Центральный процессор — это устройство, основное назначение которого заключается в выполнении программ.
Процессор состоит из арифметико-логического устройства (АЛУ), регистров общего назначения (РОН) и устройства управления (УУ).
Регистры общего назначения предназначены для временного хранения данных, команд и адресов.
Арифметико-логическое устройство выполняет числовые и логические операции над данными в соответствии с кодом команды, хранящимся в регистре команд.
Устройство управления осуществляет обмен информацией между процессором и оперативной памятью.
Информация, хранящаяся в оперативной памяти, может быть двух видов — данные и команды выполняемой программы. Команды и данные передаются в процессор по разным шинам на разные регистры. Для передачи адресов также предусмотрена отдельная адресная шина.
Устройство управления выбирает очередную команду из программы, расшифровывает код ее операции и записывает в регистр команд. Если команда предназначается для обработки данных, то в регистр данных из оперативной памяти пересылаются соответствующие данные.
Основными характеристиками процессора являются тактовая частота и разрядность.
Тактовая частота — это количество элементарных операций выполняемых процессором в единицу времени. Тактовая частота измеряется в герцах. Быстродействие современных процессоров составляет 2—4 ГГц.
Разрядность — это количество битов, обрабатываемых микропроцессором за один такт работы. На сегодняшний день существуют 8-, 16-, 32- и 64-разрядные процессоры.
Разрядность и тактовая частота являются основными факторами, определяющими производительность и быстродействие компьютера.
При обработке данных в современных процессорах используются дополнительные приемы, которые увеличивают производительность. Прежде всего, это конвейерная обработка данных, наличие раздельных кэш-памятей для команд и данных, поддержка многопроцессорного режима работы и наличие в архитектуре двух или более АЛУ.
Микропроцессор, имеющий несколько АЛУ, называется многоядерным. В настоящее время стали выпускать двух-, и четырехядерные микропроцессоры.
Наличие двух или более процессоров практически не увеличивает скорость выполнения одной программы (если в ней не предусмотрено распараллеливание вычислений), но если будут запущены одновременно две программы, то производительность увеличится почти в два раза. Если многопроцессорный режим распараллеливает выполнение различных программ, то конвейерная обработка распараллеливает выполнение команд одной программы.
Вопрос 8. Запоминающие устройства. Виды памяти
Запоминающие устройства бывают внутренними и внешними.
К внутренним запоминающим устройствам относятся:
- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM);
- оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM);
- кэш-память (недоступный для пользователя буфер);
- внутренняя память регистров процессора (РОН);
- видеопамять графического адаптера.
Внутренняя память обеспечивает первоначальную проверку работоспособности ПК при его включении, загрузку операционной системы в оперативную память (подготовку ПК к работе) и хранение программ и данных в процессе решения задач. ПЗУ имеет автономный источник питания, а ОЗУ работоспособна только при включенном питания ПК (энергозависима).
К. внешнимзапоминающим устройствам (ВЗУ) относятся:
- жесткие и гибкие магнитные диски;
- магнитные ленты (стримеры);
- оптические диски;
- флэш-память.
Внешняя память предназначена для длительного хранения информации. На жестких дисках хранится программное обеспечение компьютера и всеосновные данные. Гибкие магнитные диски, магнитные ленты, оптические диски и флэш-память позволяют переносить данные и программы с одного компьютера на другой и хранить информацию, не используемую постоянно на ПК.
Основными характеристиками памяти являются ее объем, быстродействие считывания и записи данных. Объем памяти измеряется в байтах, килобайтах (Кб), мегабайтах (Мб) и гигабайтах (Гб). Чем больше объем памяти, тем меньше ее быстродействие. Самым большим быстродействием обладает регистровая память (РОН). Объем и быстродействие памяти во многом определяют производительность компьютера.
Плотность записи представляет собой количество информации, записанной на единице поверхности носителя.