Какие характеристики имеет микропроцессор информатика 7 класс кратко
Обновлено: 02.07.2024
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Тема: Характеристики микропроцессора
Определить параметры микропроцессора, характеризующие его работу.
Опорные понятия:
Новые понятия:
Задачи учителя:
повторить назначение процессора;
выделить операции, с которыми связана обработка информации;
определить характеристики микропроцессора;
показать тенденции в развитии микропроцессоров.
План урока
1. Организационный момент;
2. Повторение изученного материала:
многообразие типов и моделей компьютеров;
что такое микросхема?
операции, с которыми связана обработка информации;
определить характеристики микропроцессора;
тенденции в развитии микропроцессоров.
Подведение итогов за урок;
Домашнее задание – конспект.
Читать тема 17, стр. 243-245
Устно, стр. 245, вопросы 3-7.
какие характеристики микропроцессора вы знаете?
Что такое разрядность процессора?
Что зависит от разрядности процессора?
В чем назначение сопроцессора?
Методика проведения урока
Назначение процессора
Процессор – устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера.
Операции, с которыми связана обработка информации
Обработка любой информации на компьютере связана с выполнением процессором различных арифметических и логических операций. Арифметические операции – это базовые математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление. Логические операции (логическое сложение, умножение, отрицание и др.) представляют собой некоторые специальные операции, которые чаще всего используются при проверке соотношений между различными величинами. Это нужно для управления работой компьютера.
Определить характеристики микропроцессора
Важной характеристикой процессора является его производительность (количество элементарных операций, выполняемых им за одну секунду) , которая и определяет быстродействие компьютера в целом. В свою очередь, производительность процессора зависит от двух других его характеристик — тактовой частоты и разрядности.
Тактовая частота задает ритм жизни компьютера. Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения операций и тем выше производительность компьютера.
Тактовая частота определяет число тактов работы процессора в секунду .
Под тактом мы понимаем чрезвычайно малый промежуток времени, измеряемый микросекундами, в течение которого может быть выполнена элементарная операция, например сложение двух чисел.
Такт – интервал времени между началами соседних тактовых импульсов.
Современный персональный компьютер может выполнять миллионы и миллиарды таких элементарных операций в секунду. Для числового выражения тактовой частоты используется единица измерения частоты — мегагерц (МГц) — миллион тактов в секунду. Тактовая частота современных микропроцессоров составляет от сотен МГц. (1 МГц = 1000 Гц.) до нескольких гигагерц (1ГГц = 1000 МГц).
Порция информации, которая обрабатывается процессором за такт, может быть разной. Эта порция определяется разрядностью процессора.
Разрядность процессора – размер минимальной порции информации, обрабатываемой процессором за такт.
Разрядность процессора определяет размер минимальной порции информации, над которой процессор выполняет различные операции обработки. Эта порция информации, называемая машинным словом, представлена последовательностью двоичных разрядов (бит). Процессор в зависимости от его типа может иметь одновременный доступ к 8, 16, 32, 64 битам.
С повышением разрядности увеличивается объем информации, обрабатываемой процессором за один такт, что ведет к уменьшению количества тактов работы, необходимых для выполнения сложных операций. Кроме того, чем выше разрядность, тем с большим объемом памяти может работать процессор. Первые микропроцессоры (1971 г. — фирма Inte l ) имели разрядность 4 бит, тактовую частоту 108 КГц и способность адресовать 640 байт основной памяти. Современные компьютеры оснащаются 32-разрядными процессорами, и при этом их основная память обычно составляет 16, 32, 64 Мбайт.
Техническая реализация процессора такова, что чем выше разрядность, тем с большим объемом памяти может работать компьютер.
Тенденции в развитии микропроцессоров
Для современных микропроцессоров характерна тенденция к увеличению разрядности и повышению тактовой частоты.
Кроме центрального микропроцессора во многих компьютерах имеются сопроцессоры — дополнительные специализированные процессоры. Например, математический сопроцессор — микросхема, которая помогает основному процессору в выполнении вычислений при решении на компьютере математических задач.
Итоги урока
Микропроцессор выполняет операции по преобразованию информации, поэтому основной характеристикой микропроцессора является производительность . Производительность зависит от двух других характеристик тактовой частоты и разрядности . Для современных компьютеров характерна тенденция к увеличению тактовой частоты и разрядности.
Определить параметры микропроцессора, характеризующие его работу.
Опорные понятия:
Новые понятия:
Задачи учителя:
повторить назначение процессора;
выделить операции, с которыми связана обработка информации;
определить характеристики микропроцессора;
показать тенденции в развитии микропроцессоров.
План урока
1. Организационный момент;
2. Повторение изученного материала:
многообразие типов и моделей компьютеров;
что такое микросхема?
операции, с которыми связана обработка информации;
определить характеристики микропроцессора;
тенденции в развитии микропроцессоров.
Подведение итогов за урок;
Домашнее задание – конспект.
Читать тема 17, стр. 243-245
Устно, стр. 245, вопросы 3-7.
какие характеристики микропроцессора вы знаете?
Что такое разрядность процессора?
Что зависит от разрядности процессора?
В чем назначение сопроцессора?
Назначение процессора
Процессор – устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера.
Операции, с которыми связана обработка информации
Обработка любой информации на компьютере связана с выполнением процессором различных арифметических и логических операций. Арифметические операции – это базовые математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление. Логические операции (логическое сложение, умножение, отрицание и др.) представляют собой некоторые специальные операции, которые чаще всего используются при проверке соотношений между различными величинами. Это нужно для управления работой компьютера.
Определить характеристики микропроцессора
Важной характеристикой процессора является его производительность (количество элементарных операций, выполняемых им за одну секунду), которая и определяет быстродействие компьютера в целом. В свою очередь, производительность процессора зависит от двух других его характеристик — тактовой частоты и разрядности.
Тактовая частота задает ритм жизни компьютера. Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения операций и тем выше производительность компьютера.
Тактовая частота определяет число тактов работы процессора в секунду.
Под тактом мы понимаем чрезвычайно малый промежуток времени, измеряемый микросекундами, в течение которого может быть выполнена элементарная операция, например сложение двух чисел.
Такт – интервал времени между началами соседних тактовых импульсов.
Современный персональный компьютер может выполнять миллионы и миллиарды таких элементарных операций в секунду. Для числового выражения тактовой частоты используется единица измерения частоты — мегагерц (МГц) — миллион тактов в секунду. Тактовая частота современных микропроцессоров составляет от сотен МГц. (1 МГц = 1000 Гц.) до нескольких гигагерц (1ГГц = 1000 МГц).
Порция информации, которая обрабатывается процессором за такт, может быть разной. Эта порция определяется разрядностью процессора.
Разрядность процессора – размер минимальной порции информации, обрабатываемой процессором за такт.
Разрядность процессора определяет размер минимальной порции информации, над которой процессор выполняет различные операции обработки. Эта порция информации, называемая машинным словом, представлена последовательностью двоичных разрядов (бит). Процессор в зависимости от его типа может иметь одновременный доступ к 8, 16, 32, 64 битам.
С повышением разрядности увеличивается объем информации, обрабатываемой процессором за один такт, что ведет к уменьшению количества тактов работы, необходимых для выполнения сложных операций. Кроме того, чем выше разрядность, тем с большим объемом памяти может работать процессор. Первые микропроцессоры (1971 г. — фирма Intel) имели разрядность 4 бит, тактовую частоту 108 КГц и способность адресовать 640 байт основной памяти. Современные компьютеры оснащаются 32-разрядными процессорами, и при этом их основная память обычно составляет 16, 32, 64 Мбайт.
Техническая реализация процессора такова, что чем выше разрядность, тем с большим объемом памяти может работать компьютер.
Тенденции в развитии микропроцессоров
Для современных микропроцессоров характерна тенденция к увеличению разрядности и повышению тактовой частоты.
Кроме центрального микропроцессора во многих компьютерах имеются сопроцессоры — дополнительные специализированные процессоры. Например, математический сопроцессор — микросхема, которая помогает основному процессору в выполнении вычислений при решении на компьютере математических задач.
Итоги урока
Микропроцессор выполняет операции по преобразованию информации, поэтому основной характеристикой микропроцессора является производительность. Производительность зависит от двух других характеристик тактовой частоты и разрядности. Для современных компьютеров характерна тенденция к увеличению тактовой частоты и разрядности.
Микропроцессор - это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех остальных блоков и выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Микропроцессор выполняет следующие основные функции:
1. Чтение и дешифрацию команд из основной памяти.
2. Чтение данных из основной памяти и регистров адаптеров внешних устройств.
3. Прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств.
4. Обработку данных и их запись в основную память и регистры адаптеров внешних устройств.
5. Выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера.
В состав микропроцессора входят следующие устройства:
1. Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.
2. Устройство управления координирует взаимодействие различных частей компьютера. Выполняет следующие основные функции:
- формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполнения различных операций;
- формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера;
- получает от генератора тактовых импульсов опорную последовательность импульсов.
3. Микропроцессорная память предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Микропроцессорная память строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера, так как основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.
4. Интерфейсная система микропроцессора предназначена для связи с другими устройствами компьютера. Включает в себя:
- внутренний интерфейс микропроцессора;
- буферные запоминающие регистры;
- схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. (Порт ввода-вывода - это аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство).
К микропроцессору и системной шине наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора. К ним относятся математический сопроцессор, контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода-вывода, контроллер прерываний и др.
Математический сопроцессор используется для ускорения выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления тригонометрических функций. Математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно с основным микропроцессором, но под управлением последнего. В результате ускорение выполнения операций происходит в десятки раз. Модели микропроцессора, начиная с МП 80486 DX, включают математический сопроцессор в свою структуру.
Контроллер прямого доступа к памяти освобождает микропроцессор от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что существенно повышает эффективное быстродействие компьютера.
Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с микропроцессором значительно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств, освобождает микропроцессор от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует режим прямого доступа к памяти.
Прерывание - это временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной. Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в микропроцессор.
Все микропроцессоры можно разделить на группы:
1. Микропроцессоры типа CISC с полным набором системы команд.
2. Микропроцессоры типа RISC с усеченным набором системы команд.
3. Микропроцессоры типа VLIW со сверхбольшим командным словом.
4. Микропроцессоры типа MISC с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием и др.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются:
1. Тактовая частота. Характеризует быстродействие компьютера. Режим работы процессора задается микросхемой, называемой генератором тактовых импульсов. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций выполняет микропроцессор за одну секунду. Тактовая частота измеряется в МГц.
2. Разрядность процессора - это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция. Чем больше разрядность процессора, тем больше информации он может обрабатывать в единицу времени, и тем больше, при прочих равных условиях, производительность компьютера.
3. Адресное пространство. Каждый конкретный процессор может работать не более чем с определенным количеством оперативной памяти. Максимальное количество памяти, которое процессор может обслужить, называется адресным пространством процессора. Определяется адресное пространство разрядностью адресной шины.
Микропроцессор - это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех остальных блоков и выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Микропроцессор выполняет следующие основные функции:
1. Чтение и дешифрацию команд из основной памяти.
2. Чтение данных из основной памяти и регистров адаптеров внешних устройств.
3. Прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств.
4. Обработку данных и их запись в основную память и регистры адаптеров внешних устройств.
5. Выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера.
В состав микропроцессора входят следующие устройства:
1. Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.
2. Устройство управления координирует взаимодействие различных частей компьютера. Выполняет следующие основные функции:
- формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполнения различных операций;
- формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера;
- получает от генератора тактовых импульсов опорную последовательность импульсов.
3. Микропроцессорная память предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Микропроцессорная память строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера, так как основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.
4. Интерфейсная система микропроцессора предназначена для связи с другими устройствами компьютера. Включает в себя:
- внутренний интерфейс микропроцессора;
- буферные запоминающие регистры;
- схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. (Порт ввода-вывода - это аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство).
К микропроцессору и системной шине наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора. К ним относятся математический сопроцессор, контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода-вывода, контроллер прерываний и др.
Математический сопроцессор используется для ускорения выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления тригонометрических функций. Математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно с основным микропроцессором, но под управлением последнего. В результате ускорение выполнения операций происходит в десятки раз. Модели микропроцессора, начиная с МП 80486 DX, включают математический сопроцессор в свою структуру.
Контроллер прямого доступа к памяти освобождает микропроцессор от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что существенно повышает эффективное быстродействие компьютера.
Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с микропроцессором значительно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств, освобождает микропроцессор от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует режим прямого доступа к памяти.
Прерывание - это временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной. Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в микропроцессор.
Все микропроцессоры можно разделить на группы:
1. Микропроцессоры типа CISC с полным набором системы команд.
2. Микропроцессоры типа RISC с усеченным набором системы команд.
3. Микропроцессоры типа VLIW со сверхбольшим командным словом.
4. Микропроцессоры типа MISC с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием и др.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются:
1. Тактовая частота. Характеризует быстродействие компьютера. Режим работы процессора задается микросхемой, называемой генератором тактовых импульсов. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций выполняет микропроцессор за одну секунду. Тактовая частота измеряется в МГц.
2. Разрядность процессора - это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция. Чем больше разрядность процессора, тем больше информации он может обрабатывать в единицу времени, и тем больше, при прочих равных условиях, производительность компьютера.
3. Адресное пространство. Каждый конкретный процессор может работать не более чем с определенным количеством оперативной памяти. Максимальное количество памяти, которое процессор может обслужить, называется адресным пространством процессора. Определяется адресное пространство разрядностью адресной шины.
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: