Связь с остальными устройствами

БЕЛОРУССКИЙ РЕСПУБЛИКАНСКИЙ СОЮЗ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ОБЩЕСТВ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛАРУССИЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ КООПЕРАЦИИ»

Кафедра информационно-вычислительных систем

Р Е Ф Е Р А Т

по курсу «Компьютерные информационные технологии» натему:

«Процессор»

Выполнил: студент гр. СС-11

Д.А. Ятченко

Рецензент: доцент, к. т. н.

С.М. Мошкович

Гомель 2012

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.. 3

ПРОЦЕССОР. 5

1 СВЯЗЬ С ОСТАЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ.. 5

2 НОВОСТИ.. 6

3 ДОЛИ КОМПАНИЙ НА РЫНКЕ.. 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 8

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 9

 

ВВЕДЕНИЕ

 

История развития производства процессоров полностью соответствует истории развития технологии производства прочих электронных компонентов и схем.

Первым этапом, затронувшим период с 1940-х по конец 1950-х годов, было создание процессоров с использованием электромеханических реле, ферритовых сердечников (устройств памяти) и вакуумных ламп. Они устанавливались в специальные разъёмы на модулях, собранных в стойки. Большое количество таких стоек, соединённых проводниками, в сумме представляли процессор. Отличительной особенностью была низкая надёжность, низкое быстродействие и большое тепловыделение.

Вторым этапом, с середины 1950-х до середины 1960-х, стало внедрение транзисторов. Транзисторы монтировались уже на близкие к современным по виду платам, устанавливаемым в стойки. Как и ранее, в среднем процессор состоял из нескольких таких стоек. Возросло быстродействие, повысилась надёжность, уменьшилось энергопотребление.

Третьим этапом, наступившим в середине 1960-х годов, стало использование микросхем.

Четвёртым этапом, в начале 1970-х годов, стало создание, благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем, соответственно), микропроцессора — микросхемы, на кристалле которой физически были расположены все основные элементы и блоки процессора. Фирма Intel в 1971 году создала первый в мире 4-разрядный микропроцессор 4004, предназначенный для использования в микрокалькуляторах. Постепенно практически все процессоры стали выпускаться в формате микропроцессоров. Исключением долгое время оставались только малосерийные процессоры, аппаратно оптимизированные для решения специальных задач (например, суперкомпьютеры или процессоры для решения ряда военных задач), либо процессоры, к которым предъявлялись особые требования по надёжности, быстродействию или защите от электромагнитных импульсов и ионизирующей радиации. Постепенно, с удешевлением и распространением современных технологий, эти процессоры также начинают изготавливаться в формате микропроцессора.

Сейчас слова микропроцессор и процессор практически стали синонимами, но тогда это было не так, потому что обычные (большие) и микропроцессорные ЭВМ мирно сосуществовали ещё по крайней мере 10-15 лет, и только в начале 1980-х годов микропроцессоры вытеснили своих старших собратьев. Тем не менее, центральные процессорные устройства некоторых суперкомпьютеров даже сегодня представляют собой сложные комплексы, построенные на основе микросхем большой и сверхбольшой степени интеграции.

Переход к микропроцессорам позволил потом создать персональные компьютеры, которые проникли почти в каждый дом.

ПРОЦЕССОР

Процессор — основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют: регистрами. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ.

 

СВЯЗЬ С ОСТАЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина. Система команд процессора. В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти; а также данные, находящиеся во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных — как адресные данные, а часть — как команды. Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и невзаимозаменяемые. Процессоры с расширенной и сокращенной системой команд. Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы процессора. Так, например, система команд процессоров Intel Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной системой команд — CISC–процессорами (CISC–Complex Instruction Set Computing) В противоположность CISC -процессорам в середине 80-х годов появились процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC — Reduced Instruction Set Computing) При такой архитектуре количество команд в системе намного меньше, и каждая из них выполняется намного быстрее. Таким образом, программы, состоящие из простейших команд, выполняются этими процессорами много быстрее. Оборотная сторона сокращенного набора команд состоит в том, что сложные операции приходится эмулировать далеко не эффективной последовательностью простейших команд сокращенного набора.

 

НОВОСТИ

Центральным событием прошедшей недели, безусловно, стало традиционное мероприятие Intel Developer Forum (г. Сан-Франциско, Калифорния, США), уже второе в этом году.

В ходе IDF официальные представители корпорации Intel, как правило, повествуют о перспективных продуктах и проектах процессорного гиганта. Богатым на новинки выдался и IDF 2010 Fall – в частности, были продемонстрированы инженерные образцы «камней» микроархитектуры Sandy Bridge, релиз которых намечен на начало 2011 года.

Ниже приведены изображения настольной (рис. 1) и мобильной версий (рис. 2) этих перспективных 32-нанометровых процессоров без защитной крышки.

Рисунок 1 — Настольная версия 32-нанометровых процессоров без защитной крышки

 

Десктопный вариант Sandy Bridge предусматривает установку в сокет LGA1155. Размер чипа, по всей видимости, здесь несколько меньше, чем у первых Core i7 Bloomfield. Выражено прямоугольная форма кристалла поспособствует эффективному отводу тепла системами охлаждения с применением технологии прямого контакта тепловых трубок с крышкой ядра (HDT).

 

Рисунок 2 — Мобильная версия 32-нанометровых процессоров без защитной крышки

 

Sandy Bridge для портативных ПК выполнен на более компактной подложке и, вероятно, подключается к процессорному гнезду при помощи контактов-штырьков, как и его предшественник Westmere/Arrandale.

 

ДОЛИ КОМПАНИЙ НА РЫНКЕ

По данным компании IDC, по итогам 2009 г. (в табл. 1), доля корпорации Intel составила 79,7%, доля AMD – 20,1%.

 

Таблица 1 — Доли по годам

Показатель	Год
Доля корпорации Intel, %	79,8	80,4	79,7
Доля AMD, %	13,1	19,3	20,1
Другие, %	8,0	0,3	0,2

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Корпорация Intel представит чипы на архитектуре следующего поколения Sandy Bridge в январе 2011 года.

Отличительной особенностью архитектуры Sandy Bridge является расположение на одной пластине, как компьютерного, так и графического чипа. В результате, энергопотребление процессоров при обработке видео будет снижено по сравнению с нынешним поколением чипов. Отметим, что на базе архитектуры Sandy Bridge будут выпускаться процессоры, как для настольных компьютеров, так и для ноутбуков.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Windows 95, Word 7.0, Excel 7.0: учеб. пособие по основам информатики для студентов всех специальностей дневной и заочной форм обучения / авт. – сост.: Т. В. Астапкина [и др.]. – Гомель: ГКИ, 2000. – 172 с.

2. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления. Технические требования: ГОСТ 7.1-2003. – Введ. 2004-07-01. – М.: Изд-во стандартов, 2003. – 65 с.

3. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления. Технические требования: ГОСТ 7.32-2001. – Введ. 2003-01-01. – Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2002.

4. Информатика: учеб. для вузов / под ред. Н. В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2003. – 767 с.

5. Левчук, Е. А. Основы информатики и вычислительной техники: учеб. пособие для студентов экономических специальностей / Е. А. Левчук. – Гомель: Бел. торгово-экон. ун-т потребит. кооп., 2003. – 128 с.

6. Основы информатики и вычислительной техники: пособие (задания контрольной работы и методические указания по ее выполнению) для студентов заочной формы обучения экономических специальностей / авт. − сост.: С. М. Мовшович [и др.]. – Гомель: Бел. торгово-экон. ун-т потребит. кооп., 2004. – 100 с.

7. Оформление отчетной документации средствами пакета MS Office: пособие для студентов экономических специальностей / авт. − сост.: С. М. Мовшович, С. Г. Яковук. – Гомель: ГКИ, 2002. – 60 с.

8. Учебно-методическое пособие по подготовке, оформлению и представлению к защите дипломных работ для студентов всех специальностей / авт. − сост.: С. А. Дещеня, Л. В. Чурило, Н. С. Гошко. – Гомель: Бел. торгово-экон. ун-т потребит. кооп., 2006. – 36 с.