Лекция3 Типы и основные характеристики процессора

Views:
 
Category: Entertainment
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

By: artjombogdanov (56 month(s) ago)

хотел бы скачать вашу презентацию

Presentation Transcript

PowerPoint Presentation:

Тема: «Типы и основные характеристики процессора» Характеристики процессоров. Режимы работы процессоров. Классификация и типы процессоров. Конструктивное исполнение процессоров. Основные современные модели.

PowerPoint Presentation:

Процессор устанавливается в специальный разъем на системной плате. Для различных типов процессоров требуются различные типы разъемов.

PowerPoint Presentation:

Процессор – это центральное устройство компьютера. Он выполняет команды находящейся в оперативной памяти программы и взаимодействует с внешними устройствами благодаря шинам адреса, данных и управления.

PowerPoint Presentation:

Этапы цикла выполнения: Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счетчика команд, на шину адреса, и отдаёт памяти команду чтения; Выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных , и сообщает о готовности; Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её; Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды; Снова выполняется п. 1. Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства).

PowerPoint Presentation:

Персональный компьютер содержит в своем составе довольно много различных процессоров. Они входят в состав систем ввода/вывода контроллеров устройств. Каждое устройство, будь то видеокарта, системная шина или еще что-либо, обслуживается своим собственным процессором или процессорами. Однако архитектуру и конструктивное исполнение персонального компьютера определяет процессор или процессоры, контролирующие и обслуживающие системную шину и оперативную память, а также, что более важно, выполняющие объектный код программ. Такие процессоры принято называть центральными или главными процессорами (Central Point Unit — CPU). На основе архитектуры центральных процессоров строится архитектура материнских плат и проектируется архитектура и конструкция компьютера.

Современный процессор представляет собой микросхему,или чип (англ.chip), выполненную на миниатюрной кремниевой пластине – кристалле. Поэтому его принято называть – микропроцессор. Микропроцессор - сверхбольшая интегральная схема (СБИС), реализованная в едином полупроводниковом кристалле (кремния или германия) площадью около 1 см2. Степень интеграции определяется размером кристалла и количеством реализованных в нем транзисторов. :

Современный процессор представляет собой микросхему, или чип (англ. chip ), выполненную на миниатюрной кремниевой пластине – кристалле. Поэтому его принято называть – микропроцессор. Микропроцессор - сверхбольшая интегральная схема (СБИС), реализованная в едином полупроводниковом кристалле (кремния или германия) площадью около 1 см 2 . Степень интеграции определяется размером кристалла и количеством реализованных в нем транзисторов.

PowerPoint Presentation:

На любом процессорном кристалле находятся: 1. Собственно процессор, главное вычислительное устройство, состоящее из миллионов логических элементов — транзисторов. 2. Сопроцессор — специальный блок для операций с «плавающей точкой» (или запятой). Применяется для особо точных и сложных расчетов. 3. Кэш-память первого уровня — небольшая (несколько десятков килобайт) сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений. 4. Кэш-память второго уровня — эта память чуть помедленнее, зато больше — от 128 до 512 кбайт.

Характеристики микропроцессора:

Характеристики микропроцессора

Технические характеристики микропроцессора:

Технические характеристики микропроцессора

PowerPoint Presentation:

Тактовая частота – это скорость работы процессора (количество элементарных операций в единицу времени), это количество тактов в секунду, которое задаётся тактовым генератором и измеряется в МГц. Пример: Разрядность – это максимальная длина двоичного кода (количество бит), который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность связана с размером регистров памяти процессора. Различают 8 – разрядные, 16 – разрядные, 32 – разрядные, 64 – разрядные и выше процессоры. Процессор Разрядность процессора Тактовая частота Intel – 8086(8088) 16 - разрядный 4,7 МГц Intel – 80486 32 - разрядный 66 МГц Pentium 64 - разрядный До 100 МГц Pentium II 64 - разрядный До 300 МГц Pentium IV 64 - разрядный 900 МГц Основные характеристики процессора

Производительность – :

Производительность – количество элементарных операций, выполняемых за одну секунду. Производительность определяет быстродействие компьютера в целом.

PowerPoint Presentation:

Производительность процессоров повышается в настоящее время в основном путем совершенствования архитектуры процессора. Во-первых, в структуру процессора вводится кэш-память, которая позволяет ускорить выборку команд и данных и тем самым уменьшить время выполнения одной команды. Во-вторых, вместо одного ядра процессора используется два ядра или четыре ядра, которые параллельно выполняют вычисления.

PowerPoint Presentation:

Джон -фон-неймановская архитектура. Каждый микропроцессор имеет определенное число элементов памяти, называемых регистрами, арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления . Регистры используются для временного хранения выполняемой команды, адресов памяти, обрабатываемых данных и другой внутренней информации микропроцессора. В АЛУ производится арифметическая и логическая, обработка данных. Устройство управления реализует временную диаграмму и вырабатывает необходимые управляющие сигналы для внутренней работы микропроцессора и связи его с другой аппаратурой через внешние шины микропроцесс ера. На данный момент существует несколько направлений в производстве микропроцессоров. Они различается принципами построения архитектуры процессора. Наиболее распространенными являются архитектуры RISC и CISC.

PowerPoint Presentation:

Процессоры могут работать в различных режимах. Под термином «режим» подразумевается способы, которым процессор создает (и обеспечивает) для себя рабочую среду. Режим работы процессора задает способ адресации к оперативной памяти и способ управления отдельными задачами. Процессоры персональных компьютеров могут работать в трех режимах: реальном, защищенном и виртуальном режимах. Режимы работы процессора

PowerPoint Presentation:

Реальный режим Первоначально персональные компьютеры фирмы IBM могли адресовать только 1 Мбайт оперативной памяти. Это решение, принятое в начале развития персональных компьютеров, продолжало соблюдаться и в последующее время — в каждом компьютере следующего поколения процессор должен был уметь работать в режиме совместимости с процессором Intel 8086. Этот режим назвали реальным. Когда процессор работает в реальном режиме, он может обращаться к памяти только в пределах 1 Мбайт (как и процессор Intel 8086), и не может использовать 32-разрядные и 64-разрядные операции. Процессор попадает в реальный режим сразу же после запуска. В реальном режиме работают операционные системы DOS и стандартные DOS-приложения.

PowerPoint Presentation:

Защищенный режим Начиная с процессоров Intel 80286 и компьютеров типа IBM PC/AT, появляется защищенный режим. Это более мощный режим работы процессора по сравнению с реальным режимом. Он используется в современных многозадачных операционных системах. Защищенный режим имеет много преимуществ: ■ В защищенном режиме доступна вся системная память (не существует предела 1 Мбайт). ■ В защищенном режиме операционная система может организовать одновременное выполнение нескольких задач (многозадачность). ■ В защищенном режиме поддерживается виртуальная память — операционная система при необходимости может использовать жесткий диск в качестве расширения оперативной памяти. ■ В защищенном режиме осуществляется быстрый (32/64-разрядный) доступ к памяти и поддерживается работа 32-х разрядных операций ввода-вывода.

PowerPoint Presentation:

Каждая выполняемая на компьютере программа имеет свою собственную область памяти, которая защищена от доступа со стороны других программ. Когда какая-либо программа пытается обратиться по неразрешенному для нее адресу памяти, генерируется ошибка защиты памяти. Все современные операционные системы используют защищенный режим, включая Windows 98/Ме, Windows NT/2000/XP, OS/2 и Linux. Даже операционная система DOS (обычно работающая в реальном режиме) может использовать доступ к памяти защищенного режима с помощью программного интерфейса DPMI (DOS Protected Mode Interface — интерфейс защищенного режима операционной системы DOS). Этот интерфейс используется компьютерными играми и другими программами под DOS для того, чтобы преодолеть барьер в 640 Кбайт основной памяти DOS. С появлением процессора Intel 386 защищенный режим был усовершенствован: увеличено максимально доступное адресное пространство, расширена система команд. Поэтому он иногда называется усовершенствованным защищенным режимом.

PowerPoint Presentation:

Виртуальный режим Защищенный режим используют графические многозадачные операционные системы, такие как Windows. Иногда возникает необходимость выполнения DOS-программ в среде операционной системы Windows. Но DOS-программы работают в реальном режиме, а не в защищенном. Для решения этой проблемы был разработан виртуальный режим или режим виртуального процессора 8086. Этот режим эмулирует (имитирует) реальный режим, необходимый для работы DOS-программ, внутри защищенного режима. Операционные системы защищенного режима (такие как Windows) могут создавать несколько машин виртуального режима — при этом каждая из них будет работать так, как будто она одна использует все ресурсы персонального компьютера. Каждая виртуальная машина получает в свое распоряжение 1 Мбайтное адресное пространство, образ реальных программ BIOS и т.п. Виртуальный режим используется при работе в DOS-окне или при запуске DOS-игр в операционной системе Windows 98/Ме. При запуске на компьютере DOS-приложения операционная система Windows создает виртуальную DOS-машину, в которой выполняется это приложение.

PowerPoint Presentation:

Фирмы производители микропроцессоров

PowerPoint Presentation:

Виды процессоров PGA

PowerPoint Presentation:

Виды процессоров Корпус с односторонним контактом SEC

PowerPoint Presentation:

Современные модели. Процессоры Intel и AMD Технологии процессоров Intel Процессоры от компании Intel, сегодня считаются самыми производительными, благодаря семейству Core i7 Extreme Edition. В зависимости от модели они могут иметь до 6 ядер одновременно, тактовую частоту до 3300 МГц и до 15 Мб кэш памяти L3. Самые популярные ядра в сегменте настольных процессоров создаются на основе Intel - Ivy Bridge и Sandy Bridge. Intel Core 2 Quad Intel Pentium и Celeron

PowerPoint Presentation:

Рис.1 Intel 80486 DX2 в керамическом корпусе PGA вид снизу Рис.2 Intel Celeron 400 Socket 370 в пластиковом корпусе PPGA , вид снизу Рис.3 Intel Original LGA1366 Xeon E5502 (1.86 / 4.8GT / sec / 4M) Линейка Xeon Сокет LGA1366 Тактовая частота 1866 МГц Частота шины QPI МГц

PowerPoint Presentation:

Технологии процессоров AMD Самые топовые модели процессоров из линейки AMD FX, созданные на основе нового ядра Zambezi, могут предложить требовательному пользователю восемь ядер, 8-мегабайтный кэш L3 и тактовую частоту процессора до 4200 М Гц. AMD Phenom II и Athlon II AMD Sempron AMD А AMD FX

PowerPoint Presentation:

В заключение можно сказать, что на общую производительность системы влияет огромное количество различных факторов. Конечно, хорошо иметь процессор с высокой тактовой частотой, большим количеством ядер и объемом кэш-памяти, плюс архитектуру, но все эти параметры имеют разное значение для разных типов задач.

authorStream Live Help