Процессор компьютера может работать с данными которые хранятся в

Устройство и основные характеристики
центрального процессора

Информация о процессоре компьютера, его значении, технологии изготовления, а также о характеристиках, которые необходимо учитывать при его выборе и приобретении.

Содержание:

Доклад №2

Процессор – это мозг всего компьютера. Что мы о нем знаем? Что мы должны знать? Мы постараемся разобраться, что это за квадратик, который может стоить иногда и несколько тысяч долларов.

Процессор, по-английски называемый CPU – Central Processing Unit – отвечает за большинство команд, которые выполняет наш компьютер.

Команды могут быть разными:

написание букв на клавиатуре;
передача изображения с рабочего стола на экран;
воспроизведение музыки с плеера;
расчеты в калькуляторе;
открытие лотка для CD/DVD/BR;
отправка документа на печать.

Практически каждое электронное устройство имеет свой процессор. На рынке электроники доминируют два производителя – Intel и AMD. Если речь идет о мобильных устройствах, то следует добавить еще Apple, NVIDIA и Qualcomm.

Процессор представляет собой металлический квадрат, который, с одной стороны, относительно плоский, а с другой стороны, изрезан маленькими ножками. Эти ножки просто монтируются на материнскую плату. Охлаждение соединяется с плоской частью, перед этим нужно нанести теплопроводящей пасты, которой нельзя пренебрегать.

Охлаждение может быть либо пассивным, либо активным. Чаще всего, однако, это охлаждение, состоящее из обоих этих решений. Итак, у нас есть радиатор или башня с пластинами и вентилятор для него, который помогает отводить тепло между пластинами. Мы также можем использовать водяное охлаждение.

Большое внимание уделяется двум вещам в случае процессоров. Первое, это количество ядер. Теоретически, чем их больше, тем процессоров работает быстрее. В принципе, каждое ядро может обрабатывать любую команду одновременно. То есть одноядерный процессор может одновременно работать над одним процессом, а четырехъядерный на четырьмя. Хотя существуют процессоры с восемью и десятью ядрами, их могут использовать не все производители.

Второе – это тактовая частота процессора. Чем больше значение, подается в Ггц (гигагерцах). Данное число – это скорость процессора. Если это 2,7 Ггц, это значит, что одно ядро процессора может обрабатывать в секунду 2,7 миллиарда команд.

Важной вещью в процессоре является кеш-память. Ее размер определяет, является ли процессор 32-разрядным или 64-разрядным. Последний работает быстрее. Конечно, все, что запрограммировано на 32 бит будет работать в 64, но в другую сторону уже не.

Свойства

При рассмотрении темы статьи нельзя не упомянуть про свойства внутренней памяти компьютера. Информатика выделяет несколько критериев, по которым можно характеризовать ее.

Дискретность. Это такое свойство, позволяющее определить структуру любого вида памяти на компьютере. Внутренняя память состоит из множества ячеек, каждая из которых хранит всего 1 бит информации — минимальный неделимый объём. Ячейки объединяются в группы разрядов, хранящие по 8 бит, что равно 1 байту данных.
Адресуемость. Каждая ячейка памяти компьютера имеет свой адрес, к которому обращается процессор при работе, при необходимости извлечения данных.
Энергозависимость и энергонезависимость. В зависимости от типа рассматриваемой памяти, можно выделить эти подгруппы. Зависимость от электропитания означает, что при выключении компьютера все данные из памяти удаляются.

К внутренней памяти компьютера относятся ОЗУ, ПЗУ, кэш, CMOS и видеопамять, рассмотрим их поподробнее.

Постоянное запоминающее устройство. Было названо так, потому что данные, хранящиеся в нём, не подлежат изменению и предназначены исключительно для считывания. Содержимое этой памяти заполняется непосредственно при изготовлении, сюда могут входить программы для обслуживания персонального компьютера, поддержки операционной системы и устройств ввода-вывода, поэтому её называют ROM BIOS.

Однако эта память соответствовала своему названию исключительно на первом этапе своего создания. С развитием технологий стали выпускаться перепрограммируемые ПЗУ, для того чтобы можно было изменять их содержание в условиях эксплуатации.

HDD и SSD

Отвечая на вопрос: «Что в компьютере за что отвечает?», нельзя обойти вниманием жесткий диск. Он используется для хранения пользовательских файлов. На него устанавливаются приложения, скачиваются фильмы, инсталлируется ОС. Эта память энергонезависима, значит, после выключения энергии вся информация остается на диске.

Сегодня такие устройства разделяются на SSD и HDD. Использовать название «жесткий диск» в отношении первых — неверно. Это твердотельный накопитель, который записывает данные при помощи транзисторов. Такие устройства работают намного быстрее и тише классических. Также они более энегоэффективны. Стоит сказать, что в отличие от жестких дисков SSD менее долговечны. Через определенное число циклов перезаписи транзисторы перестают работать в штатном режиме, а устройство требует замены.

Также к недостаткам SSD стоит отнести высокую стоимость. Обычно твердотельный накопитель используется в связке со стандартным HDD. На первый устанавливают систему и ПО для увеличения скорости загрузки приложений. На втором же хранят документы и файлы. Главные характеристики накопителей — объем, скорость чтения и записи.

Не оставим процессор без дела

Поэтому между процессором и жестким диском установили более быстрое запоминающее устройство – оперативную память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Это небольшая печатная плата, на которой находятся быстрые микросхемы памяти.

Оперативная память – ускоряет доступ процессора к программам и данным

В оперативную память заранее считываются с жёсткого диска все необходимые программы и данные. Во время работы процессор обращается к оперативной памяти, считывает команды программы, которая говорит какие данные нужно взять и как именно их обработать.

При выключении компьютера содержимое оперативной памяти не сохраняется в ней (в отличие от жесткого диска).

О сопроцессорах

Для расширения функциональных возможностей и повышения производительности центрального процессора микропроцессорная система может содержать дополнительные процессоры, или сопроцессоры. Например, в первых поколениях компьютеров для расширения функций центрального процессора 80286 использовался сопроцессор 80287.

Сопроцессор 80287 предназначен для выполнения операций над числами с плавающей точкой (запятой), которые потребовали бы от основного процессора больших затрат машинного времени. Поэтому такой сопроцессор называют числовым процессором, процессором для обработки числовых данных, процессором

NDP (Numeric Data Processor) или математическим сопроцессором. Сопроцессор выполняет такие сложные операции, как деление длинных операндов, вычисление тригонометрических функций, извлечение квадратного корня и нахождение логарифма в 10–100 раз быстрее основного процессора. Точность результатов расчетов значительно выше точности, обеспечиваемой вычислительными модулями, входящими в состав самих процессоров. Выигрыш реализуется только при выполнении программ, написанных с учетом на совместное использование сопроцессора с основным процессором. При совместной работе операции сложения, вычитания и умножения выполняются основным процессором и не передаются сопроцессору.

Сопроцессор имеет собственную систему команд (инструкций), которая отличается от системы команд процессора. Выполняемая программа должна сама определять наличие сопроцессора и после этого использовать написанные для него инструкции. Большинство программ, рассчитанных на использование сопроцессоров, обнаруживают его присутствие и используют предоставляемые возможности.

Наиболее эффективно сопроцессоры используются в программах со сложными математическими расчетами: в электронных таблицах, базах данных, статистических программах и системах автоматизированного проектирования. При работе с текстовыми редакторами сопроцессор не используется.

В процессорах 80486 и более поздних моделях используются встроенные сопроцессоры. Они выполняются в виде устройства с плавающей точкой (Floating Point Unit — FPU), входящего в состав процессора, и располагаются на том же кристалле. Инструкции над числами с плавающей точкой входят в систему команд процессора.

Как выглядит процессор и где он находится?

Современный процессор обычно маленький и квадратный, с множеством коротких, закругленных металлических разъемов на нижней стороне. У некоторых старых CPU вместо металлических разъемов есть контакты.

Процессор подключается непосредственно к «сокету» процессора (или иногда к «слоту») на материнской плате. Процессор вставляется в гнездо штырьком вниз, а небольшой рычаг помогает закрепить процессор.

Даже через некоторое время современные процессоры могут сильно нагреваться. Чтобы рассеивать это тепло, почти всегда необходимо прикреплять радиатор и вентилятор непосредственно к верхней части CPU. Как правило, они идут в комплекте с покупкой процессора.

Также доступны другие более продвинутые варианты охлаждения, в том числе комплекты «>водяного, воздушного охлаждения и устройства с фазовым переходом.

Не все процессоры имеют контакты на их нижней стороне, но в тех, которые имеют, контакты легко сгибаются. Соблюдайте осторожность при обращении, особенно при установке их на материнскую плату.

Доклад №2

Команды могут быть разными:

написание букв на клавиатуре;
передача изображения с рабочего стола на экран;
воспроизведение музыки с плеера;
расчеты в калькуляторе;
открытие лотка для CD/DVD/BR;
отправка документа на печать.

Самое главное

Современный компьютер — универсальное электронное программно управляемое устройство для работы с информацией.

Любой компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации. Функции, выполняемые этими устройствами, в некотором смысле подобны функциям мыслящего человека.