Процессор. назначение. состав. основные параметры, характеризующие процессор.
Центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Центральный процессор в общем случае содержит в себе:
— шины данных и шины адресов;
— кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);
— математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.
Первые процессоры изготавливаются из отдельных деталей (транзисторов). Современный процессор уменьшается внутри 1 кристалла кремния и размер его 4-6см в квадрате. Это позволило значительно увеличить скорость работы и повысить его надежность.
«-» в связи с уменьшением размера процессора ухудшило условие теплоотдачи от его элементов, в результате чего его необходимо охлаждать, для этого используется кулер.
Устройство процессора: процессор состоит из ячеек, в к-ых данные могут не только хранится, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистор. Каждая группа регистров выполняет свои функции: в одних попавшие данные рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие работой данных в других регистрах, а другие регистры – в зависимости от своего содержания способны изменять (модифицировать) исполнение команды.
Система команд процессора – это совокупность всех команд, к-ые может выполнить процессор над данными.
CISC- процессор работает с более 1000 наборов команд. Такую систему команд называют расширенной.
RISC – процессоры появились в 80-х годах, кол-во команд порядком 50.
Процессор INTEL относятся cisc процессорам, однако, чтобы наращивать быстродействие своих изделий, фирма Intel активно применяет достижения Risc –архитектуры. Risc-ядро способно эмулировать (изменять) CISC – систему.
Устройство управления управляет всей работой:
-извлекает из памяти очередную команду.
-расшифровывает ее и преобразовывает в последовательность стандартных элементарных действий.
-заносит в АЛУ исходные данные.
-обеспечивает синхронность работы всех узлов машины.
Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне.
Процессоры, имеющие разные системы команд как правило несовместимы или ограниченно совместимы.
Х86 имеют ограниченную совместимость, обладают совместимостью по принципу сверху-вниз. Это принцип состоит в том, что каждый новый процессор «понимает» команды своих предшественников, но не наоборот.
Основные характеристики процессора:
-рабочее напряжение – обеспечивает материнская плата. Вначале 5 в, сейчас 2-3 в.
-разрядность процессора — это число одновременно обрабатываемых им битов. Разрядность регистров и разрядность шины данных влияют на длину обрабатываемых данных, а разрядность шины адреса определяет мах объем памяти, способной поддерживаться процессором.
-Рабочая тактовая частота. Такты- это отдельные элементарные операции, из к-х состоит любая машинная команда или операция процессора.
Тактовая частота- определяется кол-вом тактовых импульсов в единицу времени. В комп-ре тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящих в чипсет.
-коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты
23. ЭВМ получили широкое распространение, начиная с 50-х годов. Прежде это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в государственных учреждениях и крупных фирмах. Размеры и форма цифровых ЭВМ неузнаваемо изменились в результате разработки новых устройств, называемых микропроцессорами.
Микропроцессор (МП) — это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов.
Назначение процессора в персональном компьютере обрабатывать одну программу в данный момент времени
Внимание!
Зелёным цветом выделен правильный ответ
Если выделено несколько вариантов, значит все они являются верными.
- a) обрабатывает одну программу в данный момент времени.
- b) управляет ходом вычислительного процесса и выполняет арифметические и логические действия.
- c) осуществляет подключение периферийных устройств к магистрали.
- d) руководит работой вычислительной машины с помощью электрических импульсов.
Если у вас в тесте остались нерешённые вопросы, то обязательно воспользуйтесь поиском по нашей базе тестов. С большой долей вероятности они там есть.
Центральный процессор.
Центральный процессор — это центральное устройство компьютера, которое выполняет операции по обработке данных и управляет периферийными устройствами компьютера. У компьютеров четвёртого поколения и старше функции центрального процессора выполняет микропроцессор на основе СБИС, содержащей несколько миллионов элементов, конструктивно созданный на полупроводниковом кристалле путём применения сложной микроэлектронной технологии.
На самом деле то, что мы сегодня называем процессором, правильно называть микропроцессором. Разница есть и определяется видом устройства и его историческим развитием.
Первый процессор (Intel 4004) появился в 1971 году.
Внешне представляет собой кремневую пластинку с миллионами и миллиардами (на сегодняшний день) транзисторов и каналов для прохождения сигналов.
Назначение процессора – это автоматическое выполнение программы. Другими словами, он является основным компонентом любого компьютера.
В состав центрального процессора входят:
- устройство управления (УУ);
- арифметико-логическое устройство (АЛУ);
- запоминающее устройство (ЗУ) на основе регистров процессорной памяти и кэш-памяти процессора;
- генератор тактовой частоты (ГТЧ).
Устройство управления организует процесс выполнения программ и координирует взаимодействие всех устройств ЭВМ во время её работы.
Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции над данными: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение и др.
Запоминающее устройство — это внутренняя память процессора. Регистры служит промежуточной быстрой памятью, используя которые, процессор выполняет расчёты и сохраняет промежуточные результаты. Для ускорения работы с оперативной памятью используется кэш-память, в которую с опережением подкачиваются команды и данные из оперативной памяти, необходимые процессору для последующих операций.
Генератор тактовой частоты генерирует электрические импульсы, синхронизирующие работу всех узлов компьютера. В ритме ГТЧ работает центральный процессор.
К основным характеристикам процессора относится Быстродействие (вычислительная мощность) – это среднее число операций процессора в секунду. Измеряется в количестве операций над числами с плавающей точкой в секунду (FLOPS). Быстродействие зависит от следующих параметров:
Тактовая частота в МГц. ТЧ. равна количеству тактов в секунду. Такт — это промежуток времени между началом подачи текущего импульса ГТЧ и началом подачи следующего.
Разрядность процессора — это максимальное количество бит информации, которые могут обрабатываться и передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные.
Система команд процессора представляет собой набор отдельных операций, которые может выполнить процессор данного типа. Разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора, тем, как правило, меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций.
Размер кэш-памяти
Подсистема памяти
Оперативная память.
Другим важным функциональным узлом компьютера является запоминающее устройство, или память. Память, в которой хранятся исполняемые программы и данные, называется оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) или RAM (RandomAccessMemory) — памятью со свободным доступом. ОЗУ позволяет записывать и считывать информацию из ячейки, обращаясь к ней по ее номеру или адресу. Ячейка памяти имеет стандартное число двоичных разрядов. В настоящее время стандартный размер ячейки ОЗУ равняется одному байту Информация в ОЗУ сохраняется все время, пока на схемы памяти подается питание, т.е она является энергозависимой.
Существует два вида ОЗУ, отличающиеся техническими характеристиками: динамическое ОЗУ, или DRAM (DynamicRAM), и статическое ОЗУ, или SRAM (StaticRAM). Разряд динамического ОЗУ построен на одном транзисторе и конденсаторе, наличие или отсутствие заряда на котором определяет значение, записанное в данном бите. При записи или чтении информации из такой ячейки требуется время для накопления (стекания) заряда на конденсаторе, Поэтому быстродействие динамического ОЗУ на порядок ниже, чем у статического ОЗУ, разряд которого представляет собой триггер на четырех или шести транзисторах. Однако из-за большего числа элементов на один разряд в одну СБИС статического ОЗУ помещается гораздо меньше элементов, чем у динамического ОЗУ. Кроме этого статические ОЗУ более энергоемки и значительно дороже. Обычно, в качестве оперативной или видеопамяти используется динамическое ОЗУ Статическое ОЗУ используется в качестве небольшой буферной сверхбыстродействующей памяти (кэш-памяти). В кэш-память из динамической памяти заносятся команды и данные, которые процессор будет выполнять в данный момент.
Скорость работы ОЗУ ниже, чем быстродействие процессора, поэтому применяются различные методы для повышения ее производительности. Одним из способов увеличения быстродействия динамического ОЗУ является размещение в одном корпусе микросхемы СБИС нескольких модулей памяти с чередованием адресов. Байт с нулевым адресом находится в первом модуле, байт с первым адресом во втором модуле, байт со вторым адресом в первом модуле и т.д. Поскольку обращение к памяти состоит из нескольких этапов: установка адреса, выбор ячейки, чтение, восстановление, то эти этапы можно совместить во времени для разных модулей. Другим способом увеличения быстродействия является чтение из памяти содержимого ячейки с заданным адресом и нескольких ячеек, расположенных рядом. Они сохраняются в специальных регистрах — защелках. Если следующий адрес указывает на одну из уже считанных ячеек, то ее содержимое читается из защелки.
Несмотря на разработку новых типов схем динамических ОЗУ, снижающую время обращения к ним, это время все еще остается значительным и сдерживает дальнейшее увеличение производительности процессора. Для уменьшения влияния времени обращения процессора к ОЗУ и увеличения производительности компьютера дополнительно устанавливается сверхбыстродействующая буферная память, выполненная на микросхемах статической памяти. Эта память называется кэш-памятью (от англ.cache — запас). Время обращения к данным в кэш-памяти на порядок ниже, чем у ОЗУ, и сравнимо со скоростью работы самого процессора.
Запись в кэш-память осуществляется параллельно с запросом процессора к ОЗУ. Данные, выбираемые процессором, одновременно копируются и в кэш-память. Если процессор повторно обратится к тем же данным, то они будут считаны уже из кэш-памяти. Такая же операция происходит и при записи процессором данных в память. Они записываются в кэш-память, а затем в интервалы, когда шина свободна, переписываются в ОЗУ. Современные процессоры имеют встроенную кэш-память, которая находится внутри процессора, кроме этого есть кэш-память и на системной плате. Чтобы их различать, кэш-память делится на уровни. На кристалле самого процессора находится кэш-память первого уровня, она имеет самый меньший объем и самую высокую скорость обмена данными. В корпусе процессора, но на отдельном кристалле находится кэш-память второго уровня, объем которой больше, чем у памяти первого уровня. И, наконец, кэш-память третьего уровня (самая большая по объему) расположена на системной плате.
Управление записью и считыванием данных в кэш-память выполняется автоматически. Когда кэш-память полностью заполняется, то для записи последующих данных устройство управления кэш-памяти по специальному алгоритму автоматически удаляет те данные, которые реже всего использовались процессором на текущий момент. Использование процессором кэш-памяти увеличивает производительность процессора, особенно в тех случаях, когда происходит последовательное преобразование относительно небольшого числа данных, которые постоянно во время преобразования хранятся в кэш-памяти.
Характеристики
Характеристики любого центрального процессора оказывают большое влияние на быстродействие как отдельных элементов системы, так и всего комплекса устройств в целом. Среди основных характеристик, влияющих на параметры производительности, выделяют:
- Тактовая частота; Для обработки одного фрагмента данных, передаваемых внутри ПК, требуется один такт времени. Отсюда следует, что чем выше тактовая частота приобретаемого ЦП, тем быстрее работает устройство обрабатывая за раз большие массивы информации. Измеряется тактовая частота в мегагерцах. Один мегагерц эквивалентен 1 миллиону тактов в секунду. Старые модели имели маленькую частоту, из-за чего скорость работы оставляла желать лучшего. Современные модели имеют большие показатели тактовой частоты, позволяя быстро обрабатывать и выполнять самые сложные наборы команд.
- Разрядность; Информация, предназначенная для обработки ЦП, попадает в него через внешние шины. От разрядности зависит какой объем данных передается за один раз. Это влияет на быстродействие. Старые модели были 16 разрядными, а современные имеют 32 или 64 разряда. 64 разрядная система на сегодняшний день считается самой продвинутой и под нее разрабатываются современные программные продукты и устройства.
- Кеш – память; Используется для увеличения работы устройства в компьютере, создавая буферную зону, хранящую копию последнего массива данных, обработанного процессором. Это дает возможность быстро выполнить схожую операцию в случае необходимости, без траты времени на обращение к общей памяти персонального компьютера.
- Сокет; Вариант крепления устройства к материнской плате. Разные поколения процессоров, как и материнских плат имеют собственный поддерживаемых сокетов. Это стоит учитывать при покупке. У разных производителей сокеты также отличаются друг от друга.
- Внутренний множитель частоты; Процессор и материнская плата работают на разных частотах и для их синхронизации друг с другом существует множитель частоты. Базовой или опорной считается рабочая частота материнской платы, которая умножается на персональный коэффициент ЦП.
Из побочных характеристик, напрямую не относящихся от технологии производства, выделяют тепловыделение и количество потребляемой во время работы энергии. Мощные устройства выделяют много тепла и требуют большую энергетическую подпитку во время работы. Для их полноценной работы применяются вспомогательные системы охлаждения.
Назначение процессора в персональном компьютере: a. обрабатывать одну программу в данный момент времени;
От нашего клиента с логином yjGHx на электронную почту пришел вопрос: «Назначение процессора в персональном компьютере: a. обрабатывать одну программу в данный момент времени; b. управлять ходом вычислительного процесса и выполнять арифметические и логические действия; c. осуществлять подключение периферийных устройств к магистрали; d. руководить работой вычислительной машины с помощью электрических импульсов.» это здание мы отнесли к разделу ЕГЭ (школьный). Так как клиент является зарегистрированным пользователем нашего сайта, то мы бесплатно предоставим ответ.
ЕГЭ (школьный) — довольно сложный раздел, здесь действительно попадаются вопросы, которые даже у специалиста с законченным высшим образованием поставят в тупик при подготовке правильного ответа. Но мы известны тем, что сложности нас не останавливают, а наоборот развивают и расширяют наши знания.
Вы спрашивали Назначение процессора в персональном компьютере: a. обрабатывать одну программу в данный момент времени; b. управлять ходом вычислительного процесса и выполнять арифметические и логические действия; c. осуществлять подключение периферийных устройств к магистрали; d. руководить работой вычислительной машины с помощью электрических импульсов.? — отвечаем:
