Функциональные узлы ПК. Устройства обработки информации.

Устройства обработки информации.

(микропроцессор)

- осуществляет операции по обработке информации и управляет работой остальных устройств. Находится в центре материнской платы – «мозг ПК». Представляет собой микросхему с большим числом транзисторов, имеющую прямоугольную форму. Как правило, 4*6 см.

Состоит из:

1. АЛУ (арифметическое и логическое устройство). Служит для выполнения арифметических и логических действий над информацией. Иногда называют ядром микропроцессора.

2. Сопроцессор – устройство, ускоряющее работу процессора при выполнении математических вычислений.

3. Кэш-память – высокоскоростная память произвольного доступа, используемая процессором для временного хранения информации. Она увеличивает производительность микропроцессора. Бывает двух уровней:

· Кэш-память первого уровня – это небольшая сверхбыстрая память, предназначенная для хранения наиболее часто используемых команд или данных. Измеряется в килобайтах.

· Кэш-память второго уровня. Помедленнее, зато больше. Около 24 Мб. Так как обработка данных микропроцессором происходит гораздо быстрее, чем обмен данными между ОЗУ и процессором. И, чтобы процессор не простаивал, он выбирает из ОЗУ новую порцию информации и помещает в кэш-память.

4. УУ (устройство управления) – это узел микропроцессора, выполняющий управление прочими компонентами.

Основные характеристики микропроцессора:

1. Тактовая частота. Указывает сколько электронных импульсов (тактов) вырабатывает за одну секунду тактовый генератор. Сегодня 2-5 гигагерц.

2. Разрядность. Это количество разрядов или бит информации, которые микропроцессор обрабатывает за один такт. Сегодня 32- и 64-разрядные.

3. Тип микропроцессора (двуядерные, четырёхядерные).

4. Быстродействие. Это количество операций в секунду. Сегодня 10-100 миллиардов операций в секунду.

Первый микропроцессор был создан в 1971 год фирмой Intal. Был четырёхразрядный, с тактовой частотой 75 килогерц, с быстродействием 60 операций в секунду.

В начале 70-х годов был сформирован закон Мура: «число транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые 18 месяцев». Он действует и сегодня.

За счёт чего может увеличиваться мощность ПК:

1. За счёт увеличения числа транзисторов, содержащихся в микропроцессоре.

1993 год – 3 миллиона транзисторов. 1996 год – 1 миллиард. 1997 год – более двух миллиардов. Этот процесс не может быть бесконечным => появляются новые технологии: а) молекулярные ПК; б) ПК на базе молекул ДНК; в) квантовые ПК.

2. За счёт изменения технологии работы процессоров (двух-, четырёхядерные), что достигается за счёт параллельной обработки данных.