Презентация, доклад по информатике Центральный процессор

зависит общая производительность ПК (определяется скоростью процессора).
CPU выполняет все логические и арифметические операции, которые задает программа, а так же выполняет управление всеми устройствами компьютера (предназначен для обработки информации).

операций является операция сложения двоичных чисел.
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.

Центральный процессор (CPU).

данных и шины адресов.
Регистры.
Счетчики команд.
Кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт).
Математический сопроцессор.

кодов (программисты).
Архитектура процессора – это отражение основных принципов внутренней организации определенных типов процессоров (разработчики ком.пьютерных составляющих)

Эти различия обусловлены разнообразием процессорных ядер, которые обладают определенным набором характеристик.
Наиболее частым отличием является:
различные частоты системной шины,
размеры кэша второго уровня
технологическим характеристикам, по которым изготовлены процессоры.
Очень часто смена ядра в процессорах из одного и того же семейства, требует также замены процессорного разъема. А это влечет за собой проблемы с совместимостью материнских плат.
Производители постоянно совершенствуют ядра и вносят постоянные, но не значительные изменения в ядре.
Такие нововведения называют ревизией ядер и, как правило, обозначаются цифробуквенными комбинациями.

Bus) – это совокупность сигнальных линий, которые объединены по назначению (адреса, данные и т.д.).
Каждая линия имеет определенный протокол передачи информации и электрическую характеристику.
То есть системная шина – это связующее звено, которое соединяет сам процессор и все остальные устройства ПК (жесткий диск, видеокарта, память и многое другое).
К самой системной шине подключается только CPU, все остальные устройства подключаются через контроллеры, которые находятся в северном мосте набора системной логики (чипсет) материнской платы.
Хотя в некоторых процессорах контролер памяти подключен непосредственно в процессор, что обеспечивает более эффективный интерфейс памяти CPU.

составляющая всех современных процессоров. Кеш является буфером между процессором и контроллером достаточно медленной системной памяти. В буфере хранятся блоки данных, отрабатываемых в данный момент, и процессору не нужно постоянно обращаться к медленной системной памяти.
В процессорах, используемых сегодня, кэш поделен на несколько уровней:
первый уровень L1 - производит работу с ядром процессора (разделен на две части – это кэш данных и кэш инструкций);
второй уровень L2 (взаимодействует с L1) – (больше по объему и не разделен на кэш инструкций и кэш данных).
У некоторых процессоров существует L3 – третий уровень, он еще больше второго уровня, но на порядок медленнее, так как шина между вторым и третьим уровнем уже, чем между первым и вторым. Тем не менее, скорость третьего уровня все равно гораздо выше, нежели скорость системной памяти.
Различают кэш по двум видам:
эксклюзивный тип кэша - кэш, в котором информация на всех уровнях строго разграничена на оригинальную (используется в процессорах AMD);
не эксклюзивный кэш – кэш, в котором информация повторяется на всех уровнях кэша (используется в процессорах Intel).

материнской плате).
В любом случае его предназначение – это установка центрального процессора.
Применение разъема облегчает замену процессора при модернизации и снятие на время ремонта ПК.
Разъемы могут предназначаться для установки CPU-карты и самого процессора.
Разъемы различают по предназначению для определенных типов процессоров или CPU-карт.
Компания Intel сейчас производит перевод своих процессоров из гнезда Socket 478 в Разъём LGA 775 (в Socket 478 останутся только устаревшие процессоры и процессоры нижней ценовой категории, начального уровня производительности).
Компания AMD:
для производительных компьютеров и серверов начального уровня определяет Socket 939
для рабочих станций ⎯ Socket 939 и Socket 754
для компьютеров начального уровня ⎯ Socket 754 и Socket A (462).

используются в мини-ЭВМ и суперПК

микрокоманда реализована на аппаратном уровне - выполняет какое-либо элементарное действие.
Конкретна команда процессора кодируется набором микрокоманд, образующих микропрограмму.
Т.О.:
Микропрогаммы –это команды процессора, которые формируют программы.

но число команд меньше и для реализации определенных действий необходимо несколько команд (в CISC выполняются одной командой).

команд.
Технология изготовления процессоров.

времени (выше частота - выше производительность)
Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) (1 МГц = 1 млн. тактов в секунду)
Intel Pentium III – 600 МГц
Intel Pentium IV – 3.73 ГГц

одной команды (4-х разрядный процессор – обработка не более 4 разрядов одной командой).
Часто уточняют разрядность процессора и пишут, например, 16/20, что означает, что процессор имеет 16-разрядную шину данных и 20-разрядную шину адреса.
Современный процессор Pentium 4 имеет разрядность 64/32, то есть одновременно процессор обрабатывает 64 бита, а адресное пространство составляет 68 719 476 736 байт = 64 Гигабайт.

Основные характеристики процессора

от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти и др.).
Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования, т. е. определения скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде.
Для характеристики производительности используют:
МИПС – 1млн оп/сек и МФЛОПС - 1млн оп/сек над дробными числами

Основные характеристики процессора

с фиксированной и плавающей точкой;
дополнительные команды, реализующие обработку графических, видео- и аудиоданных;

Основные характеристики процессора

в ОЗУ.
Применяется кэш-память первого и второго уровней.
Кэш-память первого имеет меньший объём, размещается непосредственно в процессоре, обладает большим быстродействием.

Основные характеристики процессора

одной команды переходит к следующему циклу, процессор одновременно может начать обрабатывать другую команду.
За счет организации конвейера команд позволяет скорость работы процессора намного возрастает.

Основные характеристики процессора

быстрее проходят расстояние между элементами CPU).
Уменьшение толщины проводников – один из основных путей уменьшения размеров и увеличения плотности расположения элементов в микросхеме процессора.
Толщина проводников – 0,13-0,19 мкм
Новая модификация Pentium 4 производится на 0,09-микронной технологии, планируется переход на 0,07 мкм.

Основные характеристики процессора

которая содержит статистическую и динамическую составляющие.
На тепловыделение влияет емкость элементов процессора.
Задание:
Записать состав (элементы) процессора
(стр 40)

Основные характеристики процессора

в виде одной молекулы.
Предполагается, что вскоре процессоры на базе молекулярных микросхем будут впускаться промышленностью.

ИНТЕРЕСНО

команд.
Оптимизация кэш-памяти.

Основные направления совершенствования процессора

системы называются многопроцессорными.

быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и несколько процессоров.