Характеристики CPU

Шина

Аппаратные средства ЭВМ.

Лекция 14

Внешняя память

Внешняя память - размещается на внешних устройствах хранения данных персонального компьютера и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения проблем. Программное обеспечение компьютера хранится во внешней памяти. Наиболее часто используемые формы внешней памяти: магнитные диски, оптические диски и модули флэш-памяти.

Магнитные диски покрыты окисью железа. Они могут быть в виде тонких стальных жестких дисков. Магнитные диски покрыты маленькими намагниченными областями. При чтении или записи данных на диск, головка механизма считывания записи может идти непосредственно к нужному кусочку данных. Поэтому, диск называется устройством памяти с прямым доступом. Магнитные запоминающие устройства в виде дисков различаются по емкости и мобильности

Устройства внешней памяти могут быть размещены в системном блоке компьютера и в отдельных кассетах. Мобильными носителями данных обычно считают внешние устройства долговременного хранения данных – флоппи-диск небольшой емкости (дискета), более емкие оптические компакт-диски (CD, DVD) и модули флэш-памяти. Модули флэш-памяти и дискеты предполагают возможность полного удаления и переписывания информации. Оптические компакт-диски разделяют на диски многократной перезаписи (RW – rewritable - перезаписываемый), только для чтения (ROM - Read Only Memory) и диски с возможностью однократной записи (R- recordable).

На первый взгляд DVD подобен CD-диску. Оба диска 120 мм в диаметре и 1.2 мм толщиной. Они также используют лазерный луч для считывания данных. Однако, они очень различаются по внутренней структуре и емкости сохраняемых данных. На DVD-дисках дорожки расположены очень близко друг к другу, таким образом, позволяя иметь большее количество дорожек на диске. Расстояние между каждой дорожкой - 0.74 микрона, принимая во внимание, что на CD расстояние между дорожками - 1.6 микрон. Кроме того, DVD-диски могут быть двухсторонними, что удваивает их потенциальные возможности для хранения данных.

Флэш-память - маленький компьютерный кремниевый чип. Он может быть легко изменен и перезаписан, что делает его популярным в компьютерах, сотовых телефонах и других изделиях.

Команды выполняются в CPU с помощью перемещения данных в различных формах от регистра к регистру, а также между регистрами и памятью. Формы, которые данные могут принимать в дополнение к буквенно - числовым значениям, - команды и адреса. Таким же образом, данные перемещаются между различными модулями ввода - вывода, памятью и CPU. Физический канал связи, который делает возможным перемещение данных от одного местоположения в компьютерной системе до другого, называется шиной.

Шина может быть определена как группа электрических проводников, подходящих для переноса сигналов компьютера от одного местоположения до другого. Электрическими проводниками могут быть провода, или это могут быть проводники на печатной плате. Каждый проводник в шине обычно известен, как линия. Линиям шины часто дают названия, чтобы облегчить их идентификацию. Каждая линия несет единственный электрический сигнал. Сигнал может представлять 1 бит адреса памяти или последовательности бит передаваемых данных, или тайминг-контроля, который включает и выключает устройства в надлежащее время. Иногда, проводник в шине может также использоваться для подачи напряжения к модулю.

Шины используются обычно для передачи данных между периферией компьютера и CPU, для передачи данных между CPU и памятью, и для передачи данных между различными точками в пределах CPU. Шина может быть крошечной - в дюйм длины, для передачи данных между различными частями CPU в пределах чипа интегральной схемы; она может быть длиной несколько дюймов, для передачи данных между чипом CPU и памятью; она может быть сотни футов длины, для передачи данных между различными компьютерами, связанными вместе в единую сеть.

По шине происходит передача данных, адресов памяти, управляющей информации и питания. Системная шина включает в себя несколько линий (шин), которые могут быть разделены на четыре общих категории: кодовые шины данных, кодовые шины адреса, кодовые шины инструкций; шины питания.

Шины данных передают "данные", которые передвигаются от одного местоположения до другого. Шины адреса определяют получателя данных по шине. Шины инструкций обеспечивают контроль за надлежащей синхронизацией и действиями шины и модулей, которые связаны с шиной. Иногда, шина, которая связывает CPU, большую память и много различных типов периферий, может включать в себя больше сотни линий для исполнения своих функций.

Основные характеристики CPU: время машинного цикла, тактовая частота, объем памяти, разрядность процессора. Заметим, что компьютер может иметь несколько процессоров. Мультипроцессорные системы нацелены на достижение супербольших скоростей работы.

Время машинного цикла может быть измерено числом команд выполненных в секунду. Эта мера (единица измерения быстродействия компьютера), называемая MIPS (millions of instructions per second), измеряется в миллионах команд в секунду.

Тактовая частота определяет производительность процессора. Каждый CPU производит ряд электронных импульсов с определенной частотой (называемой скоростью работы тактового генератора), который определяет тактовую частоту процессора. Скорость работы - это число импульсов работы процессора в секунду. Компьютер выполняет сотню миллионов таких действий в секунду. Скорость измеряется в Мегагерцах. MHz - один миллион импульсов в секунду.

Объем памяти - количество информации, которую компьютер или устройство может обрабатывать или хранить. Подобно CPU, устройства памяти содержат тысячи электрических цепей впечатанных на кремниевый чип. Каждая цепь может быть или в состоянии проведения электрического тока (вкл) или нет (выкл). Данные хранятся в памяти, представляя их как комбинации вкл или выкл электрических цепей. Чтобы представить один символ, обычно используются 8 битов, Объем памяти измеряется в байтах, килобайтах, мегабайтах и гигабайтах.

Разрядность процессора - размер минимальной порции информации, которую процессор может получать или посылать за один такт. Эта порция представлена набором битов и достигает 64 битов. Данные перемещаются в пределах компьютерной системы не непрерывным потоком, а группами битов. Скорость - является числом битов, которое CPU может обрабатывать в единицу времени. Это число битов называется разрядностью процессора. CPU с разрядностью процессора 32 (называемый 32-бит CPU) обработает 32 бита данных за один машинный цикл.

Дата добавления: 2014-01-05