Как называются группы процессоров имеющих ограниченную совместимость на программном уровне
64-разрядные версии Windows 7 и Windows Server 2008 R2 и более поздних версий Windows поддерживают более 64 логических процессоров на одном компьютере. Эта функция недоступна в 32-разрядных версиях Windows.
Системы с более чем одним физическим процессором или системами с физическими процессорами, имеющими несколько ядер, предоставляют операционной системе несколько логических процессоров. Логический процессор — это одна логическая вычислительная система с точки зрения операционной системы, приложения или драйвера. Ядро — это одна единица процессора, которая может состоять из одного или нескольких логических процессоров. Физический процессор может состоять из одного или нескольких ядер. Физический процессор аналогичен пакету процессора, сокету или ЦП.
Поддержка систем, имеющих более 64 логических процессоров, основана на концепции группы процессоров, которая является статическим набором до 64 логических процессоров, который рассматривается как единая сущность планирования. Нумерация групп процессоров начинается с 0. Системы с менее чем 64 логическими процессорами всегда имеют одну группу, равную 0.
Windows server 2008, Windows Vista, Windows Server 2003 и Windows XP: группы процессоров не поддерживаются.
При запуске системы операционная система создает группы процессоров и назначает логические процессоры группам. Если система поддерживает горячее добавление процессоров, операционная система предоставляет пространство в группах для процессоров, которые могут поступать во время работы системы. Операционная система уменьшает количество групп в системе. Например, система с 128 логических процессоров будет иметь две группы процессоров с 64 процессоров в каждой группе, а не четыре группы с 32 логических процессоров в каждой группе.
Для повышения производительности операционная система учитывает физическую локализацию при назначении логических процессоров группам. Все логические процессоры в ядре, а также все ядра физического процессора назначаются одной группе, если это возможно. Физические процессоры, физически близкие друг к другу, назначаются одной группе. Узел NUMA назначается одной группе, если емкость узла не превышает максимальный размер группы. Дополнительные сведения см. в разделе Поддержка NUMA.
В системах с 64 или менее процессорами существующие приложения будут правильно работать без изменений. Приложения, которые не вызывают никаких функций, использующих маски соответствия процессоров или номера процессоров, будут правильно работать на всех системах, независимо от числа процессоров. Для правильной работы в системах с более чем 64 логическими процессорами может потребоваться изменение следующих типов приложений:
- Приложения, которые управляют, обслуживают или отображают сведения о процессоре для всей системы, должны быть изменены для поддержки более чем 64 логических процессоров. примером такого приложения является Windows диспетчер задач, который отображает рабочую нагрузку каждого процессора в системе.
- Приложения, для которых важна производительность, и которые могут эффективно масштабироваться за пределами 64 логических процессоров, должны быть изменены для работы в таких системах. Например, изменения могут быть полезны для приложений базы данных.
- Если приложение использует библиотеку DLL, которая содержит структуры данных для каждого процессора, а библиотека DLL не была изменена для поддержки более 64 логических процессоров, все потоки в приложении, которые вызывают функции, экспортированные библиотекой DLL, должны быть назначены одной группе.
По умолчанию приложение ограничено одной группой, что должно обеспечить достаточную вычислительную мощность для обычного приложения. Операционная система изначально назначает каждый процесс для одной группы циклическим перебором по группам в системе. Процесс начинает выполнение, назначенное одной группе. Первый поток процесса изначально выполняется в группе, которой назначен процесс. Каждый созданный поток назначается той же группе, что и создавший его поток.
Приложение, которое требует использования нескольких групп для выполнения на более чем 64 процессорах, должно явно определить место выполнения своих потоков и отвечает за присвоение процессору потоков соответствия требуемым группам. Флаг наследования _ родительского _ сходства можно использовать для указания родительского процесса (который может отличаться от текущего процесса), из которого создается сходство для нового процесса. Если процесс выполняется в одной группе, он может считывать и изменять его сходство с помощью жетпроцессаффинитимаск и сетпроцессаффинитимаск , пока остается в той же группе. При изменении сходства процесса к его потокам применяется новое сходство.
Сходство потоков можно указать при создании, используя расширенный атрибут _ _ _ _ сходства группы атрибутов потока с функцией креатеремотесреадекс . После создания потока его сходство можно изменить, вызвав сетсреадаффинитимаск или сетсреадграупаффинити. Если поток назначен другой группе по сравнению с процессом, сходство процесса обновляется, чтобы включить сходство потока, и процесс становится многогрупповым процессом. Дальнейшие изменения сходства должны выполняться для отдельных потоков. Сопоставление нескольких групповых процессов нельзя изменить с помощью сетпроцессаффинитимаск. Функция жетпроцессграупаффинити извлекает набор групп, которым назначен процесс и его потоки.
Чтобы указать сходство для всех процессов, связанных с объектом задания, используйте функцию сетинформатионжобобжект с классом сведений жобобжектграупинформатион или жобобжектграупинформатионекс .
Логический процессор определяется по номеру группы и его номеру процессора относительно группы. Он представляется структурой _ номеров процессоров . Числовые номера процессоров, используемые устаревшими функциями, относительные группы.
Описание изменений архитектуры операционной системы, поддерживающих более 64 процессоров, см. в техническом документе , поддерживающем более 64 процессоров.
Список новых функций и структур, поддерживающих группы процессоров, см. в разделе новые возможности процессов и потоков.
поведение, начиная с Windows 11 и Windows Server 2022
начиная с Windows 11 и Windows Server 2022, больше не существует, что приложения по умолчанию ограничены одной группой процессоров. Вместо этого процессы и их потоки имеют сходства процессоров, которые по умолчанию охватывают все процессоры в системе в нескольких группах на компьютерах с более чем 64 процессорами.
чтобы приложения автоматически могли использовать преимущества всех процессоров на компьютере с более чем 64 процессорами, начиная с Windows 11 и Windows Server 2022, операционная система по умолчанию изменила операционную систему, чтобы процессы и их потоки занимали все процессоры в системе по всем группам процессоров. Это означает, что для доступа к нескольким группам процессоров приложениям больше не нужно явно задавать сходства своих потоков.
В целях совместимости операционная система использует новое понятие первичной группы как для процессов, так и для потоков. Каждому процессу назначается основная группа при создании, и по умолчанию все ее основные группы потоков одинаковы. Идеальный процессор для каждого потока находится в основной группе потока, поэтому потоки должны быть запланированы для процессоров в своей основной группе, но их можно запланировать для процессоров любой другой группы. Сходство API, которые не поддерживают группирование или работают в одной группе, неявно используют основную группу в качестве группы обработчиков процессов или потоков; Дополнительные сведения о новых поведениях см. в разделах "Примечания" для следующих разделов.
Приложения могут использовать наборы ЦП для эффективного управления сходством процесса или потока по нескольким группам процессоров.
42.Процессоры с расширенной системой команд (или CISC-процессоры) име-ют…
- широкий набор системных команд
- длинную формальную запись команды (в байтах)
- высокую среднюю продолжительность исполнения одной команды, измеренную в тактах работы процессора
- относительно малый набор системных команд
- короткую формальную запись команды (в байтах)
- малую среднюю продолжительность исполнения одной команды, измерен-ную в тактах работы процессора
43.Процессоры с сокращенной системой команд (или RISC-процессоры) име-ют…
- широкий набор системных команд
- длинную формальную запись команды (в байтах)
- высокую среднюю продолжительность исполнения одной команды, измеренную в тактах работы процессора
- относительно малый набор системных команд
- короткую формальную запись команды (в байтах)
- малую среднюю продолжительность исполнения одной команды, измерен-ную в тактах работы процессора
44. Два процессора полностью совместимы на программном уровне, если они…
- имеют одинаковую систему команд
- выпущены одной и той же фирмой
- выпущены в один год
- могут выполнить одну и ту же программу
- имеют одинаковую тактовую частоту
45. Как называются группы процессоров, имеющих ограниченную совмести-мость на программном уровне?
- Типы процессоров
- Семейства процессоров
- Группы процессоров
- Марки процессоров
- Системы команд процессоров
46. Что не относится к основным параметрам процессоров?
- Рабочее напряжение
- Разрядность процессора
- Рабочая тактовая частота
- Масса процессора
- Размер кэш-памяти
47. Какую тенденцию имеет рабочее напряжение процессоров персональных компьютеров?
- По мере развития процессоров происходит постепенное понижение рабочего напряжения
- По мере развития процессоров происходит постепенное повышение рабочего напряжения
- Рабочее напряжение процессоров остаётся неизменным уже многие годы
- Никакой закономерности в изменении рабочего напряжения нет
- Рабочее напряжение повышается с повышением тактовой частоты процессора
48. Если собственная частота материнской платы 466 МГц, а коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты 4,5, то тактовая частота процессо-ра…
- 103 МГц
- 466 МГц
- 1,7 ГГц
- 2,1 ГГц
- 4,66 ГГц
49. Если тактовая частота процессора 1,8 ГГц, а коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты 6,5, то собственная частота материнской платы…
- 166 МГц
- 180 МГЦ
- 277 МГц
- 1,8 ГГц
- 11,7 ГГц
50. Что такое кэш-память?
- Буферная область внутри процессора
- Разрядность процессора
- ПЗУ
- Регистры процессора
- Разновидность видеопамяти
51. Как различают оперативную память по физическому принципу действия?
- Видеопамять и кэш-память
- Оперативная память и видеопамять
- ПЗУ и ОЗУ
- Оперативная память и кэш-память
- Динамическая память и статическая память
52. На какой элементной базе основано действие динамической памяти?
- На микроконденсаторах
- На полупроводниковых диодах
- На миниатюрных катушках индуктивности
- На микрорезисторах
- На триггерах
53. На какой элементной базе основано действие статической памяти?
- На микроконденсаторах
- На полупроводниковых диодах
- На миниатюрных катушках индуктивности
- На микрорезисторах
- На триггерах
54. Какими бывают модули оперативной памяти конструктивно?
- Модули видеопамяти и кэш-памяти
- Модули оперативной памяти и видеопамяти
- Однорядные и двухрядные модули
- Модули оперативной памяти и кэш-памяти
- Модули динамической памяти и статической памяти
55. В качестве чего используются микросхемы статической памяти?
- В качестве видеопамяти
- В качестве оперативной памяти
- В качестве ПЗУ
- В качестве кэш-памяти
- В качестве оперативной памяти и кэш-памяти
Магистрально-модульная организация компьютера
1. Как называется группа линий связи для обмена данными между несколькими устройствами компьютера?
2. Как называется группа линий связи, по которой передаются служебные сигналы для организации обмена данными?
а) шина данных
б) шина адреса
в) шина управления
3. Как называются правила обмена данными по шине?
4. Как называется электронная схема для управления внешним устройством и простейшей предварительной обработки данных?
5. Отметьте все правильные утверждения о принципе открытой архитектуры.
а) описание параметров шины открыто для всех
б) все могут разрабатывать устройства, удовлетворяющие стандарту
в) в компьютере есть стандартные разъёмы для подключения устройств
г) любые новые устройства можно подключить к компьютеру
д) для каждого нового устройства нужно установить драйвер
6. Определите, о каком способе обмена данными с внешним устройством идет речь: «Достоинства: 1) простота; 2) не нужно дополнительное оборудование. Недостаток: большие потери времени работы процессора.»
а) программно управляемый ввод/вывод
б) обмен по прерываниям
в) прямой доступ к памяти
7. Определите, о каком способе обмена данными с внешним устройством идет речь: «Обмен данными происходит по запросу внешнего устройства, при этом процессор выполняет специальную подпрограмму».
а) программно управляемый ввод/вывод
б) обмен по прерываниям
в) прямой доступ к памяти
8. Определите, о каком способе обмена данными с внешним устройством идет речь: «Обмен данными запускается центральным процессором, а далее полностью управляется контроллером внешнего устройства».
а) программно управляемый ввод/вывод
б) обмен по прерываниям
в) прямой доступ к памяти
9. Как называется временная приостановка основной программы для обработки запроса от внешнего устройства?
Процессор
1. Какие блоки входят в состав процессора?
а) арифметико-логическое устройство
б) устройство управления
в) регистры
г) контроллеры
д) постоянное запоминающее устройство
2. Отметьте все функции арифметико-логического устройства (АЛУ).
а) выполнение вычислений
б) анализ результата
в) определение местоположения данных
г) расшифровка команд
д) загрузка данных в регистры
3. Отметьте все функции устройства управления (УУ).
а) выполнение вычислений
б) анализ результата
в) определение местоположения данных
г) расшифровка команд
д) загрузка данных в регистры
4. Что хранится в регистре состояния процессора?
а) свойства результата последней операции
б) температура процессора
в) результат последней операции
г) степень загруженности процессора
д) результат проверки памяти
5. Как называется элементарное действие, из которых состоит каждая машинная команда?
6. Как называется интервал между двумя соседними управляющими импульсами, поступающими в процессор?
7. Сколько бит помещается в регистр AX в процессорах семейства Intel?
8. Как называется характеристика процессора, которая определяет количество тактовых импульсов за 1 секунду?
9. Как называется характеристика процессора, определяющая максимальное количество двоичных разрядов, которые процессор способен обработать за одну команду.
10. Отметьте все правильные утверждения.
а) тактовая частота полностью определяет быстродействие процессора
б) разрядность процессора обычно определяют как размер регистров
в) при тактовой частоте 4 ГГц процессор выполняет 4 млрд микрокоманд в секунду
г) разрядность шины адреса определяет максимальный объём памяти
д) разрядности шины данных и шины адреса всегда совпадают
11. Выберите правильное окончание фразы «RISC-процессор — это процессор с . ».
а) сокращенным набором команд
б) полным набором команд
в) рискованным набором команд
г) изменённым набором команд
12. Как называются данные, необходимые для выполнения некоторой команды процессора?
Магистрально-модульная организация компьютера:
1) шина;
2) шина управления;
3) протокол;
4) контроллер;
5) абвд;
6) программно управляемый ввод/вывод;
7) обмен по прерываниям;
8) прямой доступ к памяти;
9) прерывание.
Процессор - основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ.
С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.
Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим процессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовместимы или ограниченно совместимы на программном уровне.
Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейства процессоров. Так, например, все процессоры Intel Pentium относятся к так называемому семейству х86. Родоначальником этого семейства был 16-разрядный процессор Intel 8086, на базе которого собиралась первая модель компьютера IBM PC. Впоследствии выпускались процессоры Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, Intel Pentium 60,66,75,90,100,133; несколько моделей процессоров Intel Pentium MMX, модели Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Celeron, Intel Xeon, Intel Pentium III. В настоящее время компания Intel выпускает процессоры Pentium IV. Все эти модели, и не только они, а также некоторые модели процессоров компаний AMD и Cyrix относятся к семейству х86 и обладают совместимостью.
Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры х86 были 16-разрядными. Начиная с процессора 80386 они имеют 32-разрядную архитектуру. Большинство современных процессоров остаются 32-разрядными. Применение 64-разрядных процессоров пока носит ограниченный характер, но в ближайшие годы следует ожидать массовое внедрение таких процессоров.
Тактовая частота - основной параметр, определяющий быстродействие процессора. Тактовая частота измеряется в МГц. Для современных процессоров тактовая частота достигает 2800 МГц.
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область - так называемую кэш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память.
Процессоры с расширенной и сокращенной системой команд
Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы процессора. Так, например, система команд процессоров Intel Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной системой команд — CISC-процессорами (CISC — Complex Instruction Set Computing).
В противоположность CISC-процессорам в середине 80-х годов появились процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC — Reduced Instruction Set Computing). При такой архитектуре количество команд в системе намного меньше, и каждая из них выполняется намного быстрее. Таким образом, программы, состоящие из простейших команд, выполняются этими процессорами много быстрее. Оборотная сторона сокращенного набора команд состоит в том, что сложные операции приходится эмулировать далеко не эффективной последовательностью простейших команд сокращенного набора.
В результате конкуренции между двумя подходами к архитектуре процессоров сложилось следующее распределение их сфер применения:
CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах;
RISC-процессоры используют в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций.
Для персональных компьютеров платформы IBM PC долгое время выпускались только CISC-процессоры, к которым относятся и все процессоры семейства Intel Pentium. Однако в последнее время компания AMD приступила к выпуску процессоров семейства AMD-K6, в основе которых лежит внутреннее ядро, выполненное по RISC-архитектуре, и внешняя структура, выполненная по архитектуре CISC. Таким образом, сегодня появились процессоры, совместимые по системе команд с процессорами х86, но имеющие гибридную архитектуру.
Совместимость процессоров
Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим процессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовместимы или ограниченно совместимы на программном уровне.
Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейства процессоров. Так, например, все процессоры Intel Pentium относятся к так называемому семейству х86. Родоначальником этого семейства был 16-разрядный процессор Intel 8086, на базе которого собиралась первая модель компьютера IBM PC. Впоследствии выпускались процессоры Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, Intel Pentium 60, 66, 75, 90, 100, 133; несколько моделей процессоров Intel Pentium MMX, модели Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Celeron, Intel Xeon, Intel Pentium III и другие. Все эти модели, и не только они, а также многие модели процессоров компаний AMD и Cyrix относятся к семейству х86 и обладают совместимостью по принципу «сверху вниз».
Принцип совместимости «сверху вниз» — это пример неполной совместимости, когда каждый новый процессор «понимает» все команды своих предшественников, но не наоборот. Это естественно, поскольку двадцать лет назад разработчики процессоров не могли предусмотреть систему команд, нужную для современных программ. Благодаря такой совместимости на современном компьютере можно выполнять любые программы, созданные в последние десятилетия для любого из предшествующих компьютеров, принадлежащего той же аппаратной платформе.
Основные параметры процессоров
Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Ранние модели процессоров х86 имели рабочее напряжение 5В. С переходом к процессорам Intel Pentium оно было понижено до 3,3В, а в настоящее время оно составляет менее 3В. Причем ядро процессора питается пониженным напряжением 2,2В. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры х86 были 16-разрядными. Начиная с процессора 80386 они имеют 32-разрядную архитектуру. Современные процессоры семейства Intel Pentium остаются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).
В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур, задающий такты строго определенной частоты. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77МГц, а сегодня рабочие частоты некоторых процессоров уже превосходят 500 миллионов тактов в секунду (500МГц).
Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем. По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет 100-133МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и более.
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область — так называемую кэш-память. Это как бы «сверхоперативная память». Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память. Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор заносит его одновременно и в кэш-память. «Удачные» обращения в кэш-память называют попаданиями в кэш. Процент попаданий тем выше, чем больше размер кэш-памяти, поэтому высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш-памяти.
Нередко кэш-память распределяют по нескольким уровням. Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт. Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле. Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.
Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.
Читайте также: