важно гигантская доля передовых микропроцессоров продана в облике 1-го полупроводникового кристалла, содержащего миллионы, а с кое-какого времени в том числе и млрд транзисторов. В первых компах микропроцессоры были впечатляющих объемов агрегатами, занимавшими тотчас цельные шкафы, полки и в том числе и комнаты, и были исполнены на большенном числе отдельных компонент.

В начале 1970-х годов спасибо прорыву в технологии сотворения БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем, соответственно), микросхем, стало вероятным расположить все нужные составляющие центрального микропроцессоров в одном полупроводниковом приборе. Были замечены например именуемые процессоры.

На нынешний денек эти текста как процессор и микропроцессор буквально стали синонимами, но за это время это было не так, вследствие того собственно что обыденные (большие) и микропроцессорные электронно-вычислительные машины (ЭВМ) шедшие рука об руку еще, по последней мере, 10-15 лет, и лишь только в начале 1 тыс. девятьсот 80-х годов процессоры мощью принудили уволиться собственных старших братьев. Надобно заявить, собственно что переход к процессорам дозволил затем сделать индивидуальные компы (ПК), которые ныне заполнили практически любой дом, они есть у всякого.

1-ый процессор Intel 4004 был представлен пятнадцатого ноября 1 тыс. девятьсот 70 первого года компанией Intеl. Он содержал 2300 транзисторов, трудился на тактовой частоте 740 кГц и стоил 300 долл.

За годы существования технологии процессоров было эксплуатировано большое количество всевозможных их зодчеств. Почти все из их (в освеженном и улучшенном виде) применяются и в реальное время. К примеру, Intel x86, развившаяся вначале в 32-битную IA-32, а позднее в 64-битную x86-64 (которая у Intel именуется EM64T). Микропроцессоры зодчества x86 вначале применялись лишь только в индивидуальных компах (ПК) фирмы IBM (IBM PC), но в реальное время всё больше деятельно применяются во всех областях компьютерной промышленности, от суперкомпьютеров до встраиваемых заключений. Еще возможно перечислить эти зодчества как Alpha, POWER, SPARC, PA-RISC, MIPS (RISC - архитектуры) и IA-64 (EPIC-архитектура).

Основная масса микропроцессоров применяемых в реальное время считаются Intеl-совместимыми, то есть имеют свод правил и многое другое, как микропроцессоры фирмы Intel.

Более известные микропроцессоры сейчас изготовляют компании Intel, AMD и IBM. Между микропроцессоров от Intel: 8086, i286 (в компьютерном сленге именуется «двойка», «двушка»), i386 («тройка», «трёшка»), i486 («четвёрка»), Pentium («пень», «пенёк», «второй пень», «третий пень» и т. д. Имеется еще возврат заглавий: Pentium III именуют «тройкой», Pentium 4 - «четвёркой»), Pentium II, Pentium III, Celeron (упрощённый вариант Pentium), Pentium 4, Core 2 Quad, Core i7, Xeon (серия микропроцессоров для серверов), Itanium, Atom (серия микропроцессоров для встраиваемой техники) и др. AMD содержит в собственной линейке микропроцессоры зодчества x86 (аналоги 80386 и 80486, род K6 и род K7 - Athlon, Duron, Sempron) и x86-64 (Athlon 64, Athlon 64 X2, Phenom, Opteron и др.).

Центральный микропроцессор (ЦП) — исполнитель машинных руководств, доля аппаратного обеспечивания компа или же программируемого закономерного контроллера, отвечающий за выполнение операций, данных программками.

2 направленности использования ЦП:

Применяются в совокупы схемных составляющих в облике микрокомпьютера, то есть системы, собранной на одной или же нескольких платах и содержащей именно центральный микропроцессор оперативную память и модули ввода-вывода;

Центральный микропроцессор, выставляя себя собой род большущих интегральных схем, встраиваемых как интегральное единое в обеспечивающую систему по усмотрению инженеров - проектировщиков.

По системы центральные микропроцессоры разделяются на:

Однокристальные (вся логика располагается в 1 кристалле, они имеют долговременную разрядность и неизменный комплект команд);

На процессорных деталях (разрядность и система команд имеет возможность переменяться и определяться в процессе разработки применительно к что прикладной области, где станет применяться этот центральный процессор).

Центральный микропроцессор имеет: 1. арифметико-логическое устройство; 2. покрышки данных и покрышки адресов; 3. регистры; 4. счетчики команд; 5. кэш — довольно резвую память мелкого размера (от 8 до 512 Кбайт); 6. математический сопроцессор количеств с плавающей точкой.

2 ведущих на подобии зодчества:

CISC (complex instruction set computing) – зодчество с абсолютным набором машинных команд;

RISC (reduced instruction set computing) – зодчество с упрощённым набором команд, для сильных трудящихся станций.

Главные свойства центрального микропроцессора:

образ зодчества или же серия (CISC, RISC, Intel x86);

система поддерживаемых команд (х86, IA-32, IA 64);

расширения системы команд (ММХ – все х86 микропроцессоры, SSE – Pentium 3, SSE2 – Pentium 4, 3Dnow! – микропроцессоры AMD);

конструктивное выполнение (Slot 1, Slot 2, Slot А – модульная система с дискретными схемами; Socket 340, Socket 478, Socket A – встроенная в кристалл кэш-память 2го уровня);

тактовая частота (МГц, ГГц);

частота системной покрышки.

2. ТИПЫ ПРОЦЕССОРОВ

CISC-процессоры

Complex Instruction Set Computer - вычисления с глубочайшим набором команд. Процессорная зодчество, базирующаяся на усложнённом комплекте команд. Показательными адептами CISC считается род процессоров Intel x86 (хотя уже большое количество лет эти микропроцессоры считаются CISC лишь только по наружной системе команд).

RISC-процессоры

Reduced Instruction Set Computer - вычисления с наименьшим набором команд. Зодчество микропроцессоров, построенная на базе укороченного комплекта команд. Характеризуется наличием команд фиксированной длины, большущего числа регистров, операций на подобии регистр-регистр, а еще отсутствием косвенной адресации. Концепция RISC разработана Джоном Коком (John Cocke) из IBM Research, заглавие выдумано Дэвидом Паттерсоном (David Patterson).

Между первых реализаций данной зодчества были микропроцессоры MIPS, PowerPC, SPARC, Alpha, PA-RISC. В мобильных устройствах обширно применяются ARM-процессоры.

MISC-процессоры

Minimum Instruction Set Computer - вычисления с наименьшим набором команд. Последующее становление мыслях команды Чака Мура, который считает, собственно что принцип простоты, первичный для RISC-процессоров, очень проворно отошёл на задний проект. В пылу борьбы за наибольшее быстродействие, RISC настигнул и обогнал почти все CISC микропроцессоры по трудности. Зодчество MISC основывается на стековой вычислительной модели с ограниченным количеством команд (примерно двадцать-тридцать команд).

Многоядерные микропроцессоры

Содержат некоторое количество процессорных ядер в одном корпусе (на одном или же нескольких кристаллах).

Микропроцессоры, предназначенные для работы одной копии операционной системы на нескольких ядрах, предполагают собой высокоинтегрированную реализацию мультипроцессорности.

Двухъядерность микропроцессоров подключает эти мнения, как присутствие закономерных и телесных ядер: к примеру двухъядерный микропроцессор Intel Core Duo произведено из 1-го физиологического ядра, которое в собственную очередь разбито на 2 закономерных. Микропроцессор Intel Core 2 Quad произведеносостоит из 2-ух телесных ядер, любое из коих в собственную очередь разбито на 2 закономерных ядра, собственно что значимо воздействует на скорость его работы.

Десятого сентября 2 тыс. седьмого года были выпущены в перепродажу нативные (в облике 1-го кристалла) четырёхъядерные микропроцессоры для серверов AMD Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое заглавие AMD Opteron Barcelona. девятнадцатое ноября 2 тыс. седьмого года получился в перепродажу четырёхъядерный микропроцессор для семейных компов AMD Phenom. Эти микропроцессоры воплотят в жизнь свежую микроархитектуру K8L (K10).

20 седьмого сентября 2 тыс. шестого года Intеl показала образец 80-ядерного микропроцессора. Предполагалось, собственно что общее изготовка аналогичных микропроцессоров будет вполне вероятно не прежде перехода на 32-нанометровый техпроцесс, а это в собственную очередь ожидалось к 2 тыс. десятому году.

На этот момент массово доступны двух-, четырёх- и шестиядерные микропроцессоры, в частности Intel Core 2 Duo на 65-нм ядре Conroe (позднее на 45-нм ядре Wolfdale) и Athlon 64 X2 на основе микроархитектуры K8. В ноябре 2006 года получился 1-ый четырёхъядерный микропроцессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из 2-ух кристаллов Conroe в одном корпусе. Будущем поколением сего микропроцессора стал Intel Core 2 Quad на ядре Yorkfield (45 нм), архитектурно похожем с Kentsfield но имеющем вящий объём кэша и трудящиеся частоты.

Фирма AMD пошла по собственному личному пути, вырабатывавшее четырёхъядерные микропроцессоры единственным кристаллом (в различие от Intel, 1-ые четырехъядерные микропроцессоры которой предполагают собой практически клейку 2-ух двухъядерных кристаллов). Не обращая внимания на всю сознательность аналогичного расклада 1-ый «четырёхъядерник» компании, получивший заглавие AMD Phenom X4, вышел не очень успешным. Его отставание от передовых ему микропроцессоров соперника составляло от 5 до 30 и больше % в зависимости от модели и определенных задач.

К 1-2 кварталу 2 тыс. девятова года обе фирмы обновили собственные линейки четырёхъядерных микропроцессоров. Intel предположила род Core i7, состоящее из трёх моделей, работающих на различных частотах. Ведущими главными причинами фурора предоставленного микропроцессора считаетсяявляется внедрение трёхканального контроллера памяти (типа DDR-3) и технологии эмулирования 8 ядер (полезно для кое-каких нестандартных задач). Не считая такого, спасибо совместной оптимизации зодчества получилось в значимой степени увеличить коэффициент нужного воздействия микропроцессора во множества типах задач. Слабенькой стороной платформы, использующей Core i7, считается её излишняя высочайшая цена, например как для установки предоставленного микропроцессора важна дорогостоящая материнская оплата на чипсете Intel X58 и трёхканальный комплект памяти на подобии DDR3, еще имеющий на этот момент высшую цена.

Фирма AMD в собственную очередь предположила линейку микропроцессоров Phenom II X4. При разработке данных микропроцессором фирма приняла к сведению собственные главной значимости промахи: был увеличен объём кэша (явно недостающий у первого «Фенома»), а создание микропроцессора было переведено на 45 нм техпроцесс, позволивший понизить тепловыделение и важно увеличить трудящиеся частоты. В целом, AMD Phenom II X4 по производительности стоит вровень с микропроцессорами Intel предшествующего поколения (ядро Yorkfield) и очень важно отстаёт от Intel Core i7. Впрочем, принимая во забота небольшую цена платформы на основе сего микропроцессора, его рыночные возможности смотрятся куда больше разноцветно, чем у предшественника.

3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОРА.

Численность ядер - данный значительный параметр демонстрирует количество в одно и тоже время работающих программ. Но не размышляйте, то собственно что в случае если вы запустите Word и Winamp на компе с одним ядром, собственно что у вас программки трудятся в одно и тоже время. Они трудятся целеустремленно переключаясь с одной на иную. Численность ядер в последнее время крепко вошло в главные свойства микропроцессора, собственно что почти все неверно считают, собственно что в случае если ядер болеебольше, то всякий раз станет прирост производительности;

Частота микропроцессора - это скорость с которой случается замен данными меж микропроцессором и системной шиной компа. Её довольно обожают свидетельствовать торговцы в прайс листах. Измеряется она буквально еще как тактовая частота и по понятным основаниям всякий раз ниже;

Коэффициент умножения (или умножение) – необходим, для дабы получить тактовую частоту микропроцессора. Частоту покрышки для вас надо помножить коэффициент. Припоминать нужно только лишь только то, собственно что в микропроцессорах Intel есть 1 довольно нужная разработка с увлекательным заглавием Quad Pumping — например вот она разрешает передать 4 блока данных за такт, в следствие этого рекламщики используют данным и преумножают в 4 раза физиологическую частоту шины;

Тепловыделение микропроцессора — измеряется в ватах. Обычным языком в случае если заявить, то демонстрирует какой мощности у вас обязан быть вентилятор(кулер), дабы гарантировать бесперебойную работу;

Предельная рабочая жар — всё то, собственно что вы прочли о тепловыделении возможно отнести и к температуре. В случае если вы превысите максимально, то микропроцессор перегреется, и абсолютно вполне вероятно компьютер или же выключится или же сам начнет перезагружаться;

Помощь всевозможных технологий — в случае если в прайсе внезапно сквозь запятую перечисляются странные для вас технологии на подобии SSE2 или же 3DNow, то знайте, собственно что это отлично. Вселенная не стоит на пространстве, вот и изготовители выдумывают различные фишки для наилучшей работы микропроцессора.

4. АРХИТЕКТУРА ПРОЦЕССОРА.

Микропроцессор произведено из ячеек. В ячейках микропроцессора данные не сберегаются, а обрабатываются. Во время обработки данные имеют все шансы переменяться разнооразными методами. Ячейки микропроцессора именуются регистрами.

Регистр делает функцию недолгого сбережения количества или же команды. Над содержимым кое-каких регистров особые электрические схемы имеют все шансы исполнять конкретные манипуляции. К примеру, "вырезать" отдельные части команды для дальнейшего их применения или же исполнять конкретные арифметические операции над количествами. Главным составляющей регистра считается электрическая схема, именуемая триггером, которая способна беречь 1 двоичную цифру (разряд).

Есть большое количество всевозможных микропроцессоров, и у всякой модели собственные регистры. У 1 микропроцессоров регистров более, у иных - меньше. Случаются регистры восьмиразрядные – в подобный регистр помещаются 8 битов, то есть раз байт. В случае если регистр шестнадцатиразрядный, то в нем имеют все шансы поместиться 2 байта. Пару взаимосвязанных байтов именуют текстом. В 32-разрядный регистр помещаются 4 байта (двойное слово).

Различные регистры микропроцессора имеют различное предназначение. Регистры совместного предназначения применяются для операций с данными (байтами, текстами и двойными словами). Адресные регистры работают для сбережения в их адресов, по коим микропроцессор имеет возможность отыскивать данные в памяти.

Есть особые регистры для самопроверок микропроцессора. Увлекателен флаговый регистр. Его биты работают как бы флагами, которые подключаются или же выключаются в особенных случаях. Когда от наименьшего количества вычитают большее, то занимают 1 единицу в старшем разряде. На подобный случай во флатовом регистре есть особый флаг, который врубается при этом мероприятии. Есть эти флажки, которые подключаются при переполнении регистров или же при их обнулении, а еще ещё некоторое количество особых флагов.

Процессор состоит из ячеек. В ячейках процессора данные не хранятся, а обрабатываются. Во время обработки данные могут изменяться разнооразными способами. Ячейки процессора называются регистрами.

Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять определенные манипуляции. К примеру, "вырезать" отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами. Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд).

Существует много разнообразных процессоров, и у каждой модели свои регистры. У одних процессоров регистров больше, у других - меньше. Бывают регистры восьмиразрядные – в такой регистр помещаются 8 битов, то есть один байт. Если регистр шестнадцатиразрядный, то в нем могут поместиться два байта. Пару взаимосвязанных байтов называют словом. В 32-разрядный регистр помещаются 4 байта (двойное слово).

Разные регистры процессора имеют разное назначение. Регистры общего назначения используются для операций с данными (байтами, словами и двойными словами). Адресные регистры служат для хранения в них адресов, по которым процессор может находить данные в памяти.

Существуют специальные регистры для самопроверок процессора. Интересен флаговый регистр. Его биты служат как бы флажками, которые включаются или выключаются в особых случаях. Когда от меньшего числа вычитают большее, то занимают одну единицу в старшем разряде. На такой случай во флатовом регистре существует специальный флажок, который включается при таком событии. Есть такие флажки, которые включаются при переполнении регистров или при их обнулении, а также еще несколько специальных флажков.

У всякого на подобии микропроцессоров есть личный конкретный состав регистров, и у всякого регистра свое предназначение. Состав регистров микропроцессора и их предназначение именуются зодчеством микропроцессора. Чем труднее микропроцессор, что труднее его зодчество. В микропроцессорах передовых компов есть некоторое количество 10-ов регистров. Регистр дает собой совокупа триггеров, связанных приятель с ином определённым образом совместной системой управления. Есть некоторое количествонесколько типов регистров, отличающихся различным обликом производимых операций.

Кое-какие значимые регистры имеют конкретные наименования, к примеру:

сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении всякой операции (принцип его работы рассмотрен в разделе 5.8);

счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу еще один производимой команды; работает для самодействующей подборки программки из поочередных ячеек памяти;

регистр команд — регистр УУ для сбережения кода команды на этап времени, важный для ее выполнения. Доля его разрядов применяется для сбережения кода операции, другие — для сбережения кодов адресов операндов.

5. СИСТЕМА КОМАНДР ПРОЦЕССОРА.

Мы показали воздействие лишь только 3-х команд (инструкций) микропроцессора, но на самом деле аналогичных команд в пределах тыс.. У всякой команды есть спой код (номер). К примеру есть команда 000, есть команда 001, 002 и т. д. Для всякого микропроцессора есть особый документ, в котором коротко описано, какая руководство для чего необходима, еще каким кодом она записывается и как ее идет по стопам применить, - данный документ именуется системой команд микропроцессора. У всякого микропроцессора своя система команд. У 1-го микропроцессора, к примеру, команда 079 имеет возможность наметить: “К. количеству, которое располагается в регистре А, добавить количество, которое располагается в регистре В, и итог забыть в регистре А”.

Иной микропроцессор, имеет возможность быть, в общем не содержит регистров А и В и именуются они иначе, и команда 079 делает с другое воздействие. В данном случае беседуют о том, собственно что эти микропроцессоры имеют различные системы команд.

У компов 4-ого поколения функции центрального: микропроцессора делает процессор (МП) - сверхбольшая интегральная схема (СБИС), реализованная в едином полупроводниковом кристалле (кремния или же германия) площадью меньше 0,1 см.кв. Уровень интеграции ориентируется объемом кристалла и численностью реализованных в нем транзисторов. Так, центральный микропроцессор имеет 1,2 млн. транзисторов, а Pentium - 5,5 млн. транзисторов.

Познание модели процессора, установленного на системной плате компа, разрешает признать, к какому классу оснащения принадлежит компьютер.

6. ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ.

Тактовая частота обработки инфы. Тактом именуют перерыв времени менаду началом подачи 2-ух поочередных импульсов электронного тока, синхронизирующих работу, всевозможных приборов компа. Особые импульсы для отсчета времени для всех электронных приборов производит тактовый генератор частоты, находящийся на СИСТЕМНОЙ плате. Его ключевой вещество дает собой кристалл кварца, владеющий устойчивостью резонансной частоты. Тактовая частота ориентируется как численность тактов в секунду и измеряется в мгц (1МГц = 1 млн тактов/с). Тактовая частота воздействует на скорость работы, быстродействие МП. Переход к процессору с большей тактовой частотой значит увеличение высочайшей обработки большущего размера инфы. Говоря о быстродействии микропроцессора, имеют в облику численность операций производимых им в секунду

Раз из методик увеличения быстродействия процессора - внедрение кэш-памяти. Это разрешает избежать циклов ожидания в работе процессора, пока же вся информация из надлежащих схем памяти установится на системной шине данных компа. Этим образом кэш-память функционально предопределена для согласования скорости - работы относительно неспешных приборов с сравнительно скорым процессором. Спасибо превосходству в зодчестве микропроцессоры с наименьшей тактовой частотой имеют все шансы владеть большее быстродействие.

Для определения производительности процессора в реальное время оценивают 4 нюанса – целочисленные вычисления, вычисления с плавающей запятой, графика, видео, по сравнению их с производительностью микропроцессора i486 SX-25 МГц, чьи характеристики в 1992 г. были приняты за 100. Подчеркнем, собственно что речь идет о производительности самих микропроцессоров, а не всей компьютерной системы в общем, которая находится в зависимости, не лишь только от центрального микропроцессора, а например же от большого количества иных моментов.

Для совершенствования характеристик при выполнении операций с плавающей запятой, на которые массивные универсальные процессоры растрачивают достаточное численность времени, сотворено и использует особое прибор – математический сопроцессор. Это интегральная схема, работающая во содействии центральным процессором. Она предопределена лишь только для выполнения математических операций. В их нет дела, в случае если работа на компе производится с базами данных или же с нормальными текстовыми редакторами, но в случае если трудятся с электрическими таблицами, с трехмерной графикой, издательскими пакетами, пакетами САПР, особыми программками по математическому моделированию, то недоступность математического сопроцессора не нужно. В следствие этого все процессоры компании, начиная с i486, имеют интегрированные сопроцессоры, собственно что видно увеличивает их производительность.

7. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОРОВ.

По численности большущих интегральных схем (БИС) в микропроцессорном наборе:

Однокристальный (вся зодчество микропроцессора на одной БИС);

Многокристальный (получены методом разбиения совместной активной схемы горизонтальными плоскостями). Плюсы: автономные части имеют все шансы трудиться порознь – быстродействие (распараллеливание);

Многокристальные секционные (получены методом разбиения совместной активной схемы вертикальными плоскостями).

По предназначению:

Универсальные (широкий круг задач, владеют универсальной (расширенной) системой команд, они демонстрируют приблизительно однообразное быстродействие при заключении разного класса задач);

Специальные (проблемно-ориентированные микропроцессоры, демонстрируют наибольшую производительность при заключении конкретного круга задач);

А. Цифровые сигнальные (фильтрация сигнала, свертка 2-ух сигналов, ужесточение, лимитирование, модификация сигналов;

Б. Коммуникационные (область применения – системы связи: сетевые микропроцессоры (в трактах телекоммуникационных систем));

В. Медийные /мультимедийные (выполнение числовых операций с этими типами данных, как видео и звук).

По облику обрабатываемых входных сигналов:

Цифровые;

Аналоговые.

По нраву временной организации работы:

Синхронные (начало и крышка выполнения операций задаётся устройством управления);

Асинхронные (начало операции лишь только фактическому завершению предшествующей операции).

По численности производимых программ:

Однопрограммные;

Мультипрограммные.

8. РАЗРЯДНОСТЬ ПРОЦЕССОРА.

Еще один параметр, влияющий на производительность – это его разрядность.

Разрядность процессора говорит о том, какое необходимо количество бит информации он примет и обработает через свои регистры за один такт. Первые процессоры х86 были 16 разрядными, начиная с процессора 80386 они имеют 32-разрядную архитектуру.

Современные процессоры в основном 64 разрядные, но они поддерживают и архитектуру х86.

В 2002 году произошёл резкий скачок в эволюционном развитии разрядности процессоров.

Компания «AMD» выпустила на рынок процессоры с расширенной 64-битной архитектурой вместо стандартной 32-битной. Компания «Intel выпустила 64-битный процессор с обозначением – «EM64T».

То есть основные внутренние регистры процессора увеличили свою разрядность в 2 раза – было 32 бита, стало 64. На сегодняшний день все выпускаемые процессоры имеют 64-битную разрядность, но на них также можно запускать 32-разрядные программные продукты. 32 и 64-разрядные процессоры имеют разную маркировку. У 32-р. Маркировка «х86», где «86» означает поколение процессора. 64-разр. маркируются символами «х64, EM64T, AMD64».

Чтобы иметь возможность использовать 64-разр. процессор во всю силу вам необходимо установить на компьютер 64-битную ОС, она обозначается теми же символами «х64».

На компьютере, построенном на 32-разрядном x86 процессоре, с установленной 32-битной операционной системой – объем доступной оперативной памяти будет ограничен 4 Гб. Ну а в 64-битной операционной системе установленной на 64-разрядный процессор – объем поддерживаемой оперативной памяти специально логически ограничен до 16 Тб.

В целом для обычного пользователя, использование 64-битной

операционной системы на ПК дает возможность использовать более 4 Гб оперативной памяти.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Центральный микропроцессор (ЦП) – функционально-законченное программно - управляемое прибор обработки инфы, выполненное на одной или же нескольких СБИС. . Микропроцессор в определённой очередности избирает из памяти памятке и исполняет их

. В многопроцессорной системе функции центрального микропроцессора распределяются меж несколькими как правило схожими микропроцессорами для увеличения совместной производительности системы, а раз из их назначается ключевым.Черта микропроцессоров, применяемых в передовых ПК на подобии IBM PC, микропроцессоры для данных ПК отпускают почти все компании, но законодателем моды тут считается компания Intel. Ее последней разработкой считается микропроцессор Intel Core, выпуск которого начат в начале 2006 г.

Компания Intel поставляет облегченные варианты микропроцессоров Pentium 4 под заглавием Celeron, который в 2 раза выгоднее базисного варианта микропроцессора. Но идет по стопам обозначить, собственно что последние модели микропроцессоров Celeron ни в чем не уступают «старшему брату» и в том числе и в кое-каких случаях превосходят его.

Микропроцессоры имеют вероятность понижения энергопотребления в нерабочем режиме (аналогичные способы были замечены в микропроцессорах Pentium начиная лишь только со 2-го поколения).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богумирский В.С. Руководство пользователя ПК. В 2-х ч. - СПб: Ассоциация OILCO, 1992. – 88 c.
2. Макарова Н.В., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф. Компьютерное делопроизводство. - СПб.: Издательский дом «Питер», 2002.
3. Назаров П.М. Компьютерные теxнологии обработки информации. - М.: Финансы и статистика, 1995.
4. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — С. 59—241. — ISBN 0-7897-3404-4.
5. Николай Алексеев. Кремниевая эволюция // ComputerBild : журнал. — 2011. — 10 октября (№ 22). — С. 80—85.
6. Каган Борис Моисеевич Электронные вычислительные машины и системы. Третье издание. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 590 с.
7. Лазарев В. Г., Пийль Е. И. Синтез управляющиx автоматов 1989.
8. Пасько В.П. Word 6.0 для Windows (русифицированная версия). - Киев: BHV, 1995.
9.   Под ред. Косарева В.П., Королева Ю.М. Экономическая информатика и вычислительная теxника. - М.: Перспектива, 2000. - 99с.
10. Под ред. проф. Шуремова Е.Л., доц. Тимаковой Н.А., доц. Мамонтовой Е.А. Практикум по экономической информатике. - М.: Перспектива, 2000.
11. Рассел Борланд. Running Word 6.0 для Windows (Русская редакция). -М.: ТОО Channel Trading Ltd., 1995. – 213 c