To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Procesor i jego architektura.
Procesor jest centralną częścią systemu komputerowego, ale czy wszyscy zdają sobie sprawę z tego, jakie zadania ten procesor właściwie powinien realizować? Otóż procesor musi: Zapisywać dane - w pamięci lub module wejścia-wyjścia.
Pobierać rozkazy - w celu odczytania poleceń z pamięci. Interpretować rozkazy - polecenia należy zdekodować, aby wiedzieć jakie operacje należy wykonać. Pobierać dane - z pamięci lub modułu wejścia-wyjścia. Przetwarzać dane - przeprowadzać na danych pewne operacje arytmetyczne lub logiczne. Aby procesor miał możliwość wykonywania powyższych zadań musi dysponować małą pamięcią wewnętrzną, która wymagana jest do czasowego przechowywania danych i rozkazów (procesor musi np. pamiętać lokalizację poprzedniego rozkazu po to, by "odnaleźć" rozkaz następny).
Poniżej przedstawione są dwa rysunki, które ukazują bardzo uproszczoną budowę procesora. Rysunek 1 przedstawia trzy główne składniki procesora Rejestry - część pamięci wewnętrznej uprzywilejowanej wykorzystywanej przez procesor do adresowania, odczytu danych, itp.
Jednostkę arytmetyczno-logiczną (ALU) - ta część procesora jest odpowiedzialna za wykonanie obliczeń i przetwarzanie danych. Jednostkę sterującą (CU) - kieruje ona ruchem danych i rozkazów do/z procesora i steruje pracą ALU. Komunikacja między procesorem a resztą systemu komputerowego odbywa się poprzez magistralę systemową, której poszczególne składniki (szyny danych, adresowa i sterowania) mogą, ale nie muszą być fizycznie od siebie odseparowane. Nieco dokładniej strukturę wewnętrzną procesora przedstawia kolejny rysunek. Element określony jako wewnętrzna magistrala procesora zajmuje się przesyłaniem danych między różnymi rejestrami a ALU (w rzeczywistości ALU operuje jedynie na danych zaczerpniętych z wewnętrznej pamięci procesora) [1]. Rysunek przedstawia również elementy podstawowe ALU: Na koniec zapamiętajmy, że to właśnie ALU jest "sercem" procesora. Rejestry są używane do przechowywania danych wewnętrznych w procesorze, a niektóre z nich zawieraj ą informacj e potrzebne do zarządzania porządkowaniem rozkazów (np. słowo stanu programu), pozostałe zawierają dane przeznaczone dla ALU, pamięci i modułów wejścia-wyjścia lub dane przekazane przez te jednostki. Wewnętrzne ścieżki danych są używane do przenoszenia danych pomiędzy rejestrami oraz między rejestrami a ALU. Zewnętrzne ścieżki danych łączą rejestry z pamięcią i modułami wejścia-wyjścia często za pomocą magistrali systemowej. Jednostka sterująca koordynuje wykonanie operacj i wewnątrz procesora. Procesor (CPU - centralna jednostka wykonawcza ang. Central Procesing Unit) to układ scalony, którego działanie polega na wykonywaniu instrukcji programów. Nadzoruje on i synchronizuje prace wszystkich urządzen w komputerze. Charakterystyczne cechy, które odróżniają procesory od siebie to:
(…)
… procesora jest mierzona w ich ilości na sekundę i podawana w MHz. Od tej wartość zależy moc naszego procesora. Nie jest to jednak jedyny wyznacznik sprawność i choć dzisiejsze procesory przeznaczone dla PC- tów są bardzo zbliżone, jeżeli chodzi obudowę wewnętrzną to jednak producenci stosują różne rozwiązania techniczne i te widoczne gołym okiem i te głęboko ukryte w strukturze układu. Dzisiejsze procesory…
… złocone wyprowadzenia (stosowane ze względu na własności stykowe tego metalu). Ich sercem jest monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów. Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź). Ważnym parametrem procesora jest rozmiar elementów budujących jego strukturę. Im są one mniejsze tym niższe jest zużycie energii, napięcie pracy oraz wyższa częstotliwość pracy. Współczesne procesory używane w komputerach osobistych wykonywane są w technologii pozwalającej na uzyskanie elementów o rozmiarach mniejszych niż 65 nm, pracujących z częstotliwością kilku GHz. Według planów największych producentów procesorów, pod koniec roku 2007 powinny pojawić się procesory…
…, które odróżniają procesory od siebie to: architektura (CISC lub RISC) liczba bitów przetwarzana w jednym takcie częstotliwość taktowania podawana w MHz
Wszystkie współczesne procesory maja podobna architekturę oparta na superskalarnym jądrze RISC (architektura procesora o uproszczonej liście rozkazów). Jeszcze kilka lat temu procesory zaliczano do rodziny CISC (architektura procesora wykorzystująca złożoną listę…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)