Состав и характеристики процессора

ПЛАН

1. Процессор.

2. Основные характеристики процессора

1) тактовая частота

2) разрядность процессора

3) производительность процессора

• Выполняет арифметические и логические операции.
• Формирует управляющие сигналы ко всем устройствам компьютера.

Процессор - CPU — central processing unit — центральное процессорное устройство.

• Центральный процессор в общем случае содержит в себе:

• арифметико-логическое устройство;
• шины данных и шины адресов;
• регистры;
• счетчики команд;
• кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);
• математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.

МИКРОПРОЦЕССОРЫ

• Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.
• Вот как выглядит микропроцессор Pentium III:

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОРА

• Тактовая частота
• Разрядность процессора

• Производительность процессора

Тактовая частота — величина, показывающая, сколько элементарных операций — тактов микропроцессор выполняет за одну секунду.

Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) (1 МГц = 1 млн. тактов в секунду)

РАЗРЯДНОСТЬ ПРОЦЕССОРА

• Разрядность процессора - это количество двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно.
• Часто уточняют разрядность процессора и пишут, например, 16/20, что означает, что процессор имеет 16-разрядную шину данных и 20-разрядную шину адреса.
• Современный процессор Pentium 4 имеет разрядность 64/36, то есть одновременно процессор обрабатывает 64 бита, а адресное пространство составляет 68 719 476 736 байт = 64 Гигобайт.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССОРА ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОРА

• Производительность процессора является интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти и др.).
• Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования, т. е. определения скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде.

УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССОРОВ

• Увеличение производительности процессоров может достигаться различными путями.
• В частности, за счет введения дополнительных базовых операций.
• Так, в процессорах Pentium ММХ достигается большая производительность при работе с мультимедиа-приложениями (программами для обработки графики, видео и звука).

Тип процессора

8086

Частота (МГц)

4—12

80286

Разрядность шины данных

Разрядность шины адреса

16

8—20

80386

Адресное пространство

20

80486

16

25—40

1 Мб

24

32

33—100

Pentium

32

32

16 Мб

75—200

Pentium II

4 Г6

32

64

200—300

Pentium III

4 Г6

450-1000

32

64

Pentium IV

1000-3100

36

64

4 Г6

36

64 Г6

64

64 Г6

36

64 Г6

МНОГОПРОЦЕССОРНАЯ АРХИТЕКТУРА

• В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называются многопроцессорными.

• Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и несколько процессоров.