Процессор

@ В общем случае подпроцессоромпонимают устройство производящее набор операций над данными, представленными в цифровой форме (двоичным кодом).

@ Применительно к вычислительной технике под процессором понимают центральное процессорное устройство (CPU), обладающее способностью выбирать, декодировать и выполнять команды, а также передавать и принимать информацию от других устройств.

Количество фирм, разрабатывающих и производящих процессоры для ПК, невелико. В настоящее время известны: Intel, Cyrix, AMD, NexGen, Texas Instrument.

Структура и функции процессора:

Структуру процессора можно представить следующей схемой:

1) УУ – управляет всем ходом вычислительного и логического процесса в компьютере. Это «мозг» компьютера, который контролирует все его действия. Функции УУ заключаются в том, чтобы прочитать очередную команду, распознать ее и далее подключить необходимые электронные цепи и устройства для ее выполнения.

2) АЛУ – производит непосредственную обработку данных в двоичном коде. АЛУ умеет выполнять только определенный набор простейших операций:

ü Арифметические операции (+, -, *, /);

ü Логические операции (сравнение, проверка условия);

ü Операции пересылки (из одной области оперативной памяти в другую).

3) Тактовый генератор – задает ритм всем операциям в процессоре посылая один импульс через равные промежутки времени (такт). Он синхронизирует работу устройств ПК.

@ Такт – это промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов генератора тактовой частоты. ГТЧ синхронизирует работу узлов ПК.

4) Сопроцессор – позволяет значительно ускорить работу компьютера с числами с плавающей точкой (речь идет о вещественных числах, например, 1,233*10^-5). При работе с текстами сопроцессор не используется.

5) Современный процессор имеет такое высокое быстродействие, что информация из ОЗУ не успевает своевременно доходить до него и процессор простаивает. Чтобы этого не происходило, в процессор встраивается специальная микросхема кэш памяти.

@ КЭШ-память – сверхбыстрая память предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений. Имеет объем 128-1024 Кб.

Кроме указанной элементной базы в процессоре содержатся специальные регистры, которые непосредственным образом принимают участие в обработке команд.

6) Регистры – процессорная память, или ряд специальных запоминающих ячеек.

Регистры выполняют две функции:

ü кратковременное хранение числа или команды;

ü выполнение над ними некоторых операций.

Важнейшими регистрами процессора являются:

1. счетчик команд - служит для автоматической выборки команд программы из последовательных ячеек памяти, в нем хранится адрес выполняемой команды;

2. регистр команд и состояний - служит для хранения кода команды.

Выполнение команды процессором разбивается на следующие этапы:

1. из ячейки памяти, адрес которой хранится в счетчике команд, в оперативную память выбирается команда, (при этом содержимое счётчика команд увеличивается);

2. из ОП команда передаётся в устройство управления (в регистр команд);

3. устройство управления расшифровывает адресное поле команды;

4. по сигналам устройства управления операнды выбираются из памяти в АЛУ (в регистры операндов);

5. УУ расшифровывает код операции и выдаёт сигнал АЛУ выполнить операцию, которая выполняется в сумматоре;

6. результат операции остаётся в процессоре, либо возвращается в ОЗУ.