Информатизация и образование. Состав процессора компьютера

Процессор. Основные компоненты и их назначение

Подробности Родительская категория: Архитектура ЭВМ Категория: Базовая организация ЭВМ

Центральный процессор компьютера (Central Processor Unit, CPU) осуществляет основные действия по выполнению команд. В нём можно выделить несколько составляющих частей:

Элементы, составляющие процессор:

декодер команд;
арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее действия над операндами;
регистры для хранения данных, адресов и служебной информации;
устройство для формирования (вычисления) адресов операндов;
устройство управления.

- Устройство управления (УУ)- управляет процессором последовательной выборки, декодирования и исполнения команд программы, хранимой в памяти. УУ формирует временную диаграмму работы всех узлов процессора. Часть регистров также можно отнести к УУ.

- Устройство формирования адресов операндов — вычисляет адрес, по которому произойдёт очередное обращение к участку памяти, содержащему операнд.

- АЛУ — комбинационное логическое устройство, имеющее два (многоразрядных) входа (на которые подаются два слова сходных операндов), на выходе АЛУ формируется результат операций, которые процессор выполняет над операндами, таких, как сложение, умножение и т.п. Минимальный набор операций (машина Фон-Неймана), которые должно выполнять АЛУ, включает операции сложения, инверсии и логического "И", все остальные операции можно получить на базе этих.

- Регистры. Минимальный набор регистров, необходимый для функционирования процессора включает следующие регистры:

-- Аккумулятор — хранит результат операций, часто имеет удвоенною. длину по сравнению с разрядностью процессора (для хранения результатов операций умножения и сдвига).

-- Счётчик команд — содержит адрес следующей команды.

-- Регистр адреса — содержит адрес операнда, используется при косвенной адресации.

-- Регистр флагов (состояния и управления) — содержит код, характеризующий результаты предыдущих операций, а так же информацию о текущем состоянии центрального процессора компьютера.

Рисунок. Регистры процессора MC68HC05

центральный процессор компьютера

- Регистровый файл — набор однотипных регистров.

Каждый процессор имеет свой набор регистров. Можно выделить две группы процессоров: с регистрами общего назначения и со специализированным набором регистров (Пример IntelX86). В первом случае все регистры регистрового файла одинаковы и их можно использовать произвольно в командах. Во втором — за каждым регистром закреплена своя функция, и использование регистров в командах оговорено в формате каждой команды. Однако, процессоры с регистровыми файлами требуют большие аппаратные затраты на организацию связи между регистрами.

Рисунок. Регистры процессоров MC68xxx и Intel X86

центральный процессор компьютера

Модель процессора для программиста — набор регистров, форматы команд, способы адресации, организация памяти и др. Можно рассматривать регистровую модель процессора — набор регистров, их форматы и способы работы с ними.

- на пользовательском уровне (регистры общего назначения и флагов)

- на системном уровне (регистры управления процессором и организации памяти, элементы организации прерываний и прямого доступа к памяти (ПДП)).

Вычислительное ядро (Core) — этим термином обозначают совокупность элементов процессора, необходимых для выполнения команды.

Переферийные устройства — устройства, внешние по отношению к связке "процессор-память".

Устройства ввода-вывода — часть переферийных устройств, предназначенная для связи ЭВМ с "внешним миром".

< Назад
Вперёд >

perscom.ru

Состав персонального компьютера (ПК)

1. Состав персонального компьютера (ПК)

1.1. Процессор (CPU)

Микропроцессор — устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических и операций управления, записанных в машинном коде, реализованный в виде одной микросхемы. В настоящее время наиболее широкое распространение получили платы компаний Intel и AMD, которые различаются по стоимости, производительности, и количеству ядер (1, 2, 4, 6, 8).

1.2. Системная плата

Материнская плата (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard — главная плата) — это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера. Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.

1.3. Оперативная память

Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций.

Виды оперативной памяти:

DDR - является самым старым видом оперативной памяти, которую можно еще сегодня купить. Рабочее напряжение DDR - 2.5 вольт (обычно увеличивается при разгоне процессора), и является наибольшим потребителем электроэнергии из рассматриваемых видов памяти.

DDR2 - это наиболее распространенный вид памяти, который используется в современных компьютерах. Это не самый старый, но и не новейший вид оперативной памяти.
DDR3 - быстрый и новый тип памяти.

Все три вида памяти не совместимы друг с другом!

1.4. Видеокарта

Видеокарта (известна также как графическая плата, графическая карта, видеоадаптер) (англ. videocard) — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. Дополнительная видеокарта необходима лишь при условии, что ПК используется для обработки сложной графики.

1.5. Жесткий диск

Накопитель на жёстких магнитных дисках, НЖМД, жёсткий диск, винт, хард, харддиск, HDD — энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах. При выборе жесткого диска необходимо учитывать его интерфейс. В настоящее время наиболее распространен интерфейс SATA, но для модернизации старых ПК необходимо использовать жесткий диск с интерфейсом IDE. С целью увеличения производительности и надежности хранения информации, возможна установка в ПК нескольких жестких дисков.

1.6. Звуковая карта

З вуковая плата (также называемая звуковая карта или музыкальная плата) (англ. sound card) — это плата, которая позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами

1.7. Накопители и носители информации

Диске́та - портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-1990гг
Диски оптические (CD, DVD ) В качестве носителей оптический привод использует плоские многослойные диски диаметром 8 или 12 см. При заказе дисков необходимо обращать внимание на тот тип устройства чтения/записи (привод), установленный в вашем ПК
U SBFlashDrive - носитель информации, используемый для хранения, переноса и обмена данными, резервного копирования и др. Подключается к компьютеру или иному считывающему устройству через стандартный разъём USB. Возможна ситуация когда устройство автоматически не определяется на компьютерах с операционной системой Windows 95, 98, Me, NT, 2000 , тогда необходимо дополнительно устанавливать драйвера. Если флеш не работает при включении в USB разъем на лицевой панели системного блока, подключите ее в любой USB разъем с тыльной стороны системного блока (рис.1). В основном в настоящее время используются накопители на 2, 4 и 8 Gb.

1.8. Оптический привод ( rewriter) – устройство чтения, записи дисков Можно выделить несколько основных типов данных устройств:

CD-ROM - данный привод способен читать только обычные CD.
CD-RW - CD-RW позволяет не только считывать информацию с обычных компакт-дисков, но и записывать её на CD-R и CD-RW.
DVD-ROM - устройство, способное читать компакт-диски DVD.
DVD-CD-RW Combo - так называемый Combo-драйв, который сочетает в себе функции таких устройств, как DVD-ROM и CD-RW и, соответственно, может записывать диски CD-R и CD-RW, считывать как обычные CD, так и DVD.
DVD-RW –позволяет не только читать диски CD/DVD, но и записывать как обычные CD-R/CD-RW-носители, так и куда более ёмкие DVD-R/DVD-RW/DVD+R/DVD+RW.

Blu -Ray, BD (blue ray — синий луч) — формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3/25/27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54 или 66 Гб.

Примечание: при подборе конфигурации ПК необходимо обращать внимание на совместимость компонентов!

Отзывы и комментарии

< Предыдущая Следующая >

Следующие статьи:

hotuser.ru

Что входит в состав процессора? ?

Устройство и работа процессора

Назначение процессора: Управлять работой ЭВМ по заданной программе; Выполнять операции обработки информации.

Для выполнения первой задачи в процессор входит управляющее устройство. Вычислительным инструментом процессора является арифметико-логическое устройство. Третьей составляющей процессора является регистровая память.

В состав процессора входят: устройство управления;арифметико-логическое устройство;регистры процессорной памяти.

Размер регистра равен размеру машинного слова.

РИСУНОК 2. Состав устройств процессора:

Во время работы программы в регистры по очереди по-мещаются ее команды и вся необходимая информация для их выполнения. Например, при выполнении команды сложения из ПРОГРАММЫ 1:

(ОС) 01 20 24 2С

сама команда переписывается в специальный регистр (он называется регистром команд) , слагаемые из ячеек 20 и 24 заносятся в два других регистра, сумма первоначально также получается в регистре, а затем переписывается в ячейку 2С.

Выполнение программы производится автоматически. Последовательность работы процессора при выполнении программы называется циклом работы процессора. Его можно описать в виде следующего алгоритма:

нач выбрать первую команду программы пока не команда ОСТАНОВ , повторять нц выполнить команду выбрать следующую команду программы кц кон

А теперь вернемся к ПРОГРАММЕ 1 вычисления выражения (А+В) * С. Предположим, что эта программа занесена в память УК Нейман . Опишем взаимодействие пользователя и компьютера в ходе ее выполнения. Допустим, что мы хотим вычислить выражение при А = 200, В = 437, С = 2.

Процессор начинает исполнять программу с команды, находящейся в ячейке 00. В нашей программе это команда ввода А. ЭВМ останавливается и ждет действий пользова-теля. Пользователь набирает на клавиатуре шестнадцатеричный код числа 200 (20010 = С816):

00 00 00 С8

и нажимает клавишу lt;ВВОДgt;, после чего число 200 введено в ячейку 20. Следующая команда требует ввода значения В (43710 = 1B516). Пользователь вводит:

00 00 01 В5 lt;ВВОДgt;

Последним вводится значение С:

00 00 00 02 lt;ВВОДgt;

Последующие команды программы выполняются автома-тически. После выполнения команды вывода (ячейка 14) на экране появится следующий результат:

00 00 04 FA

Работа программы завершится по команде останова.

Полученный результат это шестнадцатеричная форма внутреннего представления. Чтобы получить ответ в десятичной системе, нужно выполнить перевод их шестнадцатеричной системы в десятичную. Вспомним, как это делается:

4FA16= 4 * 162 + 15 * 16 + 10 = 127410.

Наверняка у вас не вызвало энтузиазма то, что числа вводятся и выводятся в шестнадцатеричном виде. Выполняя расчеты на современных ЭВМ, пользователь имеет дело с десятичными числами. Про двоичную и шестнадцатеричную системы он может вообще ничего не знать. Но не надо забывать, что наш компьютер учебный. На его примере мы стремимся понять, как работает ЭВМ. Родной язык компьютера это язык машинных команд и двоичных чисел. Автоматический перевод чисел из двоичной в десятичную систему и обратно производится с помощью специальных программ перевода, а это уже программный сервис. Но здесь вы знакомились с учебным компьютером, лишенным всякого программного обеспечения. С такой машиной можно общаться только на языке двоично-шестнадцатеричных кодов.Коротко о главном

Назначение процессора: управлять работой компьютера и выполнять отдельные операции обработки информации.

В состав процессора входят устройство управления, арифметико-логическое устройство, регистры памяти.

Процессор начинает выполнение программы с ее первой команды. Алгоритм работы процессора носит циклический характер. Работа заканчивается выходом на команду останова.

info-4all.ru