Устройство процессора - Программирование, компьютеры и кибернетика реферат
Построение современных центральных процессоров на основе циклического процесса последовательной обработки информации. Архитектура двойного конвейера с общим вызовом команд. Основная идея создания кэш-памяти. Характеристика процессоров Core и Phenom.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство общего и профессионального образования Свердловской области
Профессионально-педагогический колледж
Кафедра дизайна сервиса и информационных технологий
Специальность 230103 - Автоматизированные системы обработки информации и управления
Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённого Джоном фон Нейманом. Д. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в 1946 году.
Важнейшие этапы этого процесса приведены ниже. В различных архитектурах и для различных команд могут потребоваться дополнительные этапы. Например, для арифметических команд могут потребоваться дополнительные обращения к памяти, во время которых производится считывание операндов и запись результатов. Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти.
1. Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса, и отдаёт памяти команду чтения;
2. Выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных, и сообщает о готовности;
3. Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её;
4. Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды;
Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства).
Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм полезной работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода -- тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды остановки или переключение в режим обработки аппаратного прерывания.
Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы.
Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется генератором тактовых импульсов. Генератор тактовых импульсов - генерирует последовательность электрических импульсов, частота которых определяет тактовую частоту процессора, промежуток времени между соседними импульсами, определяет время одного такта или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик компьютера и во многом определяет скорость его работы, поскольку каждая операция выполняется за определенное количество тактов.
Центральный процессор (ЦП; CPU -- англ. central processing unit, дословно -- центральное вычислительное устройство) -- исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение арифметических операций, заданных программами операционной системы, и координирующий работу всех устройств компьютера.
На рис.1 показано устройство обычного компьютера. Центральный процессор -- это мозг компьютера. Его задача -- выполнять программы, находящиеся в основной памяти. Он вызывает команды из памяти, определяет их тип, а затем выполняет их одну за другой. Компоненты соединены шиной, представляющей собой набор параллельно связанных проводов, по которым передаются адреса, данные и сигналы управления. Шины могут быть внешними (связывающими процессор с памятью и устройствами ввода-вывода) и внутренними.
Процессор состоит из нескольких частей. Блок управления отвечает за вызов команд из памяти и определение их типа. Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические операции (например, сложение) и логические операции (например, логическое И).
Внутри центрального процессора находится память для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления. Эта память состоит из нескольких регистров, каждый из которых выполняет определенную функцию. Обычно все регистры одинакового размера. Каждый регистр содержит одно число, которое ограничивается размером регистра. Регистры считываются и записываются очень быстро, поскольку они находятся внутри центрального процессора.
Самый важный регистр -- счетчик команд, который указывает, какую команду нужно выполнять дальше. Название "счетчик команд" не соответствует действительности, поскольку он ничего не считает, но этот термин употребляется повсеместно. Еще есть регистр команд, в котором находится команда, выполняемая в данный момент. У большинства компьютеров имеются и другие регистры, одни из них многофункциональны, другие выполняют только какие-либо специфические функции.
Рис.1 Схема устройства компьютера с одним центральным процессором и двумя устройствами ввода-вывода
Complex Instruction Set Computer (CISC)-- вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложнённом наборе команд. Типичными представителями CISC является семейство микропроцессоров Intel x86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд).
Reduced Instruction Set Computing ( RISC) -- вычисления с сокращённым набором команд. Архитектура процессоров, построенная на основе сокращённого набора команд. Характеризуется наличием команд фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации. Концепция RISC разработана Джоном Коком из IBM, название придумано Дэвидом Паттерсоном .
Самая распространённая реализация этой архитектуры представлена процессорами серии PowerPC, включая G3, G4 и G5. Довольно известная реализация данной архитектуры -- процессоры серий MIPS и Alpha.
Minimum Instruction Set Computing( MISC) -- вычисления с минимальным набором команд. Дальнейшее развитие идей команды Чака Мура, который полагает, что принцип простоты, изначальный для RISC процессоров, слишком быстро отошёл на задний план. В пылу борьбы за максимальное быстродействие, RISC догнал и перегнал многие CISC процессоры по сложности. Архитектура MISC строится на стековой вычислительной модели с ограниченным числом команд (примерно 20-30 команд).
45-нм, с применением high-k диэлектриков
45-нм, с применением high-k диэлектриков
45-нм, с применением high-k диэлектриков
История создания и развития компьютерных процессоров Intel. Изучение архитектурного строения процессоров Intel Core, их ядра и кэш-память. Характеристика энергопотребления, производительности и систем управления питанием процессоров модельного рядя Core. контрольная работа [7,6 M], добавлен 17.05.2013
Принцип работы ядра процессора, типы архитектур ядер операционных систем. Сокет(Socket), кэш-память, контроллер ОЗУ, северный мост. Внутренняя архитектура процессоров Intel и AMD: расшифровка названий, технологии процессоров, сравнение производительности. реферат [214,9 K], добавлен 05.05.2014
Кодовые названия процессоров Core 2: Conroe, Merom, Kentsfield и Penryn. Архитектура Core Micro Architecture. Краткое сравнение микроархитектур Intel Core и AMD K8. Аналитический обзор процессоров на базе ядра Conroe: тактовая частота и ценовой диапазон. реферат [1,4 M], добавлен 15.11.2014
Обзор цифровых процессоров для видеонаблюдения. Конструктивное исполнение процессоров. Программное и аппаратное обеспечение. Система команд цифрового процессора. Содержание программного кода. Пояснения к программному коду. Иллюстрация работы эмулятора. курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.02.2017
Идея создания электронной таблицы, возникшая у студента Гарвардского университета Дэна Бриклина в 1979 г. Экранная копия VisiCalc - первая электронная таблица. Создание программ Lotus 1-2-3 и Excel. Основные функции современных табличных процессоров. реферат [309,7 K], добавлен 23.11.2016
Структура процессора Pentium, суперскалярность, основные особенности архитектуры. Организация конвейера команд, правила объединения. Дополнительные режимы работы процессора. Источники аппаратных прерываний. Формат ММХ команды. Процессор Pentium 4, схемы. лекция [4,0 M], добавлен 14.12.2013
Характеристика понятия "процессор". История развития процессоров, описание их параметров и устройства, особенности работы. Что такое быстродействие и эффективность работы процессора. Тонкости сборки и вспомогательные устройства. Описание кэш-памяти. практическая работа [4,3 M], добавлен 17.01.2011
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Устройство процессора реферат. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Реферат: Формы государства в конкретной стране. Индия. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Теория денег и их эволюция
Реферат по теме Хлорный транспорт. Транспорт нейромедиаторов
Реферат На Тему Косметический Массаж
Анализ Развития Инновационных Проектов В России Курсовая
Реферат: Christianity Essay Research Paper Since the beginning
Реферат: Обыкновенная майна
Дипломатические Привилегии И Иммунитеты Реферат
Курсовая Работа На Тему Возрастные Предпосылки Развития Общих Способностей Детей Младшего Школьного Возраста
Реферат: Проблемы самопознования в философии Фихте. Скачать бесплатно и без регистрации
Какой Должна Быть Современная Семья Эссе
Современная Психология Управления Наука Или Опыт Эссе
Контрольная работа по теме Повреждения позвоночника
Курсовая работа по теме Массаж при неврозах
Захарова Мария Андреевна Рудн Диссертации
Контрольная работа: Основы радиоэлектроники и схемотехники
Аренда земельных участков. Договор аренды земельных участков
Структура Написания Сочинения Егэ По Русскому
Реферат: Beowulf Summary Essay Research Paper BEOWULFSummaryBeowulf begins
Сочинение По Произведению Бедная Лиза 9
Происхождение новых слов в современном русском языке (на материале неологизмов иностранного происхождения) - Иностранные языки и языкознание практическая работа
Доктрина государственного акта как основание иммунитета государства - Государство и право реферат
Надежность резервированной системы - Программирование, компьютеры и кибернетика лекция