Процессоры

В составе процессора имеются арифметико-логическое устройство (АЛУ) и блок управления. Процессор характеризуется тактовой частотой, внутренней и внешней разрядностью, архитектурой и набором команд. В процессор по шине данных поступают исходные и выходят обработанные данные, а по адресной шине – осуществляется связь с нужными ячейками памяти, где расположены команды программы и данные. И команды и данные должны находиться в оперативной памяти.

в 1971 году первых микрокомпьютеров на 4-х разрядном процессоре Intel 4004. В настоящее время процессоры строятся на основе 2-х или 4-х ядер, т.е. состоят из двух или четырех процессоров в одной микросхеме. Примерами являются процессоры Core Duo и Core Quadro.

Архитектура микропроцессора описывает систему адресации памяти, организацию стековой (безадресной) памяти, перечень внутренних регистров, список команд и типы обрабатываемых процессором данных. В общем случае может быть 4 принципиально различных типа: числовые, логические, символьные и адресные данные. Любой процессор должен выполнять арифметические команды над целочисленными данными, логические команды, команды считывания и пересылки данных, команды передачи управления (команды условных и безусловных переходов).Важным понятием при работе процессора является прерывание.

Это сигнал, поступающий в процессор при возникновении какой-либо события, чаще всего не связанного с работой самого процессора. Прерывания классифицируются как аппаратные (ошибки работы памяти, прерывания от внешних устройств – например, нажатие на клавишу клавиатуры), логические (запрещенная операция в самом процессоре - например, деление на ноль) и программные (специально вырабатываемые выполняемой программой чтобы вызвать нужные подпрограммы). Отдельные типы прерываний могут быть на некоторое время замаскированы - т.е. их появление не прерывает выполнение текущей программы, пока маска не будет снята. Конечно, сбои работы аппаратуры замаскированы быть не могут!

16)Оперативная память, как часть внутренней памяти ЭВМ.

Одним из важнейших параметров процессора является размер внешней адресной шины (ее разрядность). Эта величина определяет теоретический объем непосредственно адресуемой оперативной памяти. Если шина адреса - 16 разрядов, адресное пространство равно 2 в степени 16, т.е. 65536 байт. Для 24-х разрядной шины доступны уже 16 мегабайт, для 32-х разрядной - 4 гигабайта памяти.

Производительность процессора определяется в первую очередь тактовой частотой и разрядностью внутренней шины. Если тактовая частота, задаваемая кварцевым генератором, расположенным на материнской плате за время развития новых поколений процессоров выросла с 4.77 МГц (у первой ПЭВМ IBM PC c Intel8088) до 4 ГГц (у Pentium). За то же время разрядность процессора выросла с 8 до 64 разрядов.

Быстродействие процессоров измеряется несколькими способами. Одной из таких характеристик выступает количество MIPS (миллионов коротких операций в секунду). У IBM PC эта величина составляла примерно 0.3, до 2 тысяч MIPS (у 64-х разрядной версии P7).Для ускорения работы процессора с реальными программами, внутри процессора стали размещать небольшую сверхбыструю память - " кэш", команды и данные из которой выбираются значительно быстрее, чем из оперативной памяти. В современных процессорах внутренний кэш может достигать 1 Мбайт и более.