Виконання команд

Становить такт.

Розрядність процесора показує, скільки біт даних він може прийняти і обробити

в свої регістрах за один такт. Розрядність процесора визначається розрядністю

командної шини, тобто кількістю провідників у шині, по якій передаються команди.

Сучасні процесори сімейства Intel вже є 64-розрядними.

Робоча напруга процесора забезпечується материнською платою, тому різним

маркам процесорів відповідають різні материнські плати. Зараз робоча напруга

процесорів не перевищує 3 Вольти. Пониження робочої напруги дозволяє зменшити

розміри процесорів, а також зменшити тепловиділення в процесорі, що дозволяє

збільшити його продуктивність без загрози перегріву.

Кеш-пам’ять. Обмін даними всередині процесора відбувається набагато

швидше ніж обмін даними між процесором і оперативною пам’яттю. Тому, для того

щоб зменшити кількість звертань до оперативної пам’яті, всередині процесора

створюють так звану надоперативну або кеш-пам’ять. Коли процесору потрібні дані,

він спочатку звертається до кеш-пам’яті, і тільки якщо там потрібні дані відсутні,

відбувається звертання до оперативної пам’яті. Чим більший розмір кеш-пам’яті, тим

більша ймовірність, що необхідні дані знаходяться там. Тому високопродуктивні

процесори оснащуються підвищеними обсягами кеш-пам’яті. Розрізняють кеш-пам’ять

першого рівня (виконується на одному кристалі з процесором і має об’єм порядку

декілька десятків Кбайт), другого рівня (виконується на окремому кристалі, але в

межах процесора, з об’ємом в сто і більше Кбайт) та третього рівня (виконується на

окремих швидкодійних мікросхемах із розташуванням на материнській платі і має

обсяг один і більше Мбайт).

У процесі роботи процесор обробляє дані, що знаходяться в його регістрах,

оперативній пам’яті та зовнішніх портах процесора. Частина даних інтерпретується як

власне дані, частина даних – як адресні дані, а частина – як команди. Сукупність

різноманітних команд, які може виконати процесор над даними, утворює так звану

систему команд процесора. Чим більший набір команд процесора, тим складніша його

архітектура, тим довший запис команд у байтах і тим довша середня тривалість

Шини. З іншими пристроями процесор зв’язаний групами провідників, які

називаються шинами. Основних шин три:

 шина даних,

 адресна шина,

 командна шина.

Адресна шина. Дані, що передаються по цій шині трактуються як адреси

комірок оперативної пам’яті. Саме з цієї шини процесор зчитує адреси команд, які

необхідно виконати, а також дані, із якими оперують команди.

У сучасних процесорах адресна шина 64-розрядна. (?)

Шина даних. По цій шині відбувається копіювання даних з оперативної пам’яті

в регістри процесора і навпаки. У ПК на базі процесорів Intel Pentium шина даних 64-

розрядна. Це означає, що за один такт на обробку поступає відразу 8 байт даних.

Командна шина. По цій шині з оперативної пам’яті поступають команди, які

виконуються процесором. Команди представлені у вигляді байтів.

Прості команди вкладаються в один байт, але є й такі команди, для яких потрібно два, три і

більше байтів. Більшість сучасних процесорів мають 32-розрядну командну шину, хоча існують 64-

розрядні процесори з командною шиною. (?)

Шини на материнській платі використовуються не тільки для зв’язку з

процесором. Усі інші внутрішні пристрої материнської плати, а також пристрої, що

підключаються до неї, взаємодіють між собою за допомогою шин. Від архітектури цих

елементів багато в чому залежить продуктивність ПК у цілому.

Розглянемо коротко основні шинні інтерфейси материнських плат.

ISA (Industry Standard Architecture). Дозволяє зв’язати між собою всі пристрої системного

блоку, а також забезпечує просте підключення нових пристроїв через стандартні слоти. Пропускна

здатність складає до 5,5 Мбайт/с. У сучасних комп’ютерах може використовуватися лише для

під’єднання зовнішніх пристроїв, що не вимагають більшої пропускної здатності (звукові карти,

модеми і т.д.).

EISA (Extended ISA). Розширення стандарту ISA. Пропускна здатність зросла до 32 Мбайт/с.

Як і стандарт ISA, цей стандарт вважається таким, що вичерпав свої можливості (у майбутньому

випуск плат, що підтримують ці інтерфейси припиниться).

VLB (VESA Local Bus). Інтерфейс локальної шини стандарту VESA. Локальна шина з’єднує

процесор з оперативною пам’яттю в обхід основної шини. Вона працює на більшій частоті, ніж

основна шина, що дозволяє збільшити швидкість передавання даних. Пізніше в локальну шину

"врізали" інтерфейс для підключення відеоадаптера, який також вимагає підвищеної пропускної

здатності, що і призвело до появи стандарту VLB. Пропускна здатність - до 130 Мбайт/с, робоча

тактова частота - 50 МГц (але вона залежить від кількості пристроїв, під’єднаних до шини, що є

головним недоліком інтерфейсу VLB).

PCI (Peripherial Component Interconnect). Стандарт підключення зовнішніх

пристроїв, введений в ПК на базі процесора Pentium. За своєю суттю, це також

інтерфейс локальної шини з роз’ємами для під’єднання зовнішніх компонентів. Даний

інтерфейс підтримує частоту шини до 66 МГц і забезпечує швидкодію до 264 Мбайт/с

незалежно від кількості під’єднаних пристроїв. Важливим нововведенням цього

стандарту була підтримка механізму plug-and-play, суть якого полягає в тому, що після

фізичного підключення зовнішнього пристрою до роз’єму шини PCI відбувається

автоматичне конфігурування цього пристрою.

FSB (Front Side Bus). Починаючи з процесора Pentium Pro для зв’язку з оперативною

пам’яттю використовується спеціальна шина FSB. Ця шина працює на частоті 100-133 МГц і має

пропускну здатність до 800 Мбайт/с. Частота шини FSB є основним параметром, саме вона

вказується в специфікації материнської плати. За шиною PCI залишилася лише функція підключення

нових зовнішніх пристроїв.

AGP (Advanced Graphic Port). Спеціальний шинний інтерфейс для підключення

відеоадаптерів. Розроблений у зв’язку з тим, що параметри шини PCI не відповідають вимогам

відеоадаптерів на швидкодію. Частота цієї шини - 33 або 66 МГц, пропускна здатність до 1066

Мбайт/с.

USB (Universal Serial Bus). Стандарт універсальної послідовної шини визначає

новий спосіб взаємодії комп’ютера з периферійним обладнанням. Він дозволяє

підключати до 256 різних пристроїв із послідовним інтерфейсом, причому пристрої

можуть під’єднуватися ланцюжком. Серед переваг цього стандарту слід відзначити

можливість підключати і відключати пристрої в "гарячому режимі" (тобто без

перезавантаження комп’ютера), а також можливість об’єднання декількох комп’ютерів

у просту мережу без використання спеціального апаратного та програмного

Дата добавления: 2015-05-26