Устройства обработки

Процессор, микропроцессор (CPU от английского Central Processing Unit - ЦПУ или центральное процессорное устройство) - центральное устройство компьютера, которое выполняет арифметические и логические операции, заданные программой преобразования информации, управляет вычислительным процессом и координирует работу периферийных устройств.

Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему, возможности которой определяются размером кристалла кремния и количеством реализованных в нем транзисторов.

Вычислительную мощность определяют два параметра:

- быстродействие – характеризуется тактовой частотой, измеряется в гигагерцах (ГГц)

- разрядность – характеризуется способностью шины данных пропускать через себя информацию в единицу времени, измеряется в битах

В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называют многопроцессорными.

В многопроцессорных системах, процессоры делятся на:

- центральные – проводят вычислительные операции

- периферийные – обеспечивают работу с периферийными устройствами

Функции процессора:

- обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

- программное управление работой устройств компьютера.

Та часть процессора, которая обрабатывает данные, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами (в том числе и АЛУ), называется устройством управления (УУ).

АЛУ и УУ выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами, в которых хранятся входные данные, промежуточные данные и результирующие данные.

Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

сумматор — регистр АЛУ для хранения промежуточных и результирующих данных;

регистр операндов – регистр АЛУ для хранения кодов адресов операндов

счетчик команд — регистр УУ для хранения адреса очередной выполняемой команды;

регистр команд — регистр УУ для хранения и частичного преобразования кода команды.

Основные устройства компьютера и связи между ними представлены на схеме.

Жирными стрелками показаны пути и направления движения информации, а простыми стрелками — пути и направления передачи управляющих сигналов.

Команды, предназначенные для управления работой процессора, попадают из оперативной памяти в устройство управления. Это устройство управляет работой арифметико-логического устройства в соответствии с полученными командами.

В свою очередь, АЛУ в соответствии с полученными из УУ командами, осуществляет

- ввод информации из регистров,

- обработку информации и

- запись обработанной информации в регистры.

Регистры процессора могут обмениваться информацией с ячейками оперативной памяти (тоже на основании команд АЛУ). Поэтому в конечном итоге процессор компьютера

- осуществляет обработку данных, получаемых из оперативной памяти,

- а обработанные данные также размещает в оперативной памяти.

Приведенное краткое описание работы процессора компьютера иллюстрирует, что обработка данных процессором представляет из себя последовательность очень «мелких» шагов:

- считывание данных из оперативной памяти в регистры процессора,

- обработка этих данных и

- обратная запись данных из регистров процессора в ячейки оперативной памяти.

Непосредственно в процессор встроена сверхбыстрая память, работающая на частоте процессора – КЭШ-память. В кеш-память периодически загружается сразу относительно большой объем информации из оперативной памяти. Так как процессор работает на более высокой тактовой частоте, чем оперативная память, то фактически (если бы не было кеш-памяти) он бы простаивал в ожидании новых данных, поступающих из оперативной памяти.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 344; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!