Процессор. Устройство компьютера

Устройство компьютера

Персональные компьютеры - это универсальные устройства для хранения, обработки и передачи информации.

Архитектура ЭВМ - это общее описание структуры и функций ЭВМ. Архитектура не несет в себя описание деталей технического и физического устройства компьютера.

Основные компоненты архитектуры ЭВМ:

1. процессор,
2. внутренняя (основная) память, внешняя память,
3. устройства ввода, устройства вывода.

Схема Джона фон Неймана

Процессор

Процессор - центральное устройство компьютера.

Центральный процессор предназначен для пошагового выполнения хранящейся в памяти компьютера программы. Программа, выполняемая центральным процессорам, состоит из записанных в двоичном виде машинных команд. Система команд процессора является важной частью архитектуры компьютера. Если системы команд двух процессоров различны, то машинная программа, предназначенная для одного процессора, не сможет быть выполнена другим.

Замечание. Исключение составляет тот случай, когда одна система команд является подмножеством другой. Понятно, что процессор, работающий с некоторой системой команд, будет работать и с ее подмножеством.

Пример: Процессоры AMD Athlon и Intel Pentium 4 имеют совместимые системы команд, и поэтому программы на машинном языке для компьютера с одним из этих процессоров будут выполняться и на компьютере с другим процессором. Процессоры Power PC, используемые в компьютерах Macintosh и процессоры Intel Pentium 4 имеют несовместимые системы команд, следовательно, программа на машинном языке для Macintosh не сможет быть выполнена на компьютере с Intel Pentium и наоборот.

Назначение процессора:

Ø управлять работой ЭВМ по заданной программе;

Ø выполнять операции обработки информации.

Состав процессора:

1. устройство управления (УУ),

2. арифметико-логическое устройство (АЛУ),

3. регистры процессорной памяти.

УУ управляет работой всех устройств компьютера по заданной программе. (Функцию устройства управления можно сравнить с работой дирижера, управляющего оркестром. Своеобразной "партитурой" для УУ является программа.)

АЛУ — вычислительный инструмент процессора; это устройство выполняет арифметические и логические операции по командам программы.

Регистры — это внутренняя память процессора. Каждый из регистров служит своего рода черновиком, используя который процессор выполняет расчеты и сохраняет промежуточные результаты, программы.

Производительность процессора зависит от:

Ø тактовой частоты (кол-во операций в сек)

Ø количества регистров (ячейки памяти процессора) размер 32, 64, 128 бит

Ø объема кэш-памяти

Ø быстродействия арифметико-логического устройства

Ø эффективности алгоритмов устройства управления и др.

Процессор располагается на материнской плате и связан с другими устройствами за счет контроллеров, которые разгружают работу процессора (аудиокарта, видеокарта). Управление контроллерами осуществляется с помощью программ - драйверов.