План изучения нового План изучения нового материаламатериала

1. Процессор.1. Процессор.2. Основные характеристики 2. Основные характеристики

процессорапроцессора 1)1) тактовая частотатактовая частота 2) 2) разрядность процессораразрядность процессора 3) 3) производительность процессорапроизводительность процессора

ПроцессорПроцессор - CPU — central central processing unit — центральное processing unit — центральное процессорное устройство.процессорное устройство.

• Выполняет Выполняет арифметические и арифметические и логические операции.логические операции.

• Формирует Формирует управляющие сигналы управляющие сигналы ко всем устройствам ко всем устройствам компьютера.компьютера.

• Процессор компьютера предназначен для Процессор компьютера предназначен для обработки информации. Каждый процессор обработки информации. Каждый процессор имеет определенный набор базовых имеет определенный набор базовых операций (команд), например, одной из операций (команд), например, одной из таких операций является операция таких операций является операция сложения двоичных чисел.сложения двоичных чисел.

• Технически процессор реализуется на Технически процессор реализуется на большой интегральной схеме, структура большой интегральной схеме, структура которой постоянно усложняется, и которой постоянно усложняется, и количество функциональных элементов количество функциональных элементов (типа диод или транзистор) на ней (типа диод или транзистор) на ней постоянно возрастает (от 30 тысяч в постоянно возрастает (от 30 тысяч в процессоре 8086 до 5 миллионов в процессоре 8086 до 5 миллионов в процессоре процессоре Pentium IIPentium II).).

• Центральный процессор в Центральный процессор в общем случае содержит в общем случае содержит в себе: себе:

1.1. арифметико-логическое устройство; арифметико-логическое устройство; 2.2. шины данных и шины адресов; шины данных и шины адресов; 3.3. регистры; регистры; 4.4. счетчики команд; счетчики команд; 5.5. кэш — очень быструю память малого кэш — очень быструю память малого

объема (от 8 до 512 Кбайт); объема (от 8 до 512 Кбайт); 6.6. математический сопроцессор чисел с математический сопроцессор чисел с

плавающей точкой.плавающей точкой.

МикропроцессорыМикропроцессоры• Физически микропроцессор представляет Физически микропроцессор представляет

собой собой интегральную схемуинтегральную схему — тонкую — тонкую пластинку кристаллического кремния пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате присоединить к системной плате компьютера. компьютера.

• Вот как выглядит микропроцессор Pentium III:Вот как выглядит микропроцессор Pentium III:

Основные характеристики Основные характеристики процессорапроцессора

1.1. Тактовая частотаТактовая частота2.2. Разрядность процессораРазрядность процессора3.3. Производительность процессораПроизводительность процессора

Тактовая частотаТактовая частота — величина, — величина, показывающая, сколько элементарных показывающая, сколько элементарных операций — тактов микропроцессор операций — тактов микропроцессор выполняет за одну секунду. выполняет за одну секунду. Тактовая частота измеряется в Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) (1 МГц = 1 млн. тактов мегагерцах (МГц) (1 МГц = 1 млн. тактов в секунду)в секунду)

Разрядность процессораРазрядность процессора• Разрядность процессораРазрядность процессора - это количество - это количество

двоичных разрядов, которые могут двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться передаваться или обрабатываться процессором одновременно.процессором одновременно.

• Часто уточняют разрядность процессора и Часто уточняют разрядность процессора и пишут, например, 16/20, что означает, что пишут, например, 16/20, что означает, что процессор имеет 16-разрядную шину данных и процессор имеет 16-разрядную шину данных и 20-разрядную шину адреса.20-разрядную шину адреса.

• Современный процессор Современный процессор Pentium 4Pentium 4 имеет имеет разрядность 64/36, то есть одновременно разрядность 64/36, то есть одновременно процессор обрабатывает 64 бита, а адресное процессор обрабатывает 64 бита, а адресное пространство составляет пространство составляет 68 719 476 73668 719 476 736 байт байт = = 6464 Гигобайт. Гигобайт.

Производительность Производительность процессорапроцессора Тестирование Тестирование

процессорапроцессора• Производительность процессораПроизводительность процессора является является

интегральной характеристикой, которая интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти и др.). архитектуры (наличие кэш-памяти и др.).

• Производительность процессора нельзя Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе вычислить, она определяется в процессе тестирования, т. е. определения скорости тестирования, т. е. определения скорости выполнения процессором определенных выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной операций в какой-либо программной среде.среде.

Увеличение Увеличение производительности производительности

процессоровпроцессоров• Увеличение производительности Увеличение производительности

процессоров может достигаться процессоров может достигаться различными путями. различными путями.

• В частности, за счет введения В частности, за счет введения дополнительных базовых операций. дополнительных базовых операций.

• Так, в процессорах Так, в процессорах PentiumPentium ММХ ММХ достигается большая производительность достигается большая производительность при работе с мультимедиа-приложениями при работе с мультимедиа-приложениями (программами для обработки графики, (программами для обработки графики, видео и звука).видео и звука).

Тип Тип процессопроцессо

рара Частота Частота (МГц)(МГц)

РазрядностРазрядность шины ь шины данныхданных

РазрядностРазрядность шины ь шины адресаадреса

АдреснАдресное ое

прострапространствонство

80868086 4—124—12 1616 2020 1 Мб1 Мб8028680286 8—208—20 1616 2424 16 Мб16 Мб8038680386 25—4025—40 3232 3232 4 Г64 Г68048680486 33—10033—100 3232 3232 4 Г64 Г6PentiumPentium 75—20075—200 6464 3232 44 Г6Г6Pentium IIPentium II 200—300200—300 6464 3636 6464 Г6Г6Pentium IIIPentium III 450-1000450-1000 6464 3636 6464 Г6Г6Pentium IVPentium IV 1000-31001000-3100 6464 3636 6464 Г6Г6

Многопроцессорная Многопроцессорная архитектураархитектура

• В вычислительной системе может быть В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих несколько параллельно работающих процессоров; такие системы процессоров; такие системы называются многопроцессорными.называются многопроцессорными.

Многопроцессорная Многопроцессорная архитектураархитектура

• Наличие в компьютере нескольких Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и несколько оперативную память и несколько процессоров.процессоров.

Системный блок.Системный блок.• Системный блок является Системный блок является

центральным компонентом центральным компонентом персонального компьютера.персонального компьютера.

• Внутри корпуса системного Внутри корпуса системного блока находится вся блока находится вся основная электронная основная электронная начинка компьютера: начинка компьютера: системная плата с системная плата с видеоадаптером, блок видеоадаптером, блок питания, накопители на питания, накопители на жестких и гибких магнитных жестких и гибких магнитных дисках.дисках.

Состав системного блокаСостав системного блока• МикропроцессорМикропроцессор• Внутренняя память компьютераВнутренняя память компьютера• Дисководы – устройства внешней памятиДисководы – устройства внешней памяти• Системная шинаСистемная шина• Электронные схемы, обеспечивающие связь различных компонентов компьютераЭлектронные схемы, обеспечивающие связь различных компонентов компьютера• Электромеханическая часть компьютера, включающая блок питания, системы вентиляции, Электромеханическая часть компьютера, включающая блок питания, системы вентиляции,

индикации и защиты.индикации и защиты.

Системный блокСистемный блок• Кроме того, в системном блоке Кроме того, в системном блоке

размещают накопитель на компакт-размещают накопитель на компакт-дисках, звуковую плату, видеобластер, дисках, звуковую плату, видеобластер, платы контроллеров периферийных платы контроллеров периферийных устройств, внутренний модем.устройств, внутренний модем.

• Посредством специальных кабелей с Посредством специальных кабелей с разъемами к системному блоку разъемами к системному блоку подсоединяются монитор, клавиатура, подсоединяются монитор, клавиатура, мышь, другие периферийные мышь, другие периферийные устройства. устройства.

• В портативных моделях персональных В портативных моделях персональных компьютеров системный блок, компьютеров системный блок, монитор, клавиатура с трекболом монитор, клавиатура с трекболом составляют единое целое....составляют единое целое....

Системная или материнская Системная или материнская платаплата Системная платаСистемная плата – связывает в единое – связывает в единое

целое различные устройства и целое различные устройства и обеспечивает связь основных обеспечивает связь основных компонентов персонального компьютера. компонентов персонального компьютера.

На системной плате размещаются центральный На системной плате размещаются центральный процессор, сопроцессор, контроллеры, процессор, сопроцессор, контроллеры, обеспечивающие связь центрального процессора с обеспечивающие связь центрального процессора с периферийными устройствами, оперативная периферийными устройствами, оперативная память (RAM), кэш-память, элемент ROM-BIOS, память (RAM), кэш-память, элемент ROM-BIOS, аккумуляторная батарея, кварцевый генератор аккумуляторная батарея, кварцевый генератор тактовой частоты и слоты (разъемы) для тактовой частоты и слоты (разъемы) для подключения плат расширения.подключения плат расширения.

Тип Тип процессопроцессо

рара Частота Частота (МГц)(МГц)

РазрядностРазрядность шины ь шины данныхданных

РазрядностРазрядность шины ь шины адресаадреса

АдреснАдресное ое

прострапространствонство

80868086 4—124—12 1616 2020 1 Мб1 Мб8028680286 8—208—20 1616 2424 16 Мб16 Мб8038680386 25—4025—40 3232 3232 4 Г64 Г68048680486 33—10033—100 3232 3232 4 Г64 Г6PentiumPentium 75—20075—200 6464 3232 44 Г6Г6Pentium IIPentium II 200—300200—300 6464 3636 6464 Г6Г6Pentium IIIPentium III 450-1000450-1000 6464 3636 6464 Г6Г6Pentium IVPentium IV 1000-31001000-3100 6464 3636 6464 Г6Г6