Să considerăm fiecare componentă separat.
ALU servește pentru a efectua toate operațiile computaționale și logice (servește pentru a efectua acțiuni asupra datelor).
Aceste dispozitive nu sunt separate separat (fabricate ca un singur circuit integrat).
Ca parte a procesorului, există un număr de celule de memorie specializate numite registre. Registrul efectuează funcția de stocare pe termen scurt a datelor sau a comenzilor. Registrul este un element de memorie super-rapid. Elementul principal al registrului este declanșatorul. Există registre diferite. Să numim principalul:
· Registrul Adder - ALU, care participă la executarea fiecărei operațiuni;
Orice program de calculator constă dintr-un set de comenzi. O comandă este o descriere a operației elementare pe care o execută computerul. Fiecare echipă are propriul cod, datele sursă și rezultatul. Cu ajutorul UU, comanda intră în procesor din OP și este executată. Conform principiilor lui von Neumann, comenzile sunt executate automat de către procesor într-o anumită ordine. Comenzile, programele și datele sunt stocate în computerul OP. Când computerul este pornit, comenzile sunt citite la rândul său din memorie.
Codul de operare este un simbol de operare;
Fiecare comandă de program poate fi executată în 7 pași:
2. Comanda selectată este transferată către dispozitivul de comandă de către registrul de comandă;
4. Pe baza semnalelor UE, operanzii sunt citiți din memorie și scriși în ALU prin registre de operand special;
5. CU decodifică codul de operare și dă ALU semnalul pentru a efectua operația corespunzătoare pe date;
7. Dacă există o altă comandă, treceți la pasul 1 și totul se repetă. Dacă nu mai există comenzi, atunci sfârșitul meseriei.
Coprocesorul extinde sistemul de instrucțiuni al procesorului central. Setări compilatoare moderne pentru limbaje de nivel înalt pentru familia de procesoare x86 de multe ori vă permit să alegeți: să utilizeze un coprocesor matematic sau nu, care este deosebit de important atunci când creați un cod care va fi executat într-un handler întrerupere hardware. Fizic, coprocesorul poate fi un cip separat sau poate fi integrat în CPU (așa cum se face în cazul unui coprocesor matematic în procesoarele PC, începând cu Intel 486DX).
CASH (cache) este un tampon intermediar cu acces rapid, care conține informații care pot fi interogate cel mai probabil.
Schimbul de date în interiorul procesorului are loc de câteva ori mai rapid decât schimbul cu alte dispozitive, de exemplu cu OP. Pentru a reduce numărul de apeluri către OP crează o zonă tampon - CASH (memorie) - Aceasta este o memorie de mare viteză și volum redus care încarcă o bucată de date din OT. Pentru a reduce numărul de apeluri la OP și a crește viteza. Este ca și cum ar fi peste "memoria operativă".
Ideea unei memorii cache este asemănătoare cu exemplul vieții. De exemplu, vânzătorul dintr-un magazin de legume își caută mai întâi produsele dorite într-un sertar lângă tejghea și deja, dacă nu era acolo, merge la depozit.
Când un procesor are nevoie de date, acesta accesează mai întâi memoria cache. și dacă nu există date necesare, există un apel la PO. Luarea datelor din OP. Procesorul le introduce simultan în memoria cache. Memoria cache este distribuită pe mai multe niveluri. Nivelul cache-ului 1 se efectuează pe același cip ca procesorul însuși și are un volum de ordinul zeci de kilobyte (16-128 KB). Al doilea nivel funcționează la frecvența procesorului sau poate fi executat pe un cip separat sau într-un cip de procesor (256 KB sau mai mult). Cel de-al treilea nivel al cache-ului cu un volum mai mare (
1000 MB) este efectuată pe cipuri de mare viteză și rulează pe frecvența plăcii de bază (în cazul MP, frecvența de operare este mai mică decât frecvența procesorului).
Parametrii principali (caracteristicile) procesorului: frecvența ceasului, adâncimea de biți, tensiunea de funcționare, factorul de multiplicare intern, dimensiunea memoriei cache. Aceste setări determină performanța calculatorului. Considerăm separat fiecare dintre parametri.
Baza procesorului este principiul ceasului. ca în ceasurile obișnuite. În ceasul mecanic ceasul este setat de pendulul arcului, în ceasul electronic există un circuit oscilant. În computer, impulsul de ceas este setat de unul dintre microcircuite (GTS). amplasat pe placa de bază. Toate impulsurile sunt aceleași în timp. Intervalul de timp dintre începutul unui impuls și începutul următorului se numește ceas. GTS lucrează tot timpul în timp ce computerul este pornit. Ceasurile cu impulsuri controlează executarea ciclurilor de eșantionare și de execuție. Cu cât este mai mare frecvența ceasului care intră în procesor, cu atât mai multe comenzi se pot executa pe unitatea de timp.
Conceptul ceasului este asociat cu perioada de apariție a impulsului. Pentru fiecare impuls, procesorul execută o comandă elementară.
(Sau putem spune același lucru cu alte cuvinte), ritmul de o frecvență de ceas determină viteza (viteza - determinată de frecvența, adică numărul de operații elementare efectuate pe unitatea de timp), toate operațiunile și se măsoară în hertzi. Cu cât este mai mare viteza ceasului, cu atât este mai mare performanța calculatorului.
Frecvențele de funcționare ale procesoarelor moderne sunt măsurate în GHz.
Procesorul primește ceasul de pe placa de bază. Din motive fizice, placa de bază nu poate funcționa la frecvențe atât de înalte ca procesorul. Frecvența de bază a plăcii de bază este de 100-200 MHz. Pentru a asigura frecvențe mai mari în microprocesor, multiplicarea internă a frecvenței are loc cu un factor de 3 sau mai mult (10-20);
Capacitatea procesorului indică câte biți de date poate primi și procesa în registrele sale pe 1 ciclu de ceas (cantitatea de informații per 1t, 32 biți sau 64 de biți).
Tensiunea de operare este furnizată de placa de bază. Primele computere au o tensiune de operare de până la 5V. acum aproximativ 2,5 V. Reducerea tensiunii poate reduce disiparea căldurii, ceea ce duce la creșterea performanței fără pericolul supraîncălzirii;
După cum am menționat deja, memoria cache este distribuită pe nivele. Nivelul cache-ului 1 se efectuează pe același cip ca procesorul însuși și are un volum de ordinul zeci de kilobyte (16-128 KB). Al doilea nivel funcționează la frecvența procesorului sau poate fi executat pe un cip separat sau într-un cip de procesor (256 KB sau mai mult). Cel de-al treilea nivel al cache-ului cu un volum mai mare (
1000 MB) este efectuată pe cipuri de mare viteză și rulează pe frecvența plăcii de bază (în cazul MP, frecvența de operare este mai mică decât frecvența procesorului).
Toate blocurile funcționale ale calculatorului sunt conectate printr-o magistrală comună. numit coloana vertebrală a sistemului. Sistemul central al sistemului este un set de conectori și conductoare de pe placa de bază, numite linii de comunicații. În funcție de tipul de informații transmise, autobuzul comun este în mod tradițional împărțit în 3 tipuri (părți):
· Autobuz de control (comandă) - Prevede controlate semnale de transmisie, precum și de gestionare a memoriei și schimbul de date (reglementează schimbul de informații) .În aceasta, în principal pe 32 de biți, dar există 64 și 128 biți -lea.
Setul mai larg al procesorului de comandă sistem, cu atât mai greu este arhitectura, cea mai mare durata medie a executării o singură comandă. Distinge procesoare cu un set de instrucțiuni extins - CISC (Complex Instruction Set Computing) procesoare și procesoare cu un set de instrucțiuni redus - RISC (redus set de instrucțiuni de calcul). Primele sunt utilizate în sistemele de calcul universal, în timp ce altele sunt utilizate în computere specializate. Calculatoarele personale IBM PC se concentrează pe utilizarea procesoarelor CISC.
Dispozitive de memorie (de stocare)
Memoria este concepută pentru înregistrarea, stocarea și citirea informațiilor.
ROM - memorie permanentă CD:
EPROM - reluarea. Magnet-discuri optice
Principalele caracteristici ale memoriei:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: