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:

- арифметико-логическое устройство;

- шины данных и шины адресов;

- регистры;

- счетчики команд;

- 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.

Архитектура процессора:

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.

-сохраняет результат.

-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

-размер кэш-памяти.

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.