Процессор и его характеристики урок 1 какой термин в большей мере отражает суть работы процессора
Важнейший компонент любого компьютера — его процессор (микропроцессор) — программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или сверхбольших интегральных схем.
В состав процессора входят следующие компоненты:
§ устройство управления — формирует и подает во все элементы ПК в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций;
§ арифметическо-логическое устройство (АЛУ) — предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией;
§ сопроцессор — дополнительный блок, необходимый для сложных математических вычислений и при работе с графическими и мультимедийными программами;
§ регистры общего назначения — быстродействующие ячейки памяти, используемые в основном как различные счетчики и указатели на адресное пространство ПК, обращение к которым позволяет значительно увеличить быстродействие выполняемой программы;
§ кэш-память — блок высокоскоростной памяти для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, обрабатываемой в данный момент времени или используемой в вычислениях. Это позволяет повысить производительность процессора;
§ шина данных — интерфейсная система, реализующая обмен данными с другими устройствами ПК;
§ генератор тактовых сигналов (импульсов);
§ контроллер прерываний;
Основными характеристиками процессора являются:
Тактовая частота — количество элементарных операций (тактов), которые процессор выполняет в одну секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Чем выше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. Это утверждение верно для одного поколения процессоров, поскольку в разных моделях процессоров для выполнения определенных действий надо разное количество тактов.
Разрядность — количество двоичных разрядов (битов) информации, которое обрабатывается (или передается) за один такт. Разрядность также определяет количество двоичных разрядов, которое может быть использовано в процессоре для адресации оперативной памяти.
Процессоры также характеризуются: типом процессорного «ядра» (технологией производства, определяемой толщиной минимальных элементов микропроцессора); частотой шины, на которой они работают; размером кэш-памяти; принадлежностью к определенному семейству (а также поколению и модификации); «форм-фактором» (стандартом устройства и внешнего вида) и дополнительными возможностями (например, наличием специальной системы «мультимедийных команд», предназначенных для оптимизации работы с графикой, видео и звуком).
На сегодняшний день практически все настольные IBM PC-совместимые компьютеры имеют процессоры двух основных производителей (двух семейств) — Intel и AMD.
За всю историю развития IBM PC, в семействе микропроцессоров Intel сменилось восемь основных поколений (от i8088 до Pentium IV). Кроме того, корпораця Intel выпускала и выпускает побочные поколения процессоров Pentium (Pentium Pro, Pentium MMX, Intel Celeron и др.). Поколения микропроцессоров Intel отличаются скоростью работы, архитектурой, форм-фатором и т.д. Причем в каждом поколении выпускаются различные модификации.
Конкурентом микропроцессоров Intel на сегодняшний день является семейство микропроцессоров AMD: Athlon, Sempron, Opteron (Shanghai), Phenom.
Микропроцессоры Intel и AMD не совместимы (хотя и те, и другие соответствуют IBM PC-совместимости и поддерживают одни и те же программы) и требуют соответствующие материнские платы, а иногда и память.
Для ПК типа Macintosh (Apple) производятся собственные процессоры семейства Mac.
Вся суть в том, что центральный процессор (его полное название) – как говорят, самое настоящее сердце и одновременно мозг компьютера. Пока он работает, работают и все остальные составляющие системного блока и подключенная к нему периферия. Он отвечает за обработку потоков различных данных, а также регулирует работу частей системы.
Более техническое определение можно найти в Википеди:
Центральный процессор — электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера.
В жизни ЦПУ имеет вид небольшой квадратной платы размером со спичечный коробок толщиной в несколько миллиметров, верхняя часть которого как, как правило, прикрыта металлической крышкой (в настольных версиях), а на нижней расположено множество контактов. Собственно, дабы не распинаться, посмотрите следующие фотографии:
Без команды, отданной процессором, не может быть произведена даже такая простая операция, как сложение двух чисел, или запись одного мегабайта информации. Все это требует немедленного обращения к ЦП. Что уж до более сложных задач, таких как запуск игры, или обработка видео.
К словам выше стоит добавить, что процессоры могут выполнять и функции видеокарты. Дело в том, что в современных чипах отведено место для видеоконтроллера, который выполняет все необходимые от нее функции, а как видеопамять использует ОЗУ . Не стоит думать, что встроенные графические ядра способны конкурировать с видеокартами хотя бы среднего класса, это больше вариант для офисных машин, где мощная графика не нужна, но все же потянуть что-то слабое им по зубам. Главным же достоинством интегрированной графики является цена — все же отдельную видеокарту покупать не нужно, а это существенная экономия.
Выводы
Как вы уже поняли центральный процессор компьютера играет важнейшую роль в системе. В сегодняшней статье мы с вами разобрали, что такое процессор компьютера, что такое частота процессора, какие они бывают и для чего нужны. Как сильно одни ЦП отличаются от других, какие виды процессоров бывают. Поговорили о плюсах и минусах продукции двух конкурирующих между собой кампаний. Но с какой характеристикой процессор будет стоять в вашем системном блоке решать только вам.
Существующие в настоящее время центральные процессоры (ЦП) могут различаться по множеству параметров. Существуют различные характеристики процессора, набор которых для каждой модели ЦП уникален. Абсолютно одинаковых микросхем, имеющих полностью совпадающие параметры, практически не существует.
Количество ядер центрального процессора
В настоящее время одноядерных ЦП практически не выпускается. Хотя, до сих пор эксплуатируются устаревшие модели Pentium и Celeron, имеющие только одно ядро. Большинство современных ЦП имеет их, как минимум 4. Максимальное их количество составляет 28 у ЦП Xeon от фирмы Intel и 32 у Threadripper от AMD.
Это число является важным параметром, поскольку именно оно определяет производительность ЦП в работе под многозадачной операционной системой.
Важно! В настоящее время существует дополнительная косвенная характеристика, относящаяся к числу ядер и называемая количество потоков. Поток – это минимально существующая часть кода, предназначенная для непрерывного выполнения одиночным ЦП. В большинстве случаев количество потоков в два раза больше числа ядер.
Основные характеристики процессоров
Характеристик у ЦП достаточно много, однако, главной является его набор команд или система команд. В настоящее время все ЦП для компьютеров используют систему команд, совместимую с 8086 (так называемое семейство х86). Для ЦП с 64-х битной архитектурой эта система команд расширяется дополнительным набором команд, но при этом, совместимость с х86 остаётся.
Следующей важной характеристикой ЦП является его разрядность или битность. Это число показывающее, со сколькими единичными разрядами ЦП может работать за 1 машинный цикл. Современные ЦП имеют разрядность 32 или 64 бита.
Помимо перечисленных, основными характеристиками ЦП являются:
- применяемая технология изготовления;
- используемый ЦП разъём или сокет;
- частота работы ЦП;
- наличие дополнительных ядер (как основных, так и графических);
- объём быстродействующей памяти на кристалле (кэша);
- наличие дополнительных функций.
Рассмотрим их более детально.
Как ускорить работу процессора?
Проблемная ситуация:
Вы работаете в рабочей группе, которая необходимо как можно быстрее решить какую- то задачу. Вы можете работать только в помещении 1, а исходные данные и условие задачи находится в помещении 2, причем выдача необходимой информации происходит достаточно медленно, и за этой информацией может ходить только один человек.
Ваша работа должна выполняться по следующему плану:
1. Человек идет в помещение 2 за порцией данных, необходимых для решения задачи.
2. Приносит их в помещение 1.
3. Рабочая группа быстро решает задачу и посылает за следующей информацией. При этом она бездействует в ее ожидании.
4. Человек идет в помещение 2 за следующей порцией информации.
5. Приносит их в помещение 1.
6. Рабочая группа быстро решает задачу и посылает за следующей информацией. При этом она бездействует в ее ожидании.
7. И т.д. до тех пор, пока задача не будет решена.
8. Результат решения показывает заказчику.
Подумайте и скажите, каким образом можно ускорить процесс, если вы обрабатываете информацию быстрее, чем вам ее приносят из помещения 2, в результате чего вы теряете много времени.
1. Можно ли поручить решение более «умной группе», которая решит ее гораздо быстрее.
2. Можно ли информацию из помещения 2 частично перенести в помещение 1?
3. Можно ли посылать за информацией не одного, а нескольких человек?
ИТОГ:
Только что мы смоделировали процесс ускорения работы процессора. Помещение 1- это процессор, 2- оперативная память. Главная задача ученых сделать процессоры более производительными, достигается это за счет:
- Повышение тактовой частоты (более умная рабочая группа), это саамы й очевидный путь повышения производительности;
- Повышение разрядности процессора (поручить приносить информацию из помещения 2 не одному , а нескольким людям). Чем выше разрядность (количество человек) тем больше байт он может обработать за один такт.
- Кэширование памяти. Процессор по отношению к оперативной памяти является более быстрым устройством, поэтому он вынужден постоянно простаивать, ожидая медленно работающую память. Поэтому чтобы процессор реже обращался к оперативной памяти , внутри него создают небольшой участок памяти размером (256 или 512 кбайт). Эта сверхоперативная память получила название кэш. В кэш памяти процессор записывает те данные, которые получил их из оперативной памяти, и если эти данные понадобятся еще раз, то он возьмет их из кэш. Т.о. работа процессора происходит быстрее.
Процессор является одним из тех устройств, которые должны все время работать. Процессор ПК не может быть выключен. Даже если нам кажется, что процессор ничего не делает, он на самом деле выполняет какую-нибудь программу.
Процессор работает, по сравнению с другими устройствами комп-ра с наибольшей скоростью. И самыми медленными по сравнению с ним являются внешние устройства, даже человек. Например, работая с клавой, человек отправляет в среднем один байт в секунду (1 клавиша в секунду). Процессор обрабатывает такую информацию за 0,000001 сек. А что же делает процессор в остальное время, если он не может выключаться? А в остальное время он может получать сигналы от других устройств (мыши, др. ПК, дисков и т.д.). Он успевает несколько раз в течение секунды подзарядить оперативную память, обслужить внутренние часы ПК, отдать распоряжение как правильно отображать информацию на экране, и выполнить множество прочих дел.
Практическое задание провести тестирование кэш-памяти процессора. С помощью программы CPU-Z.
1. кэш-память данных 1-го уровня
2. кэш-память команд 1-го уровня
3. кэш-память 2-го уровня
Практическое задание провести тестирование системной платы. С помощью программы EasyTune.
Кэш память центрального процессора
К основным характеристикам относится также объём кэш-памяти ЦП, то есть памяти, расположенной внутри него и работающей на той же частоте, что и сам ЦП. Быстродействие такой памяти существенно превышает быстродействие любой другой памяти, к которой относится, например, оперативная. Именно в кэш-память загружаются наиболее часто исполняемые последовательности кодов, а также в ней происходит временное хранение данных для разных потоков.
Объём кэш-памяти очень критичен для серверных задач, а также для задач, связанных с перебором большого количества данных (например, сложные математические расчёты, запросы к базам данных, хеширование при составлении блокчейнов и т.д.)
Это один из важнейших параметров ЦП серверной системы. ЦП, которые имеют большой объём кэша, иногда в 5-10 раз превосходят по производительности ЦП с большей частотой и большим количеством потоков.
Внимание! Разница в объёме кэш-памяти может быть достаточно большой. Минимальные объёмы ограничены 512 килобайтами, максимальные могут составлять десятки мегабайт.
Основные характеристики процессоров
Мы рассмотрели, что такое процессор компьютера, как он работает. Ознакомились с тем, что из себя представляют два основных их вида, время обратить внимание на их характеристики.
Итак, для начала их перечислим: бренд, серия, архитектура, поддержка определенного сокета, тактовая частота процессора, кэш, количество ядер, энергопотребление и тепловыделение, интегрированная графика. Теперь разберем с пояснениями:
- Бренд – кто производит процессор: AMD, или Intel. От данного выбора зависит не только цена приобретения, и производительность, как можно было бы предположить из предыдущего раздела, но также и выбор остальных комплектующих ПК, в частности, материнской платы. Поскольку процессоры от АМД и Интел имеют различную конструкцию и архитектуру, то в сокет (гнездо для установки процессора на материнской плате) предназначенный под один тип процессора, нельзя будет установить второй;
- Серия – оба конкурента делят свою продукцию на множество видов и подвидов. (AMD — Ryzen, FX,. Intel- i5, i7);
- Архитектура процессора – фактически внутренние органы ЦП, каждый вид процессоров имеет индивидуальную архитектуру. В свою очередь один вид можно разделить на несколько подвидов;
- Поддержка определенного сокета — очень важная характеристика процессора, поскольку сам сокет является «гнездом» на материнской плате для подсоединения процессора, а каждый вид процессоров требует соответствующий ему разъем. Собственно об этом было сказано выше. Вам либо нужно точно знать какой сокет расположен на вашей материнской плате и под нее подбирать процессор, либо наоборот (что более правильно);
- Тактовая частота – один из значимых показателей производительности ЦП. Давайте ответим на вопрос что такое тактовая частота процессора. Ответ будет простым для этого грозного термина — объем операций выполняющихся в единицу времени, измеряющийся в мегагерцах (МГц);
- Кэш — установленная прямо в процессор память, её ещё называют буферной памятью, имеет два уровня — верхний и нижний. Первый получает активную информацию, второй – неиспользуемую на данный момент. Процесс получения информации идет с третьего уровня во второй, а потом в первый, ненужная информация проделывает обратный путь;
- Количество ядер — в ЦП их может быть от одного до нескольких. В зависимости от количества процессор будет называться двухъядерных, четырех ядерным и т.д. Соответственно от их числа будет зависеть мощность;
- Энергопотребление и тепловыделение. Тут все просто – чем выше процессор «съедает» энергии, тем больше тепла он выделит, обращайте внимание на этот пункт, чтобы выбрать соответствующий кулер охлаждения и блок питания.
- Интегрированная графика – у AMD первые такие разработки появились в 2006, у Intel с 2010. Первые показывают больший результат, чем конкуренты. Но все равно, до флагманских видеокарт пока ни один из них не смог дотянуть.
Сокет
Сокет материнской платы – это разъём, в который ЦП устанавливается. Он определят число выводов ЦП, подключённых к материнской плате. В зависимости от типа сокета их число, как и их тип (ножки или контактные площадки) могут быть различными.
Как работает процессор
В предыдущем пункте было разобрано, что такое процессор и для чего он нужен. Самое время посмотреть на то, как это работает.
Деятельность ЦП можно представить последовательностью следующих событий:
- Из ОЗУ, куда загрузилась определенная программа (допустим текстовый редактор), управляющий блок процессора извлекает необходимые сведения, а также набор команд, которые обязательно нужно выполнить. Все это отправляется в буферную память (кэш) ЦП;
- Выходящая из кэш-памяти информация разделяется на два вида: инструкции и значения , которые отправляются в регистры (это такие ячейки памяти в процессоре). Первые идут в регистры команд, а вторые в регистры данных;
- Информацию из регистров обрабатывает арифметико-логическое устройство (часть ЦПУ, которая выполняет арифметические и логические преобразования поступающих данных), которое из них считывает информацию, а за тем исполняет необходимые команды над получившимися в итоге числами;
- Получившиеся результаты, разделяющиеся на законченные и незаконченные , идут в регистры, откуда первая группа отправляется в кэш-память ЦП;
- Этот пункт начнем с того, что есть два основных уровня кэша: верхний и нижний . Последние полученные команды и данные, нужные для выполнения расчетов, поступают в кэш верхнего уровня, а неиспользуемые отправляются в кэш нижнего уровня. Этот процесс идёт следующим образом — вся информация идёт с третьего уровня кэша на второй, а потом попадает на первый, с не нужными на текущий момент данными и их отправкой на нижний уровень все обстоит наоборот;
- По окончанию вычислительного цикла, конечный итог будет записан в оперативной памяти системы, для освобождения места кэш-памяти ЦП для новых операций. Но может произойти так, что буферная память будет переполнена, тогда неэксплуатируемые данные пойдут в оперативную память, или на нижний уровень кэша.
Поэтапные шаги вышеприведенных действий являются операционным потоком процессора и ответом на вопрос – как работает процессор.
Тактовая частота процессора
Тактовая частота определяет быстродействие ЦП, то есть частоту с которой он может обрабатывать команды. Она выражается в герцах; 1 герц – это тактовый импульс в секунду. У современных ЦП её значение составляет тысячи мегагерц или гигагерцы (миллиарды герц).
Графическое ядро процессора
Эту характеристику можно назвать основной условно, однако, в последнее время её уделяется всё большее внимание. Дело в том, что идея интегрированной графики не в чипсет, а в ЦП имеет массу преимуществ:
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
Поурочный план
ФИО учителя:
Количество присутствующих:
отсутствующих:
Процессор и его характеристики
Цели обучения, которые достигаются на данном уроке (ссылка на учебную программу)
8.1.1.1 – объяснять на элементарном уровне функции процессора и его основные характеристики
Изучить функции процессора и его характеристики
Критерии оценивания
Учащийся достиг цели обучения, если:
· объясняет назначение микропроцессора;
· объясняет компоненты входящие в процессор;
· объясняет характеристики процессора.
Языковые цели
Учащиеся могут:
перечислять компоненты процессора
Предметная лексика и терминология:
- CPU (Central processing unit)
Полезные фразы для диалога / письма:
- В состав процессора входит …
- Устройство управления координирует…
- Арифметико- логическое устройство выполняет …
- В регистры памяти помещаются…
Привитие ценностей
Урок направлен на привитие ценностей уважения, сотрудничества, труда и творчества что достигается за счет чередования различных видов работ с обязательным последующим коллективным обсуждением; такая форма организации урока направлена на развитие у учащихся качеств доброжелательной и коммуникабельной личности, умеющей мыслить творчески и критически. Формирование у учащихся устойчивых теоретических знаний и практических навыков по Разделу 1 Технические характеристики компьютера и сетей , позволит учащимся более эффективно и профессионально использовать средства ИКТ для решения учебных и производственных задач, с обязательной опорой на здоровьесберегающие технологии.
Межпредметные связи
Математика (двоичная система счисления), русский и английский язык (стилистика и культура речи).
Предварительные
5 класс: цель обучения 5.1.1.1 объяснять на элементарном уровне назначение процессора и жесткого диска ;
6 класс: цель обучения 6.1.1.2 объяснять взаимодействие основных устройств компьютера;
7 класс: цель обучения 7.1.1.1 описывать назначение видов памяти компьютера (оперативные запоминающие устройства, постоянные запоминающие устройства, внешние запоминающие устройства, кеш-память)
Запланированные этапы урока
Запланированная деятельность на уроке
1. Активизация познавательной активности учащихся (коллективная работа).
Учитель делит учащихся на 3 группы и каждой группе дает собрать мозаику, чтобы получился квадрат и определить устройство, которое получилось на данном квадрате. Учащиеся в группе собирают мозаику в квадрат и обсуждают устройство, которое получается в квадрате.
Учитель задает вопрос, для того чтобы подвести к теме урока:
Вы работаете консультантом в компьютерном магазине, и к вам обратился покупатель, чтобы выбрать игровой компьютер. На какие параметры процессора необходимо обращать внимание при выборе компьютера?
При необходимости учитель задает наводящие вопросы, чтобы помочь учащимся сформулировать характеристики.
Учащиеся перечисляют различные характеристики.
2. Целеполагание
Учитель знакомит учащихся с темой и целями урока, перечисляет критерии оценивания (цель урока и критерии оценивания распечатаны и размещены на магнитной / маркерной доске).
Учащиеся записывают тему урока в рабочую тетрадь; знакомятся с целями урока и критериями оценивания.
Работа с глоссарием
Учитель демонстрирует термины, которые буду использоваться на протяжении урока. Предлагает учащимся записать данные термины в тетрадь.
Учащиеся записывают термины в тетрадь.
3. Изучение новой темы. Организация парной работы
Учитель простит учащихся в парах обсудить вопросы:
• Какие этапы включает в себя решение задачи?
• Какие цифры вы использовали, а какие бы использовал компьютер? Почему ?
Учитель задает вопрос:
Как вы думаете, что такое процессор, и какие функции он выполняет? Просит его обсудить в парах.
Ценности – труд и творчество, уважение, сотрудничество, образование через всю жизнь.
Учащиеся в парах обсуждают вопрос и дают на него свои ответы
Организация коллективной работы
Учитель демонстрирует видео из м/ф «Почемучка. Процессор». Затем предлагает ответить вопрос:
1. Какими характеристиками должен обладать процессор?(фрагмент мультфильма 1)
Учащиеся совместно с учителем обсуждают вопрос.
Учащиеся смотрят видео, затем отвечают на вопрос, в ответах рекомендуется использовать фразы для диалога / письма:
- В состав процессора входит …
- Устройство управления координирует…
Арифметико- логическое устройство выполняет …
Организация коллективной работы
Учитель просит учащихся после просмотренного ролика сформулировать понятие разрядность, в ответах рекомендуется использовать фразы для диалога / письма:
- В регистры памяти помещаются…
Учащиеся сами формулируют определение разрядности и записывают в тетрадь
Организация коллективной работы
Учитель демонстрирует слайды еще с двумя характеристиками, объясняет их учащимся и просит их переписать в тетрадь
Учащиеся слушают учителя, задают вопросы и делают конспект в тетрадях
Организация индивидуальной работы
Учитель демонстрирует, как можно определить характеристики. Дает учащимся задание определить характеристики на школьных компьютерах и в тетрадях сделать таблицу:
Разрядность
Тактовая частота
Архитектура
8.1.1.1 – объяснять на элементарном уровне функции процессора и его основные характеристики
Дескрипторы
может создавать определять характеристики компьютера
Ключевой принцип дифференциации – усложнение: все – смогут определить разрядность ПК ; большинство – смогут определить тактовую частоту ПК ; некоторые – смогут определять архитектуру ПК .
Учитель задает вопрос:
- Что входит в состав процессора?(фрагмент мультфильма 2)
(фрагмент мультфильма 2)
Учащиеся выполняют практическую работу, определяют характеристики ПК и в тетрадях заполняют таблицу
Организация индивидуальной работы с последующим взамооцениванием. (дифференциация)
Учащемуся необходимо выполнить задание, затем обменяться работами и выполнить взаимооценивание, используя записи, выполненные на уроке.
На данном этапе учитель осуществляет поддержку менее способных учащихся.
8.1.1.1 – объяснять на элементарном уровне функции процессора и его основные характеристики
Дескрипторы
указывает назначение процессора
указывает, что входит в состав процессора
указывает характеристики компьютера
Ключевой принцип дифференциации – усложнение: все – смогут указать назначение процессора ; большинство – смогут указать что входит
в состав процессора ; некоторые – смогут указать характеристики процессора.
Ценности – труд и творчество, уважение, сотрудничество, образование через всю жизнь
Учащиеся выполняют работу
4. Рефлексия урока:
Учитель предлагает учащимся приклеить стикеры на лепестки, показав свое настроение на проведенном уроке.
4. Устройство материнской платы- северные и южные мосты, назначение, функции?
5. ШИНЫ – виды, назначение.
6. Пропускная способность шины, От чего зависит, единицы измерения?
Новый материал:
Процессор является основной микросхемой компьютера и представляет собой небольшую плоскую полупроводниковую пластину размером 5*5 см, на которой размещается около 10 млн. функциональных элементов. У компьютеров четвертого поколения функции процессора выполняет микропроцессор - сверхбольшая интегральная схема, реализованная в едином полупроводниковом кристалле (кремния или германия) площадью меньше 0,1 см*см, На таком кристалле размещается до 5,5 млн. транзисторов. Эти элементы образуют сложную структуру и позволяют процессору производить обработку информации с очень высокой скоростью. Кристалл- пластина помещается в пластмассовый корпус и присоединяется золотыми проводками к материнской плате.
Назначение микропроцессора:
1. Выполнять команды программы, находящейся в оперативной памяти.
2. Координировать работу всех устройств компьютера.
В состав процессора обязательно входят:
1. Устройство управления –УУ (Координирует работу всех устройств компьютера);
2. Арифметико-логическое устройство – АЛУ (выполняет команды программы находящейся в оперативной памяти);
3. Регистры памяти (ячейки, в которые по очереди помещаются команды программы, по которой работает процессор и вся необходимая информация для их выполнения);
4. Шины данных, команд, адресов (по этим магистралям происходит обмен данными между внутренними устройствами процессора и внешними по отношению к нему)
1. Регистры процессора.
Чем больше разрядность, тем больше информации он может обработать.
Кроме размера регистры отличаются назначением:
- регистры общего назначения (используются для операций с данными);
- адресные регистры(используются для хранения адресов, по которым процессор находит данные в памяти).
- Флаговые регистры (включаются и выключаются в особых случаях).
2. Тактовая частота обработки информации.
Сердцем компьютера является генератор тактовой частоты, он вырабатывает эл. импульсы и направляет их по проводам . Т.е. информация в виде эл. Сигналов предается от одного устройства к другому, ед. измерения МГц.
Таким образом тактовая частота это и есть скорость передачи информации, чем она выше тем процессор быстрее выполняет все операции (тактовая частота у первых ПК составляла 3-5 Мгц, а сейчас до 4 ГГц).
3. Адресное пространство.
Как уже говорилось процессор управляет работой всех устройств компьютера и в частности одной из его функций является организация обмена данных между внешней памятью и оперативной памятью. Для того чтобы в оперативной памяти найти нужные данные, процессор должен знать их адрес. Адрес к процессору передается по адресной шине. Если шина является N – разрядной , то по ней можно передать 2 в степени N двоичных чисел. Именно такое количество адресов можно передать по этой шине. Следовательно, 2 в степени N- это количество ячеек оперативной памяти, к которым используя адресную шину может обратиться процессор.
Величина 2 в степени N- это объем адресного пространства процессора, т.е. объем оперативной памяти, физически адресуемой процессором.
Зная разрядность адресной шины можно легко вычислить величину адресного пространства процессора. Например, адресная шина 24- разрядная, следовательно, адресное пространство 2 в степени 24= 16 Мбайт, т.е. процессор, имеет адресуемый доступ к 16 МБайтам оперативной памяти.
Вы работаете консультантом в компьютерном магазине. Компьютеры, с каким процессором вы бы порекомендовали покупателю в следующих ситуациях:
Причина именно этого выбора
Распечатка текстов, создание простейших рисунков, табличные расчеты
Профессиональная работа с графикой, звуком (видеомонтаж)
Intel Pentium MMX 233MГц, Intel Pentium II 400MГц, Intel Celeron 800MГц, Intel Pentium IV 3.5 MГц, Intel Pentium IV 2 ГГц.
Виды процессоров и основные их производители
Существует множество видов процессоров от слабых одноядерных, до мощных многоядерных. От игровых и рабочих до средних по всем параметрам. Но, есть два основных лагеря ЦП – AMD и знаменитые Intel. Это две компании, производящие самые востребованные и популярные микропроцессоры на рынке. Основное различие между продукцией AMD и Intel – не количество ядер, а архитектура – внутреннее строение. Каждый из конкурентов предлагает свое строение «внутренностей», свой вид процессора, кардинально отличающуюся от конкурента.
У продуктов каждой из сторон есть свои плюсы и минусы, предлагаю кратко ознакомиться с ними поближе.
Плюсы процессоров Intel :
- Обладает более низким потреблением энергии;
- Разработчики больше ориентируются на Интел, чем на АМД;
- Лучше производительность в играх;
- Связь процессоров Интел с ОЗУ реализована лучше, нежели у АМД;
- Операции, осуществляемые в рамках только одной программы (на пример разархивирование) идут лучше, АМД в этом плане поигрывает.
Минусы процессоров Intel :
- Самый большой минус – цена. ЦП от данного производителя зачастую на порядок выше чем у их главного конкурента;
- Производительность снижается при использовании двух и более «тяжелых» программ;
- Интегрированные графические ядра уступают АМД;
Плюсы процессоров AMD :
- Самый большой плюс — самый большой минус Intel – цена. Вы можете купить хороший середнячок от AMD, который будет на твердую 4, а может даже и 5 тянуть современные игры, при этом стоить он будет намного ниже чем аналогичный по производительности процессор от конкурента;
- Адекватное соотношение качества и цены;
- Обеспечивают качественную работу системы;
- Возможность разгона процессора, повышая тем самым его мощность на 10-20%;
- Интегрированные графические ядра превосходят Интел.
Минусы процессоров AMD :
- Процессоры от АМД хуже взаимодействуют с ОЗУ;
- Энергопотребление больше, чем у Интел;
- Работа буферной памяти на втором и третьем уровне идёт на более низкой частоте;
- Производительность в играх отстает от показателей конкурента;
Но, несмотря на приведенные достоинства и недостатки, каждая из компаний продолжает развиваться, их процессоры с каждым поколением становятся мощнее, а ошибки предыдущей линейки учитываются и исправляются.
Читайте также: