10118

Процессор. Что такое процессор

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Процессор. Что такое процессор Процессор – это главная микросхема компьютера его мозг. Он выполняет программный код находящийся в памяти и руководит работой всех устройств компьютера. Чем выше скорость работы процессора тем выше быстродействие компьютера. Процесс...

Русский

2013-03-21

18.31 KB

3 чел.

Процессор. Что такое процессор

Процессор – это главная микросхема компьютера, его 'мозг'. Он выполняет программный код, находящийся в памяти и руководит работой всех устройств компьютера. Чем выше скорость работы процессора, тем выше быстродействие компьютера. Процессор имеет специальные ячейки, которые называются регистрами. Именно в регистры помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. Работа процессора состоит в выборе из памяти в определенной последовательности команд и данных для их последующего выполнения.

Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм полезной работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода — тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды останова или переключение в режим обработки аппаратного прерывания.

Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы. Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой.

Основными характеристиками процессоров являются: разрядность и быстродействие.

Быстродействие – это параметр, показывающий количество тактов, выполняемых процессором в секунду. Измеряется в мегагерцах (МГц), 1 МГц = 1 000 000 тактов в секунду. Чем данный параметр выше тем быстрее процессор.

Разрядность – это параметр который является важным для таких устройств компьютера, как внутренние регистры, шина ввода вывода данных, шина адреса памяти.

Типы процессоров:

CISC-процессоры

Complex Instruction Set Computing — вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложнённом наборе команд. Типичными представителями CISC является семейство микропроцессоров Intel x86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд).

RISC-процессоры

Reduced Instruction Set Computing (technology) — вычисления с сокращённым набором команд. Архитектура процессоров, построенная на основе сокращённого набора команд. Характеризуется наличием команд фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации. Концепция RISC разработана Джоном Коком (John Cocke) из IBM Research, название придумано Дэвидом Паттерсоном (David Patterson). Самая распространённая реализация этой архитектуры представлена процессорами серии PowerPC, включая G3, G4 и G5. Довольно известная реализация данной архитектуры — процессоры серий MIPS и Alpha.

MISC-процессоры

Minimum Instruction Set Computing — вычисления с минимальным набором команд. Дальнейшее развитие идей команды Чака Мура, который полагает, что принцип простоты, изначальный для RISC процессоров, слишком быстро отошёл на задний план. В пылу борьбы за максимальное быстродействие, RISC догнал и перегнал многие CISC процессоры по сложности. Архитектура MISC строится на стековой вычислительной модели с ограниченным числом команд (примерно 20–30 команд).

Многоядерные процессоры

Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе (на одном или нескольких кристаллах). Процессоры, предназначенные для работы одной копии операционной системы на нескольких ядрах, представляют собой высокоинтегрированную реализацию системы «Мультипроцессор». На данный момент массово доступны процессоры с двумя ядрами, в частности Intel Core 2 Duo на ядре Conroe и Athlon64X2 на базе микроархитектуры K8.

В ноябре 2006 года вышел первый четырёхъядерный процессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе. Двухядерность поцессоров включает такие понятия, как наличие логических и физических ядер: например двухядерный процессор Intel Core Duo состоит из одного физического ядра, которое в свою очередь разделено на два логических. Процессор Intel Core 2 Duo состоит из двух физических ядер, что существенно влияет на скорость его работы.

10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырёхьядерные процессоры для серверов AMD Quad-Core Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barсelona[1]. 19 ноября 2007 вышел в продажу четырёхьядерный процессор для домашних компьютеров AMD Quad-Core Phenom[2]. Эти процесоры реализуют новую микроархитектуру K8L (K10). 27 сентября 2006 года Intel продемонстрировала прототип 80-ядерного процессора[3]. Предполагается, что массовое производство подобных процессоров станет возможно не раньше перехода на 32-нанометровый техпроцесс, а это в свою очередь ожидается к 2010 году.

Этапы выполнения цикла комманд:

процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса, и отдаёт памяти команду чтения;

выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных, и сообщает о готовности;

процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её;

если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды;

снова выполняется с первого пункта.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42634. СТВОРЕННЯ ТА РЕДАГУВАННЯ ПРОГРАМ В ІНТЕГРОВАНИХ СЕРЕДОВИЩАХ ПРОГРАМУВАННЯ 72 KB
  Сьогодні існує широкий набір інтегрованих середовищ програмування які обирає програміст в залежності від мови програмування що він використовує для створення програми. Основними командами даної опції є Open відкриття існуючого файлу New створеня нового файлу для редагування Sve Sve s Sve ll збереження файлу що знаходиться в редакторі на диску з поточною чи новою позначкою або збереження всіх відкритих файлів чи файлів програми та Quit вихід. Для редагування тексту програми використовуються наступні клавіші і комбінації...
42635. Арифметико-логічні основи функціонування компютера 106 KB
  Правила виконання арифметичних операцій над числами з фіксованою крапкою. Завдання 1 Згідно номера варіанта який співпадає з номером студента за списком запишіть десяткові числа 100№ зі знаком плюс та знаком мінус. Обчисліть двійковий код додатнього числа перетворіть отриманий код у вісімкову та шістнадцяткову системи числення виконайте перевірку. Зразок...
42636. Дослідження базових схем підсилюваньних каскадів на біполярних транзисторах 299.5 KB
  Re эмиттерное сопротивление Rl R2 резисторы делителя задающего режим каскада по постоянному току. Особенностью классической схемы каскада с ОБ рис. Для каскада с ОБ: Для каскада с ОЭ: Для каскада с ОК: Проектирование усилителя начинается с определения режима транзистора по постоянному току который называют статическим режимом. В зависимости от тока коллектора транзистора и величины падения напряжения на электродах транзистора усилительного каскада а также от амплитуды входного сигнала различают следующие режимы усиления: режим А;...
42637. ДОСЛİДЖЕННЯ СТАРТСТОПНОГО ТЕЛЕГРАФНОГО ЗВЯЗКУ КОДОМ МТК-2 254.5 KB
  Ознайомитися з особливостями стартстопних кодових комбінацій міжнародного телеграфного коду МТК2. 7 00111 Латиниця 31 11111 N Н 6 00110 Цифри 27 11011 O О 9 3 00011 Пробіл 4 00100 P П 0 13 01101 Кирилиця 0 00000 Символьне повідомлення передавання і приймання якого необхідно здійснити за допомогою стартстопного телеграфного зв’язку кодом МТК2 задане індивідуально кожному студенту і у табл.2 зазначено: порядковий номер студента № тривалості стартового...
42638. ДОСЛІДЖЕННЯ БІТОВИХ ОПЕРАЦІЙ, ЛОГІЧНИХ ТИПІВ, ЛОГІЧНИХ ОПЕРАЦІЙ ТА ОПЕРАЦІЙ ВІДНОШЕННЯ 163 KB
  Бітові операції дозволяють обробляти цілі дані за допомогою операцій з їх бітовою структурою. Будь-які дані представляються у пам’яті комп’ютеру як ланцюг бітів. Біт – це число, яке може мати тільки одне з двох значень – „0” або „1”.Таблиця 5 № варіанта Мова Операції Значення УЛО1 УЛО2 УЛО3 ОВ1 ОВ2 БЛО B C D Паскаль NOT NOT ND = 7 2 56 56 67 100 46 78 Ci ^ == = 6 2 7 14 7 7 24 1 Паскаль NOT NOT OR = = 3.12 Паскаль NOT ND = = 4 4 23.3 4 Паскаль NOT NOT XOR = 64 15.2 Паскаль NOT ND = = 55 55 12 45 6 10 12 59 Ci ^ = ^ 17.
42639. ДОСЛІДЖЕННЯ ВКАЗІВНИХ ТИПІВ ДАНИХ 71.5 KB
  Значення змінної покажчика може бути присвоєно іншому покажчикові якщо їх типи є ідентичними. Покажчикові може бути присвоєно пусте значення null яке вказує на абстрактний неіснуючий об’єкт. Розіменування дозволяє отримати доступ до значення об’єкту на якій вказує покажчик. Розмір значення змінної залежить від її типу.
42640. Аналітичні обчислення у середовищі MathCad 45.5 KB
  Мета: Ознайомитися з аналітичним обчисленням у середовищі MthCd. Обладнання: ПК ПЗ MthCd Хід роботи Індивідуальне завдання. Варіант 10 Висновок: Ознайомилася з аналітичним обчисленням у середовищі MthCd.
42641. Хлебопекарное предприятие малой мощности 761.5 KB
  Малое и среднее хлебопечение – динамично развивающийся сектор экономики. Возросшая конкуренция на рынке хлебобулочных изделий заставляет предпринимателей интенсивно заниматься улучшением качества продукции, что невозможно без внедрения новых видов оборудования и технологий.
42642. ДОСЛІДЖЕННЯ БЛОЧНОЇ ОРГАНІЗАЦІЇ ПРОГРАМ, СТРАТЕГІЙ РОЗПОДІЛУ ПАМ'ЯТІ 71 KB
  Статичні програмні об’єкти існують весь час життя програми та доступні в тій частині програми, в якій вони описані. Статичними програмними об’єктами у мові Pascal є всі об’єкти, які об’являються у секції Var головної програми (зовнішній блок) або як типізовані константи. У мові С статичні об’єкти об’являються з позначенням „static”.