Центральний процесор.
Пам’ять комп’ютера найкраще уявити собі у вигляді послідовності комірок. Кількість інформації в кожній комірці - один байт(вісім бітів).
Розмір інформації - це кількість байтів, що займає ця інформація.
Основне завдання, що стоїть перед комп’ютером при роботі з пам’яттю, полягає в тому, щоб знайти місце в пам’яті, де знаходиться потрібна інформація. Для того щоб знайти місце тієї чи іншої інформації в пам’яті, введено поняття адреси в пам’яті.
Адреса інформації - це номер першого з тих байтів, які займає ця інформація.
Об’єм пам’яті комп’ютера - це кількість байтів, що містяться в ній.
Уся пам’ять комп’ютера поділяється на два види. Перший вид пам’яті називається оперативною пам’яттю або оперативним запам’ятовувальним пристроєм (ОЗП). Саме з цією пам’яттю центральний процесор постійно обмінюється інформацією при розв’язанні комп’ютером кожної конкретної задачі. Вміст цього виду пам’яті не зберігається при вимкненні комп’ютера.
Оперативна пам’ять призначена для читання та запису інформації.
Другий вид пам’яті називається постійним запам’ятовувальним пристроєм (ПЗП) і характерізується тим, що дозволяє тільки зчитувати інформацію. Вміст цього виду пам’яті зберігається при вимкненні комп’ютера.
Постійна пам’ять призначена тільки для читання інформації.
В ПЗП містяться важливі для правильної роботи комп’ютера дані та програми, частину яких комп’ютер використовує для своєї роботи після включення.
ПЗП розташований у верхній пам’яті, тобто залишає тільки невелику частину загального об’єму пам’яті комп’ютера. Велику частину всього об’єму пам’яті комп’ютера займає ОЗП.
Окрім перелічених є ще один вид пам’яті, що призначений для прискорювання роботи комп’ютера. Вона називається - кеш пам’яттю і є невеликою за обємом окремою пам’яттю, в якій зберігається найчастіше використовувана інформація. Час доступу до інформації, що зберігається в кеш-пам’яті, менший, ніж час доступу до цієї ж інформації, що зберігається в інших видах пам’яті комп’ютера. Механізм кеширування (використання кеш-пам’яті) прискорює роботу комп’ютера, оскільки швидко діючим пристроям не доводиться чекати надходження інформації від тих видів пам’яті, що діють порівняно з ними досить повільно,- інформація добувається з кеш-пам’яті. Таким чином, кеш-память використовується для узгодження часу взаємодії швидких і повільних пристроїв.
Зовнішня пам’ять – це, як правило, накопичувачі на магнитних та оптичних дисках. Зовнішня пам’ять призначена для тривалого зберігання програм і даних. Така інформація в зовнішній пам’яті зберігається при виключенні ПК. Обсяг зовнішньої пам’яті ПК значно більше обсягу внутрішньої пам’яті, але вона суттєво поступається внутрішній пам’яті щодо швидкості запису та зчитування інформації. Звичайно зовнішня пам’ять фізично реалізується у вигляді накопичувачів на магнітних та оптичних дисках.
Основною, або як кажуть, серцем комп’ютера є його центральний процесор. Центральним процесором сучасного комп’ютера є дуже малий (з ніготь людини) кремнієвий кристал з величезною кількістю (кілька мільйонів) розміщених в ньому транзисторів.
Швидкодія таких процесорів досягає 100 і більше мільйонів команд (інструкцій) за секунду. Його часто називають чіпом (від англ. chip-мікросхема). Дія центрального процесора полягає у виконанні певної програми, тобто набору певних конкретних команд, що надходять у певній послідовності. Для виконання багатьох команд процесору потрібні дані, що зберігаються в пам’яті комп’ютера.
Швидко виконувати роботу процесора допомагають пристрої, що входять до його складу:
- пристрій керування - це координатор всіх дій комп’ютера, він керує черговістю виконання команд і рухом даних у комп’ютері;
- арифметично-логічний пристрій - він здійснює всі обчислювальні операції-логічні і арифметичні;
- регістри процесора - це швидкодоступна для процесора пам’ять, яка знаходиться всередині ЦП, що значно скорочує час доступу до неї.
Розрядність регістра - це кількість бітів, що їх містить у собі регістр. Чим більше розрядність регістрів процесора, тим більше даних може бути оброблено ЦП одночасно, тим вища швидкодія комп’ютера. Крім того, для прискорення роботи ЦП використовується механізм кеширування. Тут кеш-пам’ять застосовується для узгодження у часі взаємодії швидкодіючого ЦП з оперативною пам’яттю, яка порівняно з ЦП діє повільно.
ЦП керує спільною роботою всіх інших пристроїв і виконує різноманітні операції над даними.
Найважливішою його характеристикою є продуктивність (швидкодія). Продуктивність, в першу чергу, залежить від тактової частоти, яку вимірюють у мегагерцах. За допомогою сигналів тактової частоти синхронізується робота всіх пристроїв ПК.
Лекція
