Сообщение о процессоре по информатике 7 класс

Обновлено: 30.06.2024

Процессор также называют центральным обрабатывающим устройством. Он представляет собою электронный блок, функционирующий благодаря программному коду. Процессор можно назвать главным элементом аппаратного обеспечения – представить работу компьютера без него просто-напросто невозможно.

Главными характеристиками процессора являются: производительность, частота такта, уровень энергопотребления, адресация, разрядность, количество ядер и пр.

Впоследствии все компьютерные комплектующие были стандартизированы – это коснулось и процессоров. Создание микросхем поспособствовало уменьшению размера процессоров и росту их мощности.

Команды центрального процессора можно назвать безусловными – их исполнение, как правило, не подлежит каким-либо внешним изменениям. Уже довольно длительное время процессоры используются не только на компьютерах, но и в автомобилях, калькуляторах, мобильных телефонах и даже игрушках для детей.

Первый в мире 4-разрядный процессор создала компания Intel в 1971-м году. Разумеется, он отличался от современных. Но именно эпоха микропроцессоров стала тем фактором, что позволил персональным компьютерам стать неотъемлемой частью человеческой жизни.

Можно, сказать, что все процессоры работают по принципу последовательной обработки данных, изобретенному Джоном фон Нейманом. Что же касается быстродействия, оно увеличивалось благодаря конвейерной архитектуре.

На сегодняшний день на рынке комплектующих имеется широкий ассортимент процессоров, способных удовлетворить даже самый искушенный вкус. Мало того, производители регулярно радуют потребителей инновациями.

Популярные сегодня темы

Птицы, гнездящиеся в наших краях, с приближением зимних холодов улетают в южные страны. Но, несмотря на зимнюю стужу, некоторые пернатые остаются дома, а есть и такие, что прилетают к нам на

Небо загадочное и таинственное место во вселенной. Днем оно голубое ночью черное. Иногда по нему плывут облака, а бывает оно полностью затянуто тучами.

Китайская цивилизация является одной из самых древнейших в мире и существует по меньшей мере уже пять тысяч лет. Несмотря на то, что культура Древнего Китая берет своё начало далеко

Общество в процессе своего развития вырабатывает определённые нормы культуры и морали. Так, люди установили, что в разговоре необходимо употреблять одни фразы и нельзя использовать другие

Швейцария - одна из красивейших стран мира. Располагается Швейцария в самом центре Европы, между Женевским и Боденским озерами. Ее ближайшими соседями являются Германия, Италия, Австрия и Фра

В данной презентации ребята знакомятся с таким понятием, как центральный процессор. Узнаем свойства и характеристики разных видов процессоров.

Описание разработки

Центральный процессор (CPU — central processor unit) – это самое главное устройство компьютера, именно он выполняет все арифметические действия, команды управления, задаваемые компьютеру, считывает и записывает информацию в память, передает команды другим частям компьютера.

Процессор находиться на материнской плате под кулером(вентилятором).

Центральный процессор содержит:

общую шину, благодаря которой может обмениваться данными с внешними устройствами; в ее состав входят шины адреса, данных и управления;

кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);

математический сопроцессор чисел с плавающей точкой

Разрядность шины может быть 8, 16, 32, 64.

1) четыре основных математических действия: сложение, вычитание, умножение и деление — над двоичными числами

2) операции компьютерной логики: сравнение, условный переход и повторение.

Микропроцессор — это интегральная схема.

Она помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.

Содержимое разработки

Автор: учитель информатики Комкова Мария Сергеевна, г.Москва

Центральный процессор содержит:

• общую шину, благодаря которой может обмениваться данными с внешними устройствами; в ее состав входят шины адреса, данных и управления;

• кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);

• математический сопроцессор чисел с плавающей точкой

Разрядность шины может быть 8, 16, 32, 64 .

Процессор выполняет:

Микропроцессор

Микропроцессор — это интегральная схема.

Многопроцессорными называются системы, если в ней интегрированы несколько параллельно работающих процессоров.

Основными параметрами процессоров являются:

• рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты;

Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно).

По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения.

Ранние модели процессоров

имели рабочее напряжение 5 В,

а в настоящее время оно

составляет менее 3 В.

На теплораспределительную крышку,

в виде маркировки, нанесены

основные характеристики процессора.

Разрядность процессора показывает, сколько битов данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт).

Первые процессоры были 4-разрядными. Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32-разрядными, хотя и работа ют с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).

Высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш-памяти.

КЭШ-ПАМЯТЬ - вид сверхбыстродействующей компьютерной памяти, применяемый для ускорения доступа к данным из оперативной памяти.

1. Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт.

2. Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле. Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.

3. Кэш третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.

Характеристики процессоров: INTEL и AMD .

Pentium , Pentium II , Pentium III , Pentium IV Celeron (для дома) Xeon (для серверов) Pentium M (для ноутбуков) Pentium D , Core 2 Duo (2ядра) Core 2 Quad (4 ядра)

K7, Athlon XP, Duron

Sempron (для дома u ноутбуков)

Turion (для ноутбуков)

Opteron (для серверов)

Athlon 64 X 2 (2 ядра

Пример:

Intel Pentium 4 3.0 G 800 MHz / l М

Процессор Pentium 4 фирмы Intel с тактовой частотой 3 ГГц; частота шины 800 МГц; кэш-память 1 Мбайт

Задание: определить характеристики процессора

Intel® Core™ i7-880 | 3.06GHz | Socket 1156 | 8MB
Intel® Core™ i3-560 | 3.33GHz | Socket 1156 | 4MB
AMD Sempron™ LE-1250 | Socket AM2 | 512KB
Intel® Core™ i3-550 | 3.20GHz | Socket 1156 | 4MB
Intel® Core™ i5-655K | 3.20GHz | Socket 1156 | 4MB

-75%

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Процессор. Устройство и принцип работы. Презентация на заданную тему содержит 22 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Процессор -это основное устройство ЭВМ, выполняющее логические и арифметические операции, и осуществляющее управление всеми компонентами ЭВМ. Процессор представляет собой миниатюрную тонкую кремниевую пластинку прямоугольной формы, на которой размещается огромное количество транзисторов, реализующих все функции, выполняемые процессором. Кремневая пластинка – очень хрупкая, а так как ее любое повреждение приведет к выходу из строя процессора, то она помещается в пластиковый или керамический корпус.

Современные процессоры: Современный процессор – это сложное и высокотехнологическое устройство, включающее в себя все самые последние достижения в области вычислительной техники и сопутствующих областей науки. Большинство современных процессоров состоит из: одного или нескольких ядер, осуществляющих выполнение всех инструкций; нескольких уровней КЭШ-памяти (обычно, 2 или три уровня), ускоряющих взаимодействие процессора с ОЗУ; контроллера ОЗУ; контроллера системной шины (DMI, QPI, HT и т.д.);

Ядро процессора – это его основная часть, содержащая все функциональные блоки и осуществляющая выполнение всех логических и арифметических операций. На рисунке 1 приведена структурная схема устройства ядра процессора. Как видно на рисунке, каждое ядро процессора состоит из нескольких функциональных блоков: блока выборки инструкций; блоков декодирования инструкций; блоков выборки данных; управляющего блока; блоков выполнения инструкций; блоков сохранения результатов; блока работы с прерываниями; ПЗУ, содержащего микрокод; набора регистров; счетчика команд.

Принцип работы ядра процессора. Принцип работы ядра процессора основан на цикле, описанном еще Джоном фон Нейманом в 1946 году. В упрощенном виде этапы цикла работы ядра процессора можно представить следующим образом: 1. Блок выборки инструкций проверяет наличие прерываний. Если прерывание есть, то данные регистров и счетчика команд заносятся в стек, а в счетчик команд заносится адрес команды обработчика прерываний. По окончанию работы функции обработки прерываний, данные из стека будут восстановлены; 2. Блок выборки инструкций из счетчика команд считывает адрес команды, предназначенной для выполнения. По этому адресу из КЭШ-памяти или ОЗУ считывается команда. Полученные данные передаются в блок декодирования; 3. Блок декодирования команд расшифровывает команду, при необходимости используя для интерпретации команды записанный в ПЗУ микрокод. Если это команда перехода, то в счетчик команд записывается адрес перехода и управление передается в блок выборки инструкций (пункт 1), иначе счетчик команд увеличивается на размер команды (для процессора с длинной команды 32 бита – на 4) и передает управление в блок выборки данных; 4. Блок выборки данных считывает из КЭШ-памяти или ОЗУ требуемые для выполнения команды данные и передает управление планировщику;

5. Управляющий блок определяет, какому блоку выполнения инструкций обработать текущую задачу, и передает управление этому блоку; 6. Блоки выполнения инструкций выполняют требуемые командой действия и передают управление блоку сохранения результатов; 7. При необходимости сохранения результатов в ОЗУ, блок сохранения результатов выполняет требуемые для этого действия и передает управление блоку выборки инструкций (пункт 1). Описанный выше цикл называется процессом (именно поэтому процессор называется процессором). Последовательность выполняемых команд называется программой. Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовой частотой процессора, а время работы каждого этапа цикла и время, затрачиваемое на полное выполнение одной инструкции, определяется устройством ядра процессора.

Эффективность выполнения команд. В зависимости от типов обрабатываемых инструкций и способа их исполнения, процессоры подразделяются на несколько групп: на классические процессоры CISC; на процессоры RISC с сокращенным набором команд; на процессоры MISC c минимальным набором команд; на процессоры VLIW с набором сверхдлинных команд. Итак рассмотрим детально : CISC (Complex instruction set computer) – это процессоры со сложным набором команд. Архитектура CISC характеризуется: сложными и многоплановыми инструкциями; большим набором различных инструкций; нефиксированной длиной инструкций; многообразием режимов адресации.

RISC (Reduced Instruction Set Computer) – процессоры с сокращенным набором инструкций. Процессоры, построенные по архитектуре RISC, обладают следующими основными особенностями: фиксированная длина инструкций; небольшой набор стандартизированных инструкций; большое количество регистров общего назначения; отсутствие микрокода; меньшее энергопотребление, по сравнению с CISC-процессорами аналогичной производительности; более простое внутреннее устройство; меньшее количество транзисторов, по сравнению с CISC-процессорами аналогичной производительности; отсутствие сложных специализированных блоков в ядре процессора.

MISC (Minimal Instruction Set Computer) – дальнейшее развитие архитектуры RISС, основанное на еще большем упрощении инструкций и уменьшении их количества. Так, в среднем, в MISC-процессорах используется 20-30 простых инструкций. Такой подход позволил еще больше упростить устройство процессора, снизить энергопотребление и максимально использовать возможности параллельной обработки данных. VLIW (Very long instruction word) – архитектура процессоров, использующая инструкции большой длины, содержащие сразу несколько операций, объединенных компилятором для параллельной обработки. В некоторых реализациях процессоров длина инструкций может достигать 128 или даже 256 бит.

А теперь об истории процессора : История развития производства процессоров полностью соответствует истории развития технологии производства прочих электронных компонентов и схем. Первым этапом, затронувшим период с 1940-х по конец 1950-х годов, было создание процессоров с использованием электромеханических реле, ферритовых сердечников (устройств памяти) и вакуумных ламп. Они устанавливались в специальные разъёмы на модулях, собранных в стойки. Большое количество таких стоек, соединённых проводниками, в сумме представляли процессор. Отличительной особенностью была низкая надёжность, низкое быстродействие и большое тепловыделение. Вторым этапом, с середины 1950-х до середины 1960-х, стало внедрение транзисторов. Транзисторы монтировались уже на близкие к современным по виду платам, устанавливаемым в стойки. Как и ранее, в среднем процессор состоял из нескольких таких стоек. Возросло быстродействие, повысилась надёжность, уменьшилось энергопотребление.

Третьим этапом, наступившим в середине 1960-х годов, стало использование микросхем. Первоначально использовались микросхемы низкой степени интеграции, содержащие простые транзисторные и резисторные сборки, затем, по мере развития технологии, стали использоваться микросхемы, реализующие отдельные элементы цифровой схемотехники (сначала элементарные ключи и логические элементы, затем более сложные элементы — элементарные регистры, счётчики, сумматоры), позднее появились микросхемы, содержащие функциональные блоки процессора — микропрограммное устройство, арифметическо-логическое устройство, регистры, устройства работы с шинами данных и команд. Четвёртым этапом, в начале 1970-х годов, стало создание, благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем, соответственно), микропроцессора — микросхемы, на кристалле которой физически были расположены все основные элементы и блоки процессора. Фирма Intel в 1971 году создала первый в мире 4-разрядный микропроцессор 4004, предназначенный для использования в микрокалькуляторах. Постепенно практически все процессоры стали выпускаться в формате микропроцессоров. Исключением долгое время оставались только малосерийные процессоры, аппаратно оптимизированные для решения специальных задач (например, суперкомпьютеры или процессоры для решения ряда военных задач), либо процессоры, к которым предъявлялись особые требования по надёжности, быстродействию или защите от электромагнитных импульсов и ионизирующей радиации. Постепенно, с удешевлением и распространением современных технологий, эти процессоры также начинают изготавливаться в формате микропроцессора.

Процессор. Он же центральный процессор. Он же центральный микропроцессор. Он же ЦП. Он же ЦПУ. Это главная часть современного компьютера; интегральная схема, в которой плотно упакованы множество других интегральных схем; выполняет в компьютере арифметические и логические операции. Иными словами, исполняет программы.

После изобретения транзисторов берёт своё начало второе поколение. Элементы процессоров первого поколения заменили транзисторы. Повысились надёжность и скорость. Уменьшилось потребление энергии. Но размеры оставались огромными.

Третий этап ознаменовался использованием в процессорах микросхем. Сначала с их помощью реализовывали простые элементы (логические элементы, элементарные ключи). Но с развитием технологии микросхемы усложнялись. И начали появляться элементарные регистры, сумматоры и счётчики. А в конце третьего поколения — целые функциональные блоки: арифметическо-логическое устройство, устройства для работы с шинами команд и т. п.

С появления больших и сверхбольших интегральных схем стало возможно создавать процессоры такими, какими мы их знаем сегодня. На одном маленьком кристалле размещаются все необходимые для полноценной работы компьютера функциональные блоки и модули. Таким стало четвёртое поколение ЦПУ.

Конечно, необходимо понимать, что увеличение скорости работы процессора, его разрядности, количества ядер, уменьшение размера и прочие характеристики развивались не одномоментно. Сначала появился \(4\)-разрядный процессор Intel \(4004\). Использовался он в микрокалькуляторах.

Позже были \(8\)-разрядный Intel \(8008\) и \(16\)-разрядный Intel \(8086\). Именно он, Intel \(8086\), положил начало современной архитектуре настольных компьютеров и ноутбуков.

Читайте также: