Архитектура процессора
В состав микропроцессора входят несколько компонентов:
1. устройство управления (УУ),считывает команду за командой из памяти, анализирует их и организует их выполнение, т.е. управляет работой процессора и ЭВМ в целом.
2. арифметико-логическое устройство (АЛУ) – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией. Может состоять из нескольких блоков: блок обработки целых чисел и блок обработки чисел с плавающей запятой;
3. микропроцессорная память (МПП) – предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в ближайшие такты работы машины. МПП строится на регистрах для обеспечения высокого быстродействия машины. Регистры – это быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от оперативной памяти, имеющих стандартную длину один байт и более низкое быстродействие), в которых хранится команда в двоичном виде. Регистры различаются по размерам (8-, 16-, 32-, 64 - разрядные) и по назначению (общего назначения, адресные и флаговые). Размер регистра определяет разрядность процессора.
4. генератор тактовых импульсовгенерирует последовательность электрических импульсов, частота которых определяет тактовую частоту микропроцессора. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта. Частота генератора тактовых импульсов является одной из главных характеристик ПК и определяет скорость работы компьютера, поскольку каждая операция выполняется за определенное количество тактов.
5. интерфейсная система микропроцессора,предназначенная для сопряжения и связи с другими устройствами компьютера;
АЛУ и УУ выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.
Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.
Использование современных высоких технологий позволяет разместить на БИС процессора огромное количество (42 млн. в процессоре Pentium 4) функциональных элементов (переключателей), размеры которых составляют всего 0,13 микрон (1 микрон=10-6 метра).
Характеристики процессора
| 1. Разрядность - количество двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых процессором. 2. Тактовая частота. Указывает скорость выполнения элементарных операций внутри микропроцессора. Каждая операция в вычислительной машине выполняется за определенное количество тактов. Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту – чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (Ггц). 1МГц=1 млн.тактов в секунду. 3. Адресное пространство – тот объем памяти, который физически может охватить процессор, т.е. это максимальное количество ячеек основное памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором. 4. Размер кэш-памяти. Это быстродействующая память, используемая компьютером для ускорения операций с информацией. Кэш-память увеличивает производительность ПК примерно на 20%. 5. Состав инструкций – это тип команд, которые могут выполняться МП. От типа команд зависит классификационная группа МП(CISC, RISC, VLIW и т.д.) 6. Производительность (быстродействие) процессора - количество обрабатываемой информации (команд, операций) в 1ед. времени (секунду). Производительность является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты микропроцессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти, количество функциональных элементов и др.). Производительность нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования, по скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде. |
Первый микропроцессор был выпущен в 1971 году фирмой Intel (США) – МП4004.
Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 1028;