Сколько бит может обработать 32 разрядный процессор за одну операцию
1. Что собой представляет процессор, каково его назначение?
2. Что входит в состав процессора?
3. Какие основные параметры процессора? Что характеризует тактовая частота, в каких единицах она измеряется?
4. Что такое память компьютера, в чем она измеряется?
5. Какие вы знаете виды памяти ПК? Какая между ними разница?
6. Назовите основные типы внутренней памяти? В чем их назначение?
7. Как нумеруются байты во внутренней памяти ПК?
8. В чем состоит принцип адресуемости внутренней памяти?
9. Что собой представляет ОЗУ?
10. Что собой представляет ПЗУ?
11. Что такое кэш-память? Уровни кэш-памяти?
12. В какой памяти сохраняются программы BIOS?
13. Назовите назначение энергонезависимой памяти CMOS?
14. Назовите несколько видов накопителей внешней памяти.
15. Как информация циркулирует от ВЗУ к процессору и наоборот?
Учебный текст
Основными модулями компьютера являются память и процессор. Процессор – это устройство управляющее работой всех блоков компьютера. Действия процессора определяются командами программы, хранящейся в памяти. Процессор - это электронная схема, выполняющая обработку информации.
Процессор является основной микросхемой компьютера и представляет собой небольшую плоскую полупроводниковую пластину размером примерно 2Х2 см., на которой размещается десятки млн функциональных элементов. У компьютеров 4 поколения функции процессора выполняет микропроцессор – сверхбольшая интегральная схема, реализованная в едином
полупроводниковом кристалле площадью меньше 0,1 см² .
На таком кристалле может размещаться до 5,5 млн. транзисторов. Эти элементы образуют сложную структуру и позволяют процессору производить обработку информации с очень высокой скоростью. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к материнской плате компьютера.
- Выполнять команды программы, находящейся в оперативной памяти.
- Координировать работу всех устройств компьютера.
В состав процессора обязательно входят:
- устройство управления (УУ) (координирует работу всех устройств компьютера);
- арифметико-логическое устройство (АЛУ) (выполняет команды программы, находящейся в оперативной памяти);
- регистры памяти (ячейки, в которых по очереди помещаются команды программы, по которой работает процессор и вся необходимая информация для их выполнения);
- шины данных, команд, адресов (по этим магистралям происходит обмен данными между внутренними устройствами процессора и внешними по отношению к нему).
Характеристики процессора:
1. Тактовая частота – скорость передачи информации между устройствами компьютера(измеряется в МГц и ГГц 1МГц=миллион тактов в секунду). Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет за одну секунду. Такт – это промежуток времени между двумя последовательными импульсами, подаваемыми специальной микросхемой – генератором тактовой частоты (вырабатывает электрические импульсы и посылает их по проводам; чем быстрее идет электрический сигнал, тем быстрее процессор обрабатывает информацию).
Разрядность процессора - это число одновременно обрабатываемых процессором битов.
Регистр - это ячейка процессора, в которой хранится машинное слово. Машинное слово представляет собой некоторое число или команду, которые записаны в двоисном виде.
Различают внутреннюю и внешнюю разрядность.
Внутренняя разрядность процессора определяет, какое количество битов он может обрабатывать одновременно при выполнении арифметических операций.
Внешняя разрядность процессора определяет сколько битов одновременно он может принимать или передавать во внешние устройства.
3.Адресное пространство процессора - максимальное количество памяти, которое процессор может обслужить.
Одной из функций процессора 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 N двоичных чисел.
2 N - это объем адресного пространства процессора.
Модульная организация опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.
Наверно, каждому пользователю ПК известно, что возможности компьютера не безграничны и зависят от характеристик основных устройств, входящих в его состав. Чем выше будет производительность каждого из этих устройств, тем значительней будет и общая производительность всего компьютера. Значение имеет также версия Windows, используемая на компьютере.
Сравнивая упомянутые характеристики с требованиями тех или иных программ (компьютерные игры, офисные приложения и др.), пользователь может определить, соответствует им компьютер или нет.
Тест по информатике Персональный компьютер 7 класс с ответами. Тест включает в себя 2 варианта. В каждом варианте по 6 заданий.
Вариант 2
1. Анализ и выполнение команд осуществляет(ют):
1) процессор
2) устройства ввода
3) устройства вывода
4) устройства хранения информации
2. Устройство длительного хранения больших объемов информации:
1) оперативная память
2) жесткий диск
3) кэш-память
4) внутреннее ПЗУ
3. За одну операцию 64-разрядный процессор может обработать:
1) 64 бита
2) 32 байт
3) 32 бита
4) 8 бит
4. На носителе объемом 900 Мбайт размещены изображения, каждое из которых занимает 300 Кбайт. На просмотр всех изображений ушло 50 мин. Каждое изображение просматривалось:
1) более 1 мин
2) 1 мин
3) 1 с
4) более 1 с
5. За 10 с по каналу связи было передано 5 Кб информации. Скорость передачи данных равна:
1) 512 байт/с
2) 512 бит/с
3) 4096 байт/с
4) 64 бит/с
6. В течение 10 мин со скоростью 5 Гб/с может быть передано:
1) 2 457 600 байт
2) 300 Мбайт
3) 3000 Кбайт
4) 3 072 000 бит
Ответы на тест по информатике Персональный компьютер 7 класс
Вариант 1
1-1
2-2
3-1
4-3
5. 1
6. 4
Вариант 2
1-1
2-2
3-1
4-3
5. 1
6. 3
Машинное слово (word) — это количество данных, которые процессор может обработать за одну операцию. Здесь можно применить аналогию документа, состоящего из символов (character, 8 бит) и страниц (много слов). Слово— это некоторое количество битов, как правило 16, 32 или 64. Когда говорят о "n-битовой" машине, то чаще всего имеют в виду размер машинного слова. Например, когда говорят, что процессор Intel Pentium — это 32-разрядный процессор, то обычно имеют в виду размер машинного слова, равный 32 бит, или 4 байт.
Размер процессорных регистров общего назначения равен размеру машинного слова этого процессора. Обычно разрядность остальных компонентов этой же аппаратной платформы в точности равна размеру машинного слова. Кроме того, по крайней мере для аппаратных платформ, которые поддерживаются ОС Linux, размер адресного пространства соответствует размеру машинного слова[92]. Следовательно, размер указателя равен размеру машинного слова. В дополнение к этому, размер типа long языка С также равен размеру машинного слова. Например, для аппаратной платформы Alpha размер машинного слова равен 64 бит. Следовательно, регистры, указатели и тип long имеют размер 64 бит. Тип int для этой платформы имеет размер 32 бит. Машины платформы Alpha могут обработать 64 бит — одно слово с помощью одной операции.
Слова, двойные слова и путаница
Для некоторых операционных систем и процессоров стандартную порцию данных не называют машинным словом. Вместо этого, словом называется некоторая фиксированная порция данных, название которой выбрано случайным образом или имеет исторические корни. Например, в некоторых системах данные могут разбиваться на байты (byte — 8 бит), слова (word — 16 бит), двойные слова (double word — 32 бит) и четверные слова (quad word — 64 бит), несмотря на то что на самом деле система является 32-разрядной. В этой книге и вообще в контексте операционной системы Linux под машинным словом понимают стандартную порцию данных процессора, как обсуждалось ранее.
Для каждой аппаратной платформы, поддерживаемой операционной системой Linux, в файле определяется константа BITTS_PER_LONG, которая равна размеру типа long языка С и совпадает с размером машинного слова системы. Полный список всех поддерживаемых аппаратных платформ и их размеры машинного слова приведены в табл. 19.1.
Таблица 19.1. Поддерживаемые аппаратные платформы
Аппаратная платформа Описание Размер машинного слова alpha Digital Alpha 64 бит arm ARM и StrongARM 32 бит cris CRIS 32 бит h8300 H8/300 32 бит I386 Intel x86 32 бит ia64 IA-64 64 бит m68k Motorola 68k 32 бит m86knommu m68k без устройства MMU 32 бит mips MIPS 32 бит mips64 64-разрядная MIPS 64 бит parisc HP PA-RISC 32 бит, или 64 бит ppc PowerPC 32 бит ppc64 POWER 64 бит s390 IBM S/390 32 бит, или 64 бит sh Hitachi SH 32 бит sparс SPARC 32 бит sparc64 UltraSPARC 64 бит um Usermode Linux 32 бит, или 64 бит v850 v850 32 бит x86_64 X86-64 64 бит
Стандарт языка С явно указывает, что размер памяти, которую занимают переменные стандартных типов данных, зависит от аппаратной реализации[93], при этом также определяется минимально возможный размер типа. Неопределенность размеров стандартных типов языка С для различных аппаратных платформ имеет свои положительные и отрицательные стороны. К плюсам можно отнести то, что для стандартных типов языка С можно пользоваться преимуществами, связанными с размером машинного слова, а также отсутствие необходимости явного указания размера. Для ОС Linux размер типа long гарантированно равен размеру машинного слова. Это не совсем соответствует стандарту ANSI С, однако является стандартной практикой в ОС Linux. Как недостаток можно отметить, что при разработке кода нельзя рассчитывать на то, что данные определенного типа занимают в памяти определенный размер. Более того, нельзя гарантировать, что переменные типа int занимают столько же памяти, сколько и переменные типа long[94].
Ситуация еще более запутывается тем, что одни и те же типы данных в пространстве пользователя и в пространстве ядра не обязательно должны соответствовать друг другу. Аппаратная платформа sparc64 предоставляет 32-разрядное пространство пользователя, а поэтому указатели, типы int и long имеют размер 32 бит. Однако в пространстве ядра для аппаратной платформы размер типа int равен 32 бит, а размер указателей и типа long равен 64 бит. Тем не менее такая ситуация не является обычной.
Всегда необходимо помнить о следующем.
• Как и требует стандарт языка С, размер типа char всегда равен 8 бит (1 байт),
• Нет никакой гарантии, что размер типа int для всех поддерживаемых аппаратных платформ будет равен 32 бит, хотя сейчас для всех платформ он равен именно этому числу.
• То же касается и типа short, который для всех поддерживаемых аппаратных платформ сейчас равен 16 бит.
• Никогда нельзя надеяться, что тип long или указатель имеет некоторый заданный размер. Этот размер для поддерживаемых аппаратных платформ может быть равен 32, или 64 бит.
• Так как размер типа long разный для различных аппаратных платформ, никогда нельзя предполагать, что sizeof(int) == sizeof(long).
• Точно так же нельзя предполагать, что размер типа int и размер указателя совпадают.
Типы данных
Типы данных Приведенные в этой главе таблицы взяты непосредственно из оперативной справочной системы и представляют единую модель данных Windows (Windows Uniform Data Model). Определения типов можно найти в заголовочном файле BASETSD.H, входящем в состав интегрированной среды разработки
Типы данных
Типы данных Один из этапов проектирования базы данных заключается в объявлении типа каждого поля, что позволяет процессору базы данных эффективно сохранять и извлекать данные. В SQL Server предусмотрено использование 21 типа данных, которые перечислены в табл. 1.1.Таблица 1.1.
Типы данных
Типы данных Несмотря на то, что типы данных подробно описаны в документации (см. [1, гл. 4]), необходимо рассмотреть ряд понятий, которые будут часто использоваться в последующих главах книги. Помимо изложения сведений общего характера будут рассмотрены также примеры
20.10.3 Типы данных MIB
20.10.3 Типы данных MIB Причиной широкого распространения SNMP стало то, что проектировщики придерживались правила "Будь проще!"? Все данные MIB состоят из простых скалярных переменных, хотя отдельные части MIB могут быть логически организованы в таблицы.? Только небольшое число
Типы данных
Типы данных Многие языки программирования при объявлении переменной требуют указывать, какой тип данных будет ей присваиваться. Например, в языке Java кодint i = 15;объявит переменную целого типа int с именем i и присвоит ей значение 15. В этом случае тип данных ставится в
Типы данных
Типы данных В JScript поддерживаются шесть типов данных, главными из которых являются числа, строки, объекты и логические данные. Оставшиеся два типа — это null (пустой тип) и undefined (неопределенный
5.2.4. Типы данных
5.2.4. Типы данных Мы можем вводить в ячейки следующие данные: текст, числа, даты, также приложение Numbers предоставляет возможность добавлять флажки, ползунки и другие элементы управления. Аналогично MS Excel для выравнивания чисел, дат и текстовых данных в Numbers существуют
Слова, слова, слова… Автор: Евгений Козловский.
Глава 2 Ввод данных. Типы, или форматы, данных
Глава 2 Ввод данных. Типы, или форматы, данных Работа с документами Excel сопряжена с вводом и обработкой различных данных, то есть ин формации, которая может быть текстовой, числовой, финансовой, статистической и т. д. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ КУРС Методы ввода и обработки данных
Вариант 1
1. Считывание команды из оперативной памяти осуществляет(ют):
1) процессор
2) устройства ввода
3) устройства вывода
4) устройства хранения информации
2. При загрузке компьютера необходимая информация извлекается из:
1) оперативной памяти
2) внутренней памяти
3) внешнего запоминающего устройства
4) кэш-памяти
3. За одну операцию 32-разрядный процессор может обработать:
1) 32 бита
2) 32 байта
3) 2 байта
4) 4бита
4. На носителе объемом 600 Мбайт размещены изображения, каждое из которых занимает 200 Кбайт. На просмотр всех изображений ушло 25 мин. Каждое изображение просматривалось:
1) 2 мин
2) более 1 мин
3) 2 с
4) более 2 с
5. За 4 с по каналу связи было передано 2 Кб информации. Скорость передачи данных равна:
1) 512 байт/с
2) 512 бит/с
3) 4096 байт/с
4) 64 бит/с
6. В течение 5 мин со скоростью 1 Гб/с может быть передано:
1) 2 457 600 байт
2) 300 Мбайт
3) 307 200 бит
4) 300 Кбайт
14.5.1 Типы данных
14.5.1 Типы данных Файл может содержать текст ASCII, EBCDIC или двоичный образ данных (существует еще тип, называемый локальным или логическим байтом и применяемый для компьютеров с размером байта в 11 бит). Текстовый файл может содержать обычный текст или текст, форматированный
Ключевые слова, используемые для спецификации типа данных
Ключевые слова, используемые для спецификации типа данных Ключевые слова для спецификации типов данных в операторах DDL представлены здесь в качестве краткой справки. Точный синтаксис см. в соответствующей главе, связанной с типами данных этой части книги, а также в
12.2. Типы баз данных
12.2. Типы баз данных Группу связанных между собой элементов данных называют обычно записью. Известны три основных типа организации данных и связей между ними: иерархический (в виде дерева), сетевой и реляционный.Иерархическая БДВ иерархической БД существует
Размер головного мозга и размер социального окружения
Размер головного мозга и размер социального окружения Дискуссии по поводу взаимосвязи между размером головного мозга какого-либо организма и размером группы, к которой этот организм принадлежит, ведутся нейробиологами уже давно. При этом взаимосвязь с социальной
Основными параметрами процессоровявляются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата. По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Ранние модели процессоров имели рабочее напряжение 5В, а в настоящее время оно составляет менее 3В.Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.
Разрядность - объём информации, обрабатываемой за одну операцию (8 разрядные - 8 бит, 16 разрядные - 16 бит, 32 разрядные - 32 бита, 64 разрядные – 64 бита).
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры были 4-разрядными. Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).
Тактовая частота - количество элементарных операций (тактов), выполняемых в 1сек (МГц.)
В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. 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 производительность процессора.
Первые процессоры могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты, некоторых процессоров уже превосходят 3000-4000 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. 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. Высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш-памяти.
Электрически шина - это провода, обеспечивающие передачу электрического сигнала. Естественно характеризовать шину скоростью, с которой по ней могут передаваться данные.
Шина- это магистраль, связывающая некоторые компоненты компьютера между собой.
Количество битов данных, которые может обработать процессор за один прием, характеризуется разрядностью внутренних регистров.
Внутренняя шина и регистры процессора
Хоть процессор и получает данные из оперативной памяти с помощью некоторой ширины, это не значит, что внутри он может обрабатывать данные такой же разрядности.
Регистр - это по существу ячейка памяти внутри процессора. Разрядность регистров определяет характеристики программного обеспечения и команд, выполняемых процессором. Например, процессоры с 32-разрядными внутренними регистрами могут выполнять 32-разрядные команды, которые обрабатывают данные 32-разрядными порциями, а процессоры с 16-разрядными регистрами этого делать не могут.
Кроме того, в зависимости от структуры регистров различают два основных типа процессоров:
RISC — Reduced (Restricted) Instruction Set Computer — процессоры (компьютеры) с сокращенной системой команд. Эти процессоры обычно имеют набор однородных регистров универсального назначения; их система команд отличается относительной простотой.
В результате аппаратная реализация такой архитектуры позволяет с небольшими затратами выполнять эти инструкции за минимальное (в пределе 1) число тактов синхронизации.
CISC — Complete Instruction Set Computer — процессоры с полным набором инструкций, к которым относится и семейство х86. Состав и назначение их регистров существенно неоднородны, широкий набор команд усложняет декодирование инструкций, на что расходуются аппаратные ресурсы. Возрастает число тактов, необходимое для выполнения инструкций.
Практически во всех современных процессорах внутренние регистры являются 32-разрядными (исключения Itanium от Intel и Hammer от AMD).
Одной из самых общих характеристик процессора является разрядность его шины данных и шины адреса.
Когда говорят о шине процессора, обычно имеют ввиду шину данных, которая является набором соединений, для передачи и приема данных. Чем больше сигналов одновременно поступает на шину, тем больше данных по ней передается за определенный интервал времени, и тем быстрее она работает.
Разрядность шины данных подобна количеству полос автомагистрали - чем больше полос, тем больше поток машин, чем шире шина данных, тем больше данных за одинаковые промежутки времени по ней передается.
В процессоре 286 для приема и передачи двоичных данных используется 16 соединений, поэтому их шина данных считается 16-разрядной.
У 32-х разрядных процессоров (например, 486), таких соединений вдвое больше, поэтому за единицу времени они передают и получают вдвое больше данных, чем 16-и разрядные процессоры - разумеется, эффективность выше.
Современные процессоры (начиная с Pentium) имеют 64-х разрядную шину данных, поэтому они могут передавать в системную память по 64 бита за один такт. Такая реализация позволяет ускорить обмен данными между быстрым процессором и относительно медленным ОЗУ при неизменной рабочей частоте последнего за счёт повышения пропускной способности шины данных.
Разрядность шины данных процессора определяет также разрядность банка памяти. Это значит, что, например, 32-х разрядный процессор (например, 486) считывает из памяти и записывает в память 32 бита одновременно.
Процессоры класса Pentium и выше считывают и записывают при операциях с памятью 64 бита одновременно.
В современных процессорах внешняя шина данных 64-разрядная, а регистры и внутренняя шина процессора по-прежнему 32-разрядны. В современном процессоре (например, Pentium) для обработки информации, поступающей по внешней 64-разрядной шине данных, существует два обрабатывающих ее 32-разрядных блока, называемых конвейерами.
Такой процессор напоминает два объединенных в одном корпусе 32-разрядных процессора, а 64-разрядная внешняя шина данных позволяет быстрее наполнить регистры процессора.
Читайте также: