Лекция №
Тема: Процессоры. Шины.
Цель.
- Обучающая. Ввести основные понятия. Освоить методы разработки и способы представления элементов сети.
- Развивающая. Р азвивать логику, умение анализировать, сравнивать, делать выводы, высказывать свою мысль. Развивать внимание и аналитическое мышление.
- Воспитательная. Воспитывать интерес к языкам программирования, научным достижениям и открытиям. Воспитывать аккуратность, внимательность и дисциплинированность. Формирование самостоятельности и ответственности при повторении пройденного и изучении нового материала. Воспитывать чувство ответственности за напарника при работе в группе.
Межпредметные связи:
· Обеспечивающие: информатика.
· Обеспечиваемые: базы данных.
Методическое обеспечение и оборудование:
1. Методическая разработка к занятию.
2. Рабочая программа.
3. Инструктаж по технике безопасности.
Технические средства обучения: проэктор, компьютер.
Обеспечение рабочих мест:
- Рабочие тетради.
Ход лекции.
- Организационный этап.
- Анализ и проверка домашнего задания.
- Фронтальный опрос по вопросам.
Решите задачи.
Центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Центральный процессор в общем случае содержит в себе:
- арифметико-логическое устройство;
- шины данных и шины адресов;
- регистры;
- счетчики команд;
- кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);
- математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.
Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров. 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.
|
|
Сопроцессор - это специальная микросхема, которая берет на себя часть важных функций процессора, чаще всего - выполнение арифметических операций с плавающей точкой. Сопроцессор реализует арифметические операции аппаратным способом, что осуществляется намного быстрее по сравнению с программным способом вычислений, которым реализуются операции процессором без использования сопроцессора. Поэтому его иногда называют математическим сопроцессором.
Принцип действия процессора
Основные особенности процессора:
- конвейерная обработка информации;
- суперскалярная архитектура;
- наличие раздельных кэш-памятей для команд и данных;
- наличие блока предсказания адреса перехода;
- наличие блока вычислений с плавающей точкой;
- поддержка многопроцессорного режима работы;
- наличие средства задания размера страницы памяти;
- наличие средства обнаружения ошибок.
Термин суперскалярная архитектура означает, что процессор содержит более одного вычислительного блока. Эти вычислительные блоки чаще называют конвейерами. Наличие в процессоре двух конвейеров позволяет ему одновременно выполнять две команды. Каждый конвейер разделяет процесс выполнения команды на пять этапов:
|
|
- считывание команды из ОЗУ или кэш-памяти;
- декодирование (дешифрование) команды, т.е. определение кода выполняемой операции;
- выполнение команды;
- обращение к памяти;
- запоминание полученных результатов.
Для реализации каждого из перечисленных этапов (каждой операции) служит отдельное устройство - ступень. Таким образом, в каждом конвейере процессора Pentium имеется пять ступеней. При конвейерной обработке на выполнение каждого этапа одни такт синхронизирующей (тактовой) частоты. В каждом новом такте заканчивается выполнение одной команды и начинается выполнение новой команды. Такое выполнение команды называется поточной обработкой.
ШИНА. ВИДЫСИСТЕМНЫХ ШИН
Шина — это устройство, которое позволяет связать между собой несколько компонентов компьютера. Но к одной шине могут быть подключены несколько устройств и у каждой шины есть свой набор слотов для подключения кабелей или карт.
Все шины компьютера можно разделить за их предназначением на несколько типов: