Характеристики микропроцессора

Мощность (быстродействие) компьютера, его характеристики во многом определяются типом (моделью) процессора. Важнейшими характеристиками микропроцессора являются:

1) тактовая частота. Характеризует быстродействие компьютера. Режим работы процессора задается микросхемой, называемой генератором тактовых импульсов. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций выполняет микропроцессор за одну секунду. Тактовая частота измеряется в МГц;

2) разрядность процессора — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция. Чем больше разрядность процессора, тем больше информации он может обрабатывать в единицу времени и тем больше, при прочих равных условиях, производительность компьютера;

Внутренняя память компьютера

В процессе обработки информации некоторые данные или промежуточные результаты нужно сохранить, а некоторые нужно хранить постоянно, чтобы обеспечить саму работу ПК. Для этого в структуре компьютера имеются устройства, образующие её внутреннюю память. Внутренняя память («склад» Ч. Бэббиджа) входит в центральную часть ПК, так как постоянно взаимодействует с процессором.

Внутренняя память компьютера – это набор ячеек хранения информации, имеющих номер и адрес.

Общее их количество, доступное процессору, составляет его адресное пространство. Внутренняя память включает оперативную и постоянную составляющие.

Оперативное запоминающее устройство или ОЗУ (англ. RAM – Random Access Memory – память произвольного доступа) – это память для временного хранения информации, пока компьютер включен. Она позволяет быстро (оперативно) записывать и считывать нужную информацию. В ОЗУ находится вся информация, находящаяся в обработке, причём можно обратиться к любому её фрагменту в текущий момент времени, что и позволяет её называть памятью произвольного доступа. Но всё хранимое в ОЗУ исчезает бесследно с выключением электропитания.

КЭШ-память - это буферная, не доступная для пользователя память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в медленно действующих запоминающих устройствах. Она служит для увеличения быстродействия ПК и служит промежуточным буфером обмена между микропроцессором и ОЗУ.

Постоянное запоминающее устройство или ПЗУ (ROM – Read Only Memory – память только для чтения) – это память для хранения встроенного набора команд, обеспечивающего работу компьютера.

В ПЗУ находятся:

· программа управления работой процессора;

· программа запуска и останова компьютера;

· BIOS (Basic Input/Output System) – комплекс программ тестирования устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;

· программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью;

· информация о том, где на диске находится операционная система.

Это устройство позволяет только считывать заложенную в него разработчиком информацию, записывать или стирать что-либо в нём нельзя. Эта часть внутренней памяти не зависит от внешнего электропитания. Таким образом, ПЗУ является энергонезависимой памятью.

Кроме ПЗУ и ОЗУ на системной плате имеется и энергонезависимая CMOS-память, постоянно питающаяся от своего аккумулятора. В ней хранятся параметры конфигурации компьютера, которые проверяются при каждом включении системы. Это полупостоянная память. Для изменения параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурации компьютера - SETUP.

Внешняя память компьютера

Внешняя память относится к внешним запоминающим устройствам (ВЗУ) и используется для долговременного хранения любой информации, которая может потребоваться.

В ВЗУ хранится программное обеспечение ЭВМ.

Внешняя память:

- НЖМД (накопитель на жестком магнитном диске) или винчестер (HDD),

- НГМД (накопитель на гибком магнитном диске) или дискеты,

- оптические накопители CD- и DVD-диски,

- USB-flash-накопители.

Магистрально-модульный принцип построения ПК. Принцип «открытой архитектуры»

В основе строения ПК лежат два важных принципа: магистрально-модульный принцип и принцип открытой архитектуры.

Согласно первому все части и устройства изготавливаются в виде отдельных блоков (модулей), информация между которыми передаётся по комплекту соединений, объединённых в магистраль.

Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии.

Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.

Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).

Разрядность шины адреса определяется объемом адресуемой памяти (адресное пространство), т.е. количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Это количество можно рассчитать по формуле:

N = 2^I, где I – разрядность шины адреса.

В современных компьютерах разрядность шины адреса составляет 36 бит.

Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек составляет: N = 2³⁶ = 68 719 476 736.

Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию – считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее.

Все периферийные устройства как самостоятельные модули персонального компьютера подключены к системной шине компьютера через контроллеры. И к этой же системной шине подключаются процессор и оперативная память ПК.

Контроллер осуществляет постоянное взаимодействие с процессором и оперативной памятью ПК через системную шину ПК. Контроллер отвечает за получение информации от процессора и из оперативной памяти, и за передачу данных процессору или в оперативную память.

Второй принцип построения ПК – открытая архитектура – предполагает возможность сборки компьютера из независимо изготовленных частей, доступную всем желающим (подобно детскому конструктору).

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

- регламентируется и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями;

- компьютер легко расширяется и модернизируется за счет наличия внутренних расширительных гнезд,в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Дата добавления: 2014-01-11