Процессордың негізгі параметрлері

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Процессор. Процессордың негізгі параметрлері. Процессордің RISC пен CISC архитектурасы.

Процессор компьютердің басқа құрылғыларымен, ең алдымен, оперативті жадымен бірнеше топтан тұратын шина деп аталатын өткізгіштермен байланыста болады. Негізгі шина үшеу: мәліметтер шинасы, адрестік шина және бұйрықтық шина.

Адрестік шина. Intel Pentium процессоріндегі адресті шина 32- разрядты, яғни 32 параллельді сымнан тұрады. Бір бағытта кернеудің болу- болмауына қарай, осы бағытта бірлік немесе ноль қойылады. 32 нольден, немесе, 32 бірліктен тұратын комбинация оперативті жадының ұяшықтарына қарай бағыттайды.

Мәліметтер шинасы. Осы шинамен процессор регистрлеріне оперативті жадыдан мәліметтер көшіріледі, немесе, керісінше. Компьютерде (Intel Pentium) мәліметтер шинасы 64- разрядты, яғни 64 параллель сымнан тұрады. Бір мезгілде 8 байтты мәліметтер өңделінеді.

Бұйрықтық шинасы. Процессордің мәліметтерді өңдеуі үшін бұйрық қажет. Ол өз регистрінде сақтаулы байттарды қалай өңдеу керектігін білуі тиіс. Бұл бұйрықтар процессорге оперативті жадыдан түседі, бірақ олар мәліметтер масивінен емес, программалар сақталатын жерден түседі. Бұйрықтар байт күйінде сақталынады. Ең жеңіл бұйрықтар бір байтқа сиады, бірақ кейбіреулері екі, үш және одан да көп байт қажет етеді. Қазіргі процессрларда бұйрықтар шинасы 32- разрядты, 64- разрядтысы, 128- разрядтылықтары бар.

Мәліметтерді өңдеуде процессордің орындауына тиісті, барлық мүмкін болатын, бұйрықтар жиынтығы процессордің бұйрықтар жүйесін құрады. Бір топқа жататын процессорлар бірдей немесе жақын жүйедегі бұйрықтарға ие. Процессолардың әр түрлі топқа қатысы барлығын бұйрықтар жүйелері бойынша ажыратады.

Intel компаниясының процессоры. 8086/8088 Микропроцессорлары. 29000 транзистордан тұрады. 16- разрядты микропроцессор (2. 4. сурет) және сыртқы шиналардың разрядтылығы 16- бит. 8086 микропроцессорлар төрт бағытта өндіріледі: 5, 6, 8 және 10 МГц тактілі жиілікте. Бұл процессор 0. 33, 0. 66 және 0. 75 Mips орындай алады (секундына милион операция) .

Он алты разрядты микропроцессор 80186-х86 сериясынан (1980) . Ішкі тактілі генератормен жабдықталған ішкі контроллері, тоқтату контроллері, жадыға тікелей (2. 5. сурет) қатынас алу мүмкіндігі бар контроллері және программаланатың драйверімен жабдықталынған. Тактілік жиіліктері 8, 10, 12. 5 МГц шамасында.

80286 (1982) микропроцессоры ( тұңғыш рет IBM PC/AT жеке компьютерлеріне орналастырылды) 134000 транзистордан тұрады, 24 регистры бар. Тактілік жиілігі 8, 10, 12. 5 МГц. Процессор 1. 2 MIPS, 1. 5 MIPS, 2. 66 MIPS жылдамдықпен жұмыс істей алады.

80386 (1985-1990) микропроцессоры 275000 транзисторы мен 32 регистры бар. Тактілік жиілігі 16, 20, 25, 33МГц тең де 11. 4 MIPS дейінгі жылдамдықпен жұмыс істейді. 1990 жылдары осы компания 386 микропроцессорды шығара бастады. Бұл процессор аз энергияны пайдалананып, 885000 транзистортын болған.

80486 (1989-1994) микропроцессоры (2. 6. сурет) 1. 2 млн. транзистор мен 29 регистры бар. 486DX процессоры 32 адрестік бағытында 4 Гбайтқа дейін физикалық ОСЖ мен 64 Тбайт виртуальды жадылармен адрестеуге қолданылады. Кэш жадысы 8 Кбайт. Тактілік жиілігі -33 МГц. Бір секундта 26, 9 миллион операция жасайды.

Pentium II (1997 жылдан бастап) . Intel компаниясы Pentium Pro, Pentium MMX процессорларның алдыңғы қатардағы сипаттамаларын біріктіріп, 1997 жылы Pentium II процессорын шығарды. Процессордың 32 Кбайттық кэш- жадысы бар. Сонымен қатар, процессорда 512 Кбайттық екінші деңгейлі кэш жадысы таға бар. Тактілік жиілігі -233 - 450 МГц аралығында.

Процессор Pentium III (1999 жылдан бастап) . Бұл процессорда Pentium Pro, Pentium II негізінде құрастырылған.

Процессор Pentium IV (2000 жылдан бастап) . Тактілік жиілігі 1 ГГц асты. Процессорда жаңа (сурет 2. 8) архитектура - гиперконвейерлік технология қолданылған. 400 МГц жүйелік шамасы бар. Кэш жадысы адрестерді сақтап, тез өңдейтін блоктан тұрады. Тактілік жиілігі 1, 3 -3, 6 ГГц аралығында.

Процессорлардың негізгі параметрлері. Процессорлардың негізгі параметрлеріне келесілер жатады:

жұмысшы кернеуі;

разрядтылығы;

жұмысшы тактілік жиілігі;

тактілік жиілікті ішкі көбейту коэффициенті;

кэш жадының мүмкіншілігі.

Процесордың жұмысшы кернеуін аналық тақта қамтамасыз етеді. Алғашқы х86 модельді процессорлардың жұмысшы кернеуі 5В болатын. Intel Pentium процесорларының жұмысшы кернеулері 3. 3В төмендетіліп, қазіргі кездегі процессорлардың жұмысшы кернеулері 1. 5В тең.

Процессордың разрядтылығы бір тактіде өзінің регисторларында қанша бит мәліметтерді өңдей алатындығын көрсетеді.

Дербес компьютерлерде тактілік импульстарды микропроцессорлық комплектке кіретін (чипсет) микросхема өндіреді. Тактілік жиілігі көп болған сайын, соғұрлым оның жылдамдығы, өнімділігі жоғары болып есептелінеді. Қазіргі кездегі компьютерлердегі процессорлардың тактілік жиіліктері 3. 06ГГц және одан да жоғары.

Аналық тақтаның жұмыс істеу жиілігі 100-800МГц. Бұл жиілікті процессордың жиілігімен сәйкестендіру үшін ішкі көбейту коэффициенті пайдалынады. Оның мәндері: 3; 3. 5; 4; 4. 5; 5; 5. 5 және одан да жоғарғы мәндерге ие бола алады.

Қазіргі кезеңде есептеу және мәліметтерді сақтау техникасындағы компьютерлерде қолданылатын бұйрықтар жиынтығы екі негізгі архитектурадан тұрады. Олар CISC және RISC архитектурасы.

CISC - архитектурасының негізін қалаушысы IBM компаниясы. 1964 жылдан бері қолданылып келе жатқан ядро күні бүгінге дейін қолданыс үстінде.

Intel Pentium процессорының бұйрықтар жүйесі мыңнан асатын әр түрлі бұйрықтардан тұрады. Мұндай процессорды бұйрықтар жүйесі кеңейтілген процессорлары (CISC - Complex Instruction Set Computing) деп атайды.

CISC қарама- қарсы қоюға болатын процессорлар 80-ші жылдардың ортасында пайда болды. Ол RISC архитектуралы процессорлар. Оның бұйрықтар жүйесі қысқартылған (RISC- Reducel Instruction Set Computing ) . Мұндай архитектурасы бар жүйедегі процессорлардың бұйрықтар командасы өте аз және олардың әр қайсысы тез орындалады. Бұйрықтардың қысқартылуының да кемшіліктері бар. Қысқартылған бұйрықтар жиынтығы күрделі инженерлік тапсырмаларды және технологиялық процестерді бақылау мен басқаруды орындауға мүмкіншілік бермейді.

Прцессорлардың архитектурасындағы осы екі тәсілдің бәсекелестігінің нәтижесінде, оларды қолдану салаларын бөліп қолданылуға мүмкіншілік береді.

CISC - процессорларын әмбебап есептеу жүйелерінде қолданады. RISC - процессорлары бір- біріне ұқсас операцияларды орындауға қолданылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.