Микропроцессоры. Структура микропроцессора и его основные характеристики

Микропроцессор — это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех остальных блоков и выполнения арифметических и логических операций над информацией. Микропроцессор выполняет следующие основные функции: 1. чтение и дешифрацию команд из основной памяти; 2. чтение данных из основной памяти и регистров адаптеров внешних устройств; 3. прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств; 4. обработку данных и их запись в основную память и регистры адаптеров внешних устройств; 5. выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера. В состав микропроцессора входят следующие устройства. 1. Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией. 2. Устройство управления координирует взаимодействие различных частей компьютера. Выполняет следующие основные функции: o формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполнения различных операций; o формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера; o получает от генератора тактовых импульсов обратную последовательность импульсов. 3. Микропроцессорная память предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Микропроцессорная память строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера, так как основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.

С точки зрения покупки процессора, было бы интересно взглянуть на характеристики процессора и разобраться чем же одни из них лучше других. Итак, основных характеристик влияющих на производительность процессора четыре: 1. Тактовая частота процессора – количество выполняемых тактов процессором в секунду. Единица измерения – МГц (мегагерц). Именно постепенное увеличение этой характеристики позволяло производителям процессоров наращивать их мощность. Самый дешевый способ увеличения мощности – это повышение тактовой частоты процессора. Но этот способ повышения производительности процессора практически исчерпал себя. Потому что при повышении частоты – повышается и энергопотребление процессора, что ведет к постоянному увеличению мощности охлаждающей системы, а это в свою очередь, еще увеличивает энергопотребление. Да и температурные возможности кремния как химического элемента, на основе которого производятся процессоры, тоже ограничены. Современные процессоры работают на частоте превышающей 3 МГц. А начиналось все с 0, 108 МГц. За 30 лет процессоры стали мощнее в 27 750 раз! 2. Объем кэш-памяти процессора – объем собственной памяти процессора. Единица измерения – Мб (мегабайт). Обработка данных производится процессором в регистрах. Но сами данные находятся на жестком диске компьютера, откуда они попадают в оперативную память компьютера, затем в кэш-память процессора, и уже из нее в сами регистры. Чем больше данных процессор может хранить в собственной памяти – тем реже ему приходится обращаться к оперативной памяти компьютера, что увеличивает производительность системы. В данной памяти хранятся наиболее часто используемые данные. Современные процессоры содержат до 10 Мб кэш-памяти. 3. Частота шины – это скорость передачи данных за такт. Измеряется в б/с (количество байт информации в секунду). Современные шины способны на пропуск информации на скорости до 8 Гб/с. Высокая скорость передачи данных шины обеспечивает возможность быстрого получения процессором и устройствами компьютера необходимой информации и команд. 4. Ядра. А точнее их количество. Ну и конечно же, количество ядер в процессоре. Сейчас в продажах в основном процессоры с 2 и 4 ядрами. Двуядерный процессор означает, что в одной микросхеме размещено два процессора. Но купить двуядерный процессор не значит увеличить производительность в два раза. Потому что двуядерные процессоры предполагают использование приложений, написанных под архитектуру процессора с учетом его многопроцессорности (извиняюсь за каламбур). Но даже при работе на многоядерном процессоре, в приложениях не использующих технологию многопроцессорности, повышение производительности достигается путем увеличения скорости одновременной работы нескольких приложений. Многоядерность процессора позволяет реализовать функцию многозадачности и распределять работу приложений между ядрами процессора, что позволяет одновременно работать с несколькими приложениями значительно быстрее.

Данная страница нарушает авторские права?

© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.