Сообщение из чего состоит компьютер. Что такое процессор? Число слотов расширения. Из чего состоит микропроцессор компьютера

Что такое микропроцессоры? Устройство, назначение, основные характеристики :: SYL.ru

Что такое микропроцессоры, сегодня знает каждый. Это одно из самых интересных технологических новшеств в электронике после появления транзистора в 1948 году. Чудо-устройства не только начали революцию в области цифровой электроники, но и проникли почти во все сферы жизни человека. Они применяются в сложнейших управляющих контроллерах, оборудовании диспетчерского управления, в простых игровых автоматах и даже игрушках.

Что такое микропроцессоры?

Компьютер, большой и не очень, функционально (в упрощенной форме) может быть представлен в виде блок-схемы, состоящей из трех основных частей:

Центрального процессорного устройства (ЦПУ), которое выполняет необходимые логические и арифметические операции, используя регистры (память микропроцессора), и контролирует синхронизацию и общую работу всей системы.

Устройств ввода-вывода, которые служат для подачи данных в ЦПУ (к ним относятся коммутаторы, аналого-цифровые преобразователи, устройства чтения карт памяти, клавиатура, накопители на жестких дисках и т. д.) и вывода результатов вычислений (светодиоды, дисплеи, цифроаналоговые преобразователи, принтеры, плоттеры, линии связи и т. д.). Так подсистема ввода-вывода позволяет компьютеру общаться с внешним миром. Такие устройства также называются периферийными.
Памяти, в которой хранятся команды (программа) и данные. Обычно состоит из ОЗУ (памяти с произвольным доступом) и ПЗУ (постоянной, предназначенной только для чтения).

Микропроцессор является интегральной схемой, предназначенной для работы в качестве ЦПУ микрокомпьютера.

Принцип действия

Назначение микропроцессора заключается в считывании каждой команды из памяти, ее декодировании и выполнении. ЦПУ обрабатывает данные согласно инструкциям программы в форме логических и арифметических операций. Информация извлекается из памяти или поступает из устройства ввода, и результат обработки сохраняется в памяти или доставляется на соответствующее устройство вывода так, как это указано в командах. Вот что такое микропроцессоры. Для выполнения всех указанных функций у них имеются различные функциональные блоки. Такая внутренняя или организационная структура ЦПУ, определяющая его работу, называется его архитектурой.

Типичная схема устройства микропроцессора представлена вашему вниманию на фото ниже.

Шины

Микрокомпьютер оперирует двоичным кодом. Бинарная информация представлена двоичными цифрами, называемыми битами. Группа битов образует машинное слово (их количество зависит от конкретной реализации). Обычные размеры слова равны 4, 8, 12, 16, 32 и 64 бит. Байт и полубайт представляют собой набор из 8 и 4 бит соответственно.

Шины соединяют различные блоки устройства и позволяют им обмениваться машинными словами. Они выполнены в виде отдельного провода для каждого бита, что позволяет обмениваться всеми разрядами машинного слова одновременно. Обработка информации в ЦПУ также происходит параллельно. Таким образом, шины могут рассматриваться как магистрали передачи данных. Их ширина определяется количеством составляющих их сигнальных линий. По адресной шине ЦПУ передает адрес устройства ввода-вывода или ячейки памяти, к которой он хочет получить доступ. Этот адрес принимается всеми устройствами, подключенными к процессору. Но реагирует на него только то, которому был адресован запрос. Шина данных служит для отправки и приема информации из устройств ввода-вывода и памяти, в т. ч. команд. Очевидно, что она является двунаправленной, а адресная – однонаправленной. Шина управления используется для передачи и приема сигналов управления между микропроцессором и различными элементами системы.

Арифметико-логическое устройство и внутренние регистры

Представляет собой комбинационную сеть, которая выполняет логические и арифметические операции над данными.

В состав микропроцессора обычно входит и ряд регистров. Они используются для временного хранения команд, данных и адресов во время выполнения программы. Например, у микропроцессора Intel 8085 имеется 8-битный аккумулятор (Acc), 6 8-битных регистров общего назначения (B, C, D, E, H и L), 8-разрядный регистр команд (IR), в котором хранится следующая исполняемая инструкция, 16-битный программный счетчик с адресом следующей команды, которую необходимо выбрать из памяти в IR, 16-битный указатель стека, регистр флагов, который сигнализирует о выполнении определенных условий, возникающих во время выполнения логических и арифметических операций, и некоторые другие специальные регистры для внутренних процессов, доступа к которым у программиста нет.

Расшифровывает каждую команду и управляет внешними и внутренними блоками, обеспечивая правильную логическую работу системы.

Для сохранения команд, данных и результатов вычислений требуется наличие полупроводниковых запоминающих устройств. Программа записывается в память, подключенную к микропроцессору через адресную шину и шины данных и управления (подобно устройствам ввода-вывода).

Интерфейс

Если к ЦПУ необходимо подключить одно или несколько устройств ввода-вывода, то возникает необходимость в соответствующем интерфейсе. Он выполняет следующие 4 функции:

буферизацию, необходимую для обеспечения совместимости микропроцессора и периферии;
декодирование адреса для выбора одного из нескольких подключенных к системе ввода-вывода устройств;
декодирование команд, требуемое для выполнения функций, отличных от передачи данных;
синхронизацию и управление всеми вышеперечисленными функциями.

Передача информации

Обмен данными, который происходит между периферийным устройством и микрокомпьютером, относятся либо к их программной передаче, либо к прямому доступу к памяти.

В первом случае загруженная программа запрашивает систему ввода-вывода на передачу данных микропроцессору или из него. Как правило, информация поступает в аккумулятор, хотя другие внутренние регистры могут также участвовать. Программная передача обычно используется при пересылке небольшого объема данных относительно медленными устройствами ввода-вывода, например, периферийным умножителем, периферийным АЛУ и т. д. В таких случаях трансфер обычно производится пословно.

Прямой доступ к памяти или захват циклов контролируется периферийным устройством. При этом системой ввода-вывода принудительно задерживает работа микропроцессора, пока пересылка не будет завершена. Поскольку процесс контролируется аппаратно, интерфейс сложнее, чем требуется для программной передачи данных. Используется при необходимости переслать большой блок информации, например, из таких периферийных хранилищ, как гибкие диски и высокоскоростной картридер.

Интерфейсные устройства

Для разработки пользовательских интерфейсов доступно обширное аппаратное обеспечение. К нему относятся мультиплексоры и демультиплексоры, линейные драйверы и приемники, буферы, стабильные и моностабильные мультивибраторы, триггер-защелки, вентильные схемы, сдвиговые регистры и т. д. Есть и более сложные программируемые интерфейсы, функции которых можно изменить командой микропроцессора. Эти интерфейсы могут быть общего или специального назначения.

Языки программирования

Поскольку компьютер может хранить и обрабатывать информацию в двоичной форме, команды для подачи на машину должны быть представлены в двоичном формате. В таком виде программа является машинным языком.

На языке ассемблера команды, включая места хранения, представлены буквенно-цифровыми символами, называемыми мнемоническими. По сравнению с машинным языком их использование значительно облегчает написание программ. Однако если программа написана на таком мнемоническом языке, она должна быть переведена в инструкции, понятные машине, чтобы их можно было хранить и выполнять в микрокомпьютере. В основном одна команда ассемблера транслируется в одну команду машинного языка.

Писать программы на ассемблере очень утомительно и требует много времени. Поэтому широкое распространение получили языки высокого уровня, такие как Fortran, Cobol, Algol, Pascal, которые можно затем перевести на язык машины. В этом случае одному оператору обычно соответствует несколько инструкций машинного языка.

Набор команд микрокомпьютера

Основные характеристики микропроцессора также определяются набором инструкций. Обычно он состоит из 5 групп:

Группа передачи данных. Данные команды помогают перемещать информацию между регистрами внутри микропроцессора, между памятью и регистром или ячейками памяти.
Арифметическая группа позволяет складывать, вычитать, увеличивать или уменьшать данные в памяти или регистрах (например, сложить содержимое двух регистров ЦПУ).
Логическая группа используется для операций И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ, сравнения, циклического сдвига, дополнения данных в памяти или регистрах (например, чтобы пропустить через схему ИЛИ содержимое двух регистров микропроцессора).
Группа ветвления включает безусловные и условные переходы, вызов подпрограмм и возвращение из них. Условные инструкции служат для того, чтобы определенная операция выполнялась только в случае выполнения определенного условия (например, если требуется перейти к конкретной команде, когда результат последнего вычисления был равен нулю). Они обеспечивают возможность программе самой принимать решения.

Группа стека, ввода-вывода и управления микропроцессором производит передачу данных между ЦПУ и периферией, манипулирует стеком и изменяет внутренние флаги управления. Эти команды позволяют программисту остановить устройство, перевести его в нерабочее состояние, включить и отключить систему прерываний и т. д.

Инструкции, которые хранятся вместе с данными в памяти, могут иметь длину в 1 или несколько байт. Длинные команды хранятся в последовательных ячейках памяти, причем адрес первого байта всегда используется как адрес всей команды. Кроме того, первый байт всегда является кодом операции.

Хронология развития

О том, что такое микропроцессоры, мир узнал в 1971 г., когда американская корпорация Intel впервые анонсировала Intel 4004. Он был выполнен на одном кристалле и являлся 4-разрядным (т. е. работал одновременно с 4 битами данных). Воодушевленная успехом 4004, корпорация Intel представила усовершенствованную версию Intel 4040. Многие другие компании также анонсировали 4-битные микропроцессоры. Например, Rockwell International PPS4, NEC μCOM 4 и Toshiba T3472. Первое 8-разрядное ЦПУ было представлено в 1973 г. той же компанией. Это был Intel 8008, за которым последовала улучшенная версия 8030. Несколько других производителей последовали этому примеру. Наиболее известными 8-битными микропроцессорами стали Intel 8085, Motorola M6800, NEC μCOM85AF, National *SC/MP, Zilog Z80 и Fairchild F8.

Затем появились 12- и 16-битные ЦПУ. Примерами первых являются IM 6100 Intersil и Toshiba T3190, а вторых – Intel 8086, Texas Instruments TMS 9940 и 9980, Fairchild 9440, Motorola М68000, Zilog Z670,.

Изменения характеристик микропроцессора с 1971 года были направлены на совершенствование архитектуры, набора команд, увеличение быстродействия, упрощение требований к мощности и наращивание объема памяти и средств ввода-вывода в одном чипе.

Первые типы микропроцессоров (4004, 4040, 8008) базировались на PMOS-технологии, которая из-за ограничений скорости уступила место NMOS. Другими технологиями являются CMOS, TTL, DTL, RTL.

www.syl.ru

Что такое компьютер определение. Из чего состоит компьютер? и Что такое компьютер? Основы материнской платы

Даже самым неопытным пользователям известно, что персональный компьютер – это системный блок, монитор, клавиатура, колонки и мышь. Но об устройстве и принципе работы каждого элемента знают далеко не все. Попробуем заглянуть внутрь каждой составной части ПК, чтобы разобраться не только в том, что такое компьютер, но и из чего состоит (в зависимости от того, про какие виды компьютеров идёт речь, некоторые детали отличаются - у ноутбука, например, в отличие от «классической» настольной машины, системного блока нет, а его элементы и их аналоги расположены внутри корпуса).

Фотоны, скорее всего, будут играть вспомогательную роль на этом пути, в том числе исследователи из Института квантовой оптики им. Макса Планка: они захватывают большее количество атомов в решетке, образованной лазерными лучами. Эта сетка создает структуру нейтральных атомов, которая напоминает пакет яиц. В каждой из «яичных ям» есть место для атома вместо куриного яйца. Однако исследователи могут изменять свойства сетки. Вы можете сделать земли более узкими или низкими и наблюдать за тем, как ведут себя атомы.

Если вы сломаете картонные прутья из пакета яиц, яйца внезапно перевернутся друг на друга - атомы ведут себя согласно законам квантовой физики и используют, например, нижние барьеры для эффекта туннеля. Хотя это не может быть использовано для арифметики, оно тем не менее приводит к решению научных проблем. Структуры решетки на удивление аналогичны структурам, обнаруженным в электронах в твердых телах, за исключением того, что их можно манипулировать гораздо лучше здесь, в лаборатории. Результатом могут стать новые материалы, которые иначе не были бы обнаружены.

Настольный системный блок является самой важной частью. От его компонентов зависит, как именно работает компьютер. Корпусы современных настольных системных блоков выглядят довольно устрашающе, но если заглянуть внутрь, то устройство «начинки» вряд ли покажется таким же.

То, что исследователи построили с ним, - это квантовый симулятор: система, которая имитирует поведение другой квантовой системы и, таким образом, позволяет делать выводы. Квантовые тренажеры в настоящее время являются горячей темой для физиков, потому что они занимают определенные функции квантовых компьютеров с относительно небольшими усилиями, что, безусловно, займет еще двадцать лет вперед. В настоящее время исследователи работают над улучшением контроля над одиночными атомами. Если они достигнут значительный прогресс, у них внезапно появится квантовый компьютер с множеством кубитов перед ними.

Первое, на что обратим внимание – это блок питания. Его задача – обеспечить систему электроэнергией. Эффективность работы будет зависеть от показателя мощности.

Важный элемент внутреннего устройства – это жесткий магнитный дисковый накопитель HDD. По-простому, он называется «винтом» или «винчестером». Объём памяти измеряется в гигабайтах. Средний показатель емкости на современных компьютерах, вне зависимости от типа, составляет от 512 Гб до нескольких терабайт.

Конечно, вы можете поместить квантовый компьютер по частям из его основных строительных блоков, таких как атомы или ионы. Этот подход, ионная ловушка, выбран среди других физиков Иннсбрукским университетом, который известен своим отделением квантовой физики. Если вы используете только несколько атомов, их намного легче контролировать. К сожалению, по-прежнему существует большое расхождение между «легче» и «легко». Когда речь идет о таких небольших объектах, все нарушения имеют значение. Атомы должны охлаждаться очень глубоко, так что их правильное движение больше не имеет значения.

Следующий важный элемент – это оптический дисковый накопитель. С его помощью компьютер может читать диски форматов CD или DVD. Кроме чтения, с помощью CD- DVD-ROM можно записывать нужную информацию на эти носители. В настоящее время пользователи применяют в основном только DVD-диски, так как они очень гораздо объёмнее, чем диски формата CD. На DVD-носители можно записывать до 17 Гб информации. Тогда как на CD только до 700 Мб. К тому же ROM-дисковод, записывая информацию на DVD, сокращает длину собственных волн. Таким образом плотность записи увеличивается. Современные DVD носители могут также быть двухсторонними, так что их объем будет больше вдвое.

Максимальная частота шины

Кроме того, даже самые маленькие вибрации мешают - исследователи из Инсбрука, таким образом, установили в подвале нового здания своего института огромный огромный резиновый бетонный блок, который изолирует таблицу экспериментов, зафиксированную на ней от всех вибраций.

Как работает ионная ловушка? Во-первых, необходимо выделить несколько ионов. Поскольку они имеют электрический заряд, они могут удерживаться электрическими полями. Затем они сидят, как цепочка жемчужин, выстроившихся в вакууме аппарата. Прежде чем вы войдете в квантовый режим, вы должны убрать большую часть своей кинетической энергии.

Чтобы подключить к персональному компьютеру периферийные устройства, существуют специальные порты, расположенные на задней панели системного блока. Здесь имеются как параллельные, так и последовательные разъемы. От последовательных портов проходит меньше проводов, и к ним, как правило, подключают мышь, клавиатуру или различные модемы. Что касается параллельных портов, то по ним проводится больший объем данных, поэтому проводов от них проходит больше. В данном случае работает принцип «один провод – один разряд». К таким портам подключается внешний жесткий диск или, например, принтер. Порты USB относятся к разряду универсальных последовательных портов, и к ним можно подсоединить что угодно, вплоть до второго компьютера, если он необходим для обмена данными.

Для этого исследователи используют разные методы, которые работают в разных температурных диапазонах. В самом низком диапазоне используется только так называемое допплеровское охлаждение, в котором частицы вычитаются из их импульса с точно измеренными столкновениями фотонами.

Только в самой крошечной части Кельвина ионы сидят так тихо в ловушке, что могут превратить их в общее возбуждение - снова используется лазер. Таким образом, исследователи из Инсбрука, по крайней мере, смогли блокировать 14 ионов - это все еще мировой рекорд. Никакой другой метод не приближается к этому. Кроме того, что касается качества и разнообразия квантовых операций, возможных для ионных ловушек, то такие системы далеко впереди.

Также в системном блоке расположен кулер, охлаждающий «внутренности». В зависимости от мощности компьютера их число может доходить до двух.

Материнская плата персонального компьютера

Материнская плата заслуживает отдельного пункта в нашем повествовании о том, что такое компьютер, поскольку именно на ней размещены самые важные устройства любого компьютера. Начнем с процессора. Процессор представляет собой центральный блок, служащий для управления функциями всех остальных блоков. Кроме этого, процессор обрабатывает информацию, выполняя действия как логического, так и арифметического характера. Устройства характеризуются разрядностью и тактовой частотой. От первого показателя зависит производительность, от второго – скорость работы.

Однако для практической реализации может оказаться неблагоприятным, что вам нужен более крупный аппарат для левитации ионов в вакууме. Ионные ловушки в какой-то мере являются электронными лампами квантовых компьютеров: все надежды основаны на том, что они могут когда-то заменить их каким-то транзистором, т.е. на основе твердых систем.

Твердотельный квантовый компьютер

Твердотельный квантовый компьютер может быть реализован, например, с помощью сверхпроводимости. В качестве кубита исследователи теперь используют сверхпроводящую цепь, которая может протекать в одном направлении или в противоположном направлении. В квантовом режиме ток течет в обоих направлениях, поэтому ток течет влево и вправо одновременно. Их квантовый компьютер состоит из трех кубито

iuni.ru

Сообщение из чего состоит компьютер. Что такое процессор? Число слотов расширения

Все люди на планете Земля по разному понимают слово компьютер. Если перевести «computer», то получим слово «вычислитель». Да-да, он вычисляет всякую «ерунду», пока вы сидите, играете, смотрите кино или работаете. Работа компьютера основана на математике. Он математические вычисления превращает в картинки, видео, музыку, трехмерную графику. И все в нем взаимосвязано, как в человеческом теле. Вы будете хорошо и в полную силу работать, если у вас удалить одно легкое? Или совсем убрать, допустим, желудок?

Компьютер - это тоже целая система составляющих, как и наше тело. Все в нем должно быть на месте.

Внешние составляющие компьютера:

♦Системный блок

♦Монитор

♦Клавиатура

♦Манипулятор (мышь)

♦Колонки (доп.)

♦Принтер (доп.)

♦Сканер (доп.)

Под словом «доп.» в скобках подразумевается то, что компьютер и без этих устройств будет работать нормально. Все же в отличие от человека у компьютера есть дополнительные устройства, которые можно отбросить.

Список, который вы видите выше, не говорит о том, КАКОЙ компьютер. Он не характеризует его. Ведь всем известно, что компьютеры бывают разные. Самое главное компьютера находится в системном блоке! По сути дела это и есть компьютер, а монитор и прочие устройства нужны только для общения с ним или ввода вывода информации.

Устройства, находящиеся в системном блоке:

♦Главный микропроцессор (на нем стоит большой радиатор с вентилятором (кулер)

♦Материнская плата

♦Оперативная память

♦Видеокарта

♦Жесткий диск

♦Привод гибких дисков (флоппи-дисковод)

♦Картридер (на современных ПК флоппик уже не ставят, он слишком устарел)

♦Привод для чтения/записи CD или DVD дисков.

♦Корпус, в котором все это находится.

Причем нет правила, что в компьютере, всегда стоит, только один жесткий диск или один привод. Даже процессоров бывает несколько! Теперь вам следует узнать для чего же каждое из устройств в системном блоке. Это называется Анатомия ПК.

Процессор (CPU. Central Processor Unit) .

Всем наверно ясно для чего. Это главный вычислитель, как я уже говорил, что компьютер производит математические вычисления, а пользователь видит на экране готовый результат в виде музыки, графики, фото и т.д.

Справа фото процессора AMD Athlon64 3200+ в Socket 939. Белое на нем - это термопаста. Также видно рычаг для зажима контактов, который нужно поднимать вверх, если нужно снять процессор.

Материнская плата (MB. Motherboard) .

Этот агрегат можно смело называть главным устройством вкомпьютере, так как процессор без нее никуда не денешь, разве только на брелок. Материнская плата или бывает, что ее называют еще Системная плата - управляет всеми устройствами в компьютере! Именно к ней вы подключаете мышь, клавиатуру, дата-кабель, USB-устройства, колонки. Монитор втыкается в видеокарту, а сама видеокартавставляется в материнскую плату. Короткими словами это связующее звено всех устройств в компьютере.

Справа на картинке видно все слоты: PCI-E (голубой), PCI (белые), SATA (оранжевые и два фиолетовых), PCI-E 1x (три черных), четыре слота для памяти (желтые и красные), установленный процессор без кулера, ниже позолоченный радиатор с надписью GIGABYTE, под которым главный чипсет. Также можно видеть воткнутый шлейф IDE (устаревший сегодня разъем для подключения жестких дисков и приводов). Здесь не хватает только видеокарты и кулера, чтобы включить компьютер.

Оперативная память (RAM. Random Access Memory) .

Миссия оперативной памяти в компьютере очень важна. Без нее никак! Ну, просто вот никак и все тут! Если б человек не создал компьютеру оперативную память, тогда мы бы все сейчас мучились, работая на компьютере! А все из-за того, что он бы очень сильно, как говорится, тупил!

Думаю, многие из вас, читатели, знают, что такое Оперативная служба ФСБ, кто такой Опер? По телевизору как-то показывали сериал «Опера», ударение на букву «а». Что значит слово «Оперативно»? Если вы знаете,что оно значит, тогда, сопоставив смысл со словом «память», не сложно понять, что такое оперативная память. Чтобы было проще, скажу: постоянная память это когда что-то запомнили и все навечно, пока ѐмкость постоянной памяти не повреждена. Постоянной памятью в компьютере является жесткий диск.

Оперативная память нужна только на реальный момент работы. Вот я сейчас набираю на клавиатуре этот текст, и мой компьютер записывает в оперативную память символы, нажимаемые мной, потом они появляются на экране. В оперативной памяти записываются стертые мной слова, абзацы, которые

crabo.ru

Состав и функции микропроцессора ПК

Персональные компьютеры представляют наиболее многочисленный и разнообразный по составу класс ЭВМ. Они используются при решении самых разных задач не только профессиональными программистами, но и специалистами других областей знаний и деятельности.

К ПК (или ПЭВМ) относится ЭВМ, управляемая одним пользователем и предоставляющая пользователю в каждом сеансе работы все свои ресурсы.

К особенностям, отличающим ПК от других ЭВМ, следует отнести:

1. Универсальный характер использования, в соответствии с которым на ПК могут решаться экономические, научные, производственно-технические, конструкторско-технологические и другие задачи в различных сферах человеческой деятельности.

2. Модульный характер построения архитектуры ПК, позволяющий формировать техническую конфигурацию, определять состав внутренних и внешних устройств ПК в зависимости от характера решаемых задач, требований пользователя и финансовых возможностей.

3. Развитость и разнообразие программного обеспечения (ПО), направленные на решение задач из различных областей знаний и деятельности человека.

4. Небольшие габариты, высокая надежность работы, отсутствие специальных требований к условиям эксплуатации и наличие «дружественного» человеко-машинного интерфейса, дающие возможность устанавливать ПК на рабочие места пользователя.

Первоначально основным признаком ПК служило наличие в нем микропроцессора (МП), выполненного в виде одной микросхемы. В настоящее этот признак перестал быть определяющим, так как МП используются во всех классах ЭВМ.

Классификация ПК. ПК классифицируются по следующим признакам:

1. По размеру ПК делятся на стационарные (Desktop) и переносные ПК. В состав переносных ПК включаются портативные (Laptop), блокнотного типа (Notebook, Netbook) и карманные (Palmtop) ПК.

2. По типу используемых МП различают ПК, построенные на процессорах с расширенной системой команд - CISC-процессорах (CISC – Complete Instruction Set Computer), и ПК, основанные на процессорах с сокращенным набором команд – RISC-процессорах (RISC – Reduce Instruction Set Computer). К первой группе ПК относятся ПК с Intel-совместимой архитектурой. Во вторую группу входят ПК Macintosh на МП Power PC (более ранние модели ПК Macintosh выпускались на базе МП Motorola 680х0), компьютеры SUN с процессорами SPARC-архитектуры, компьютеры DEC c МП Alpha и другие менее распространенные ПК.

Необходимо обратить внимание, что приведенные ПК представляют не отдельные модели, а программно совместимые «сверху-вниз» семейства поколений компьютеров. В дальнейшем материал главы будет относиться только к Intel-совместимым ПК.

3. Классификация ПК по поколениям МП включает для Intel-совместимых ПК следующие поколения: 8086/8088, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Сore. В каждом поколении имеются различные модификации моделей МП, различающиеся структурой, техническими характеристиками и ценой.

4. Классификация ПК по назначению устанавливает четыре группы ПК:

- массовые ПК, к категории которого также относятся рабочие станции клиентов вычислительных сетей;

- специализированные ПК, ориентированные на работу в конкретных предметных областях, например в области медицины, дизайнерской работе и т.д.

- мультимедийные ПК;

- компьютеры, выполняющие функции серверов в вычислительных сетях.

Архитектура ПК.Структуру ПК рассмотрим на примере обобщенной схемы технической конфигурации ПК, представленной на рис.3.6 Устройства, составляющие внутреннюю конфигурацию ПК, располагаются на системной плате.

К основным устройствам внутренней конфигурации относят: микропроцессор (МП), оперативную память, основной набор микросхем (ChipSet –набор микросхем), КЭШ-память, а также интерфейсные шины, используемые для связи устройств между собой: системную шину, шины ISA (Industry Standart Architecture – архитектура промышленного стандарта), PCI (Peripheral Component Interconnect – соединение внешних устройств), USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина), PCI Express, генератор тактовых импульсов (ГТИ), адаптеры и порты ввода-вывода.

Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему, предназначенную для выполнения всех арифметико-логических операций, заданных программой, управления вычислительным процессом и координации работы всех устройств компьютера.

Основной набор микросхем (чипсет) включает системный и функциональный контроллеры и микросхемы, которые определяют основу работы материнской (системной) платы. Системный контроллер обеспечивает передачу данных по системной шине и, соответственно, обмен данными с процессором и кэш-памятью, а также передачу данных по шине памяти и обмен данными с оперативной памятью и с видеоконтроллером. Функциональный контроллер осуществляет обмен данными с системным контроллером и со всеми периферийными устройствами компьютера за исключением монитора. Именно от чипсета зависит, с какими типами процессоров работает материнская плата, какой максимальный объем оперативной памяти, какова скорость обмена данными по шинам компьютера.

Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:

- шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода;

-шину адреса, состоящую из проводов и схем сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

- шину управления для передачи управляющих сигналов во все блоки компьютера.

Внешние или периферийные устройства ПК подключаются к интерфейсным шинам через адаптеры (или контроллеры) и предназначены для организации интерфейса ПК с пользователем, осуществления операций ввода-вывода и хранения данных. Помимо адаптеров, которые являются чисто техническими устройствами, для работы внешних устройств необходимы еще и специальные программы, которые называются драйверами. Таким образом управление работой внешних устройств, синхронизация их работы с работой других внутренних и внешних устройств ПК осуществляется адаптерами и драйверами. Во многом, благодаря разнообразным внешним устройствам, обеспечивается универсальность использования ПК в различных областях деятельности человека.

Из чего состоит процессор? Основные части и их функции

Многие уверенные пользователи ПК прекрасно знают основные составляющие компьютера, но мало кто понимает, из чего состоит процессор. А между тем это главное устройство системы, которое выполняет арифметические и логические операции. Основная функция процессора состоит в получении информации, ее обработке и отдаче конечного результата. Звучит все просто, но на самом деле процесс этот сложный.

из чего состоит процессор

Из чего состоит процессор

ЦП ‒ это миниатюрная кремниевая пластина прямоугольной формы, которая содержит миллионы транзисторов (полупроводников). Именно они реализуют все функции, которые выполняет процессор.

Почти все современные процессоры состоят из следующих компонентов:

Несколько ядер (редко 2, чаще 4 или 8), которые выполняют все функции. По сути, ядро представляет собой отдельный миниатюрный процессор. Несколько интегрированных в основной чип ядер параллельно работают над задачами, что ускоряет процесс обработки данных. Однако не всегда большее количество ядер означает более быструю работу чипа.
Несколько уровней памяти КЭШ (2 или 3), благодаря чему время взаимодействия ОЗУ и процессора сокращается. Если информация находится в КЭШе, то время доступа к ней минимизировано. Следовательно, чем большим будет объем КЭШа, тем больше информации в него поместится и тем быстрее будет сам процессор.
Контроллер ОЗУ и системной шины.
Регистры ‒ ячейки памяти, где хранятся обрабатываемые данные. Они всегда имеют ограниченный размер (8, 16 или 32 бит).
Сопроцессор. Отдельное ядро, которое предназначается для выполнения операций определенного типа. Чаще всего в виде сопроцессора выступает графическое ядро (видеокарта).
Адресная шина, которая связывает чип со всеми подключенными к материнской плате устройствами.
Шина данных – для связи процессора с оперативной памятью. По сути, шина представляет собой набор проводников, посредством которых передается или принимается электрический сигнал. И чем больше будет проводников, тем лучше.
Шина синхронизации – позволяет контролировать такты и частоту работы процессора.
Шина перезапуска – обнуляет состояние чипа.

Все эти элементы принимают участие в работе. Однако самым главным среди них, безусловно, является именно ядро. Все остальные указанные составляющие лишь помогают ему выполнять основную задачу. Теперь, когда вы понимаете, из чего состоит процессор, можно более детально рассмотреть его основной компонент.

функции процессора состоят в

Ядра

Говоря о том, из чего состоит центральный процессор, в первую очередь нужно упомянуть ядра, так как именно они представляют собой основные его части. Ядра включают в себя функциональные блоки, выполняющие арифметические или логические операции. В частности, можно выделить:

Блок выборки, декодирования и выполнения инструкций.
Блок сохранения результатов.
Блок счетчика команд и т.д.

Как вы поняли, каждый из них выполняет определенную задачу. Например, блок выборки инструкций считывает их по указанному в счетчике команд адресу. В свою очередь, блоки декодирования определяют, что именно надо сделать процессору. В совокупности работа всех этих блоков и позволяет добиться выполнения указанной пользователем задачи.

Задача ядер

Отметим, что ядра могут выполнять только математические расчеты и операции сравнения, а также перемещать данные между ячейками ОЗУ. Впрочем, этого хватает, чтобы пользователи могли играть в игры на компьютере, смотреть фильмы, просматривать веб-страницы.

из чего состоит центральный процессор

По сути, любая компьютерная программа состоит из простых команд: сложить, умножить, переместить, поделить, перейти к инструкции при выполнении условия. Конечно, это лишь примитивные команды, однако их объединение между собой позволяет создать сложную функцию.

Регистры

Из чего состоит процессор еще, кроме ядер? Регистры – второй важный его компонент. Как вы уже знаете, это быстрые ячейки памяти, где находятся обрабатываемые данные. Они бывают разными:

A, B, C – используются для хранения информации во время обработки. Их всего три, но этого достаточно.
EIP – в этом регистре хранится адрес следующей в очереди инструкции.
ESP – адрес данных в ОЗУ.
Z – здесь находится результат последней операции сравнения.

Этими регистрами процессор не ограничивается. Есть и другие, однако указанные выше являются самыми главными – именно ими чаще всего пользуется чип для обработки данных во время выполнения той или иной программы.

процессор его назначение из чего состоит

Заключение

Теперь вы знаете, из чего состоит процессор и какие его модули являются основными. Подобный состав чипов не является постоянным, так как они постепенно совершенствуются, добавляются новые модули, усовершенствуются старые. Однако сегодня то, из чего состоит процессор, его назначение и функционал являются именно такими, как описано выше.

Описанный выше состав и приблизительный принцип работы систем процессора упрощены до минимума. На самом деле весь процесс является более сложным, но для его понимания необходимо получать соответствующее образование.

загрузка...

worldfb.ru

Что такое процессор?

процессоры Что же такое процессор?

Компьютер содержит в себе несколько процессоров. Свои персональные процессоры имеют некоторые его модули, такие как — звуковая плата, видеокарта, различные внешние устройства. Но эти процессоры выполняют задачи, связанные непосредственно со своим устройством. Мы же затронем в этом посте ЦЕНТРАЛЬНЫЙ процессор, называя его просто одним словом -'процессор'.

Процессор — это кремневый кристалл, выращенный по специальной технологии. Внутри этого кристалла находится огромное количество мельчайших элементов, именуемых транзисторами. Транзисторы соединены между собой контактами из металла. С помощью транзисторов процессор и занимается обработкой данных, производя вычисления на основе математических действий с цифрами. Как Вы знаете, всякая информация внутри компьютера представлена в цифровом виде.

компьютерные шины Для взаимодействия с другими частями компьютера, процессор использует «шины». Шинами называют скоростные коммутаторы для передачи данных между блоками компьютера в обеих направлениях. Обычно в компьютере две шины:

Шина для транспортировки информации.
Шина для определения адресов передачи этой информации, содержащихся в памяти.

Из чего же состоит процессор, что скрывается внутри кремниевого кристалла?В любом процессоре находятся:

Ядро процессора — главное устройство для вычислений. Оно и обрабатывает все, поступающие в процессор данные.

Сопроцессор — дополнительный модуль, входящий в состав процессоры, который необходим для особенно сложных вычислений. Сопроцессор активно используется для работы с графическими и различными мультимедийными приложениями.

Кэш-память — это буферная память — специальный накопитель данных. Наиболее часто используется два вида кэш-памяти:

Кэш-память первого уровня — очень небольшая, её объем около нескольких десятков килобайт, но такая память очень быстро работает
Кэш-память второго уровня — работает немного помедленнее, но зато объем её больше — примерно от 128 кб до 2 мб.

Давайте рассмотрим некоторые из характеристик процессоров.

Количество ядер (процессоров)Многоядерный процессор — это процессор, состоящий из нескольких независимых составляющих — ядер. Каждое ядро, по сути тот же процессор, но находящийся внутри одного целого, и работающий во взаимодействии с собратьями.

Сегодня повсеместно применяются двухъядерные процессоры типа: Core2 Two Duo, но, уже вовсю их догоняют четырёхъядерные, типа: Core Two Quad. Модернизация процессоров так быстра, что число ядер растёт, увеличиваясь по два за один год.

Тактовая частотаЭто число совершённых элементарных операций или тактов, выполненных процессором за одну секунду.

Разрядность процессораРазрядность процессора определяется максимальным числом бит информации, которые могут быть обработаны и переданы процессором одновременно. Тактовая частота отличается то разрядности — также, как скорость отличается от объёма.

Сегодня используются 32-битные и 64-битные процессоры. Сегодня, пока, в основном используются компьютеры с 64-битными процессорами. Это связано с недостатком программного обеспечения, разработанного под 64-битные процессоры.

prostoyblog.ru

Из чего состоит компьютер процессор l l

Из чего состоит компьютер

процессор l l l Что же такое процессор? Процессор — это «мозг» компьютера. Процессором называется устройство, способное обрабатывать программный код и определяющее основные функции компьютера по обработке информации. Конструктивно процессоры могут выполниться как в виде одной большой монокристальной интегральной микросхемы — чипа, так и в виде нескольких микросхем, блоков электронных плат и устройств. Чаще всего процессор представлен в виде чипа, расположенного на материнской плате. На самом чипе написана его марка, его тактовая частота (число возможных операций, которые он может выполнить в единицу времени) и изготовитель. В настоящее время микропроцессоры и процессоры вмещают в себе миллионы транзисторов и других элементов электронной логики и представляют сложнейшие высокотехнологичные электронные устройства. Персональный компьютер содержит в своем составе довольно много различных процессоров. Они входят в состав систем ввода/вывода контроллеров устройств. Каждое устройство, будь то видеокарта, системная шина или еще что-либо, обслужизается своим собственным процессором или процессорами. Однако архитектуру и конструктивное исполнение персонального компьютера определяет процессор или процессоры, контролирующие и обслуживающие системную шину и оперативную память, а также, что более важно, выполняющие объектный код программ. Такие процессоры принято называть центральными или главными процессорами (Central Point Unit — CPU). На основе архитектуры центральных процессоров строится архитектура материнских плат и проектируется архитектура и конструкция компьютера

клавиатура l Компьютерная клавиатура — одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер. Стандартная компьютерная клавиатура, также называемая клавиатурой PC/AT или AT -клавиатурой (поскольку она начала поставляться вместе с компьютерами серии IBM PC/AT), имеет 101 или 102 клавиши. Клавиатуры, которые поставлялись вместе с предыдущими сериями — IBM PC и IBM PC/XT, — имели 86 клавиш[источник не указа н 1106 дней]. Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит.

Мышь компьютера l Манипуля тор «мышь» (просто «мышь» или «мышка» ) — механический манипулятор, преобразующий механические движения в движение курсора на экране

Монитор комьпютера l l конструктивно законченное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания и плат управления, корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал (вкомпьютере — видеокарта). В качестве монитора в некоторых случаях может применяться и телевизор.

ОБМАН ЗРЕНИЯ

конец l l Автор Суходольский Никита Класс 5 в Урок информатика Программа Microsoft Power. Point

present5.com