2. Процессор: характеристики, классификации и типы.

Основным элементом персонального компьютера является процессор или микропроцессор (CPU). Микропроцессор выполняет вычисления и обработку данных и является самой дорогой микросхемой компьютера (PC). Во всех ПК совместимых компьютеров используются процессоры, поддерживающие семейство микросхем Intel, но выпускаются они и проектируются они самой Intel, но и компаниями AMD и Cyrix. В настоящее время Intel доминирует на рынке процессоров. Компания Intel прочно ассоциируется с изобретением первого процессора. Его появление на рынке. Успех компании Интел и Майкрософт наступил в 1981 году, когда IBM выпустил первый персональный компьютер IBMPC, Intel 8088 и операционные системы MsDos версии 01. С этого момента практически во все персональные компьютеры устанавливаются процессоры Intel и операционная система Майкрософт.

Параметры процессоров: при описании параметров и устройства процессоров, учитываются следующие характеристики:

• Разрядность шины данных и шины адреса, а также быстродействие

Быстродействие процессора – измеряется в мГц. 1 мГц = 1млн. тактов в секунду. Чем выше быстродействие, тем быстрее процессор.

Разрядность процессора – в процессор входит три важных устройства, основной характеристикой которой является разрядность – это шины ввода и вывода данных, внутренние регистры, шины адреса памяти. Процессоры с тактовой частотой, менее 16 мГц не имеют встроенной кэш-памяти. Система 486 процессора кэш-память первого уровня устанавливалась непосредственно в корпусе процессора и работала на частоте процессора, а кэш-память в системной плате стали называть кэш-памятью второго уровня. Она работала уже на частотах, поддерживаемой системной платы.

Быстродействие компьютера во многом зависит от тактовой частоты, обычно измеряемые в мГц. Она определяется параметрами кварцевого резонатора, представляющего собой кристалл кварца, заключенный в оловянный контейнер. Под воздействием электрического в кристаллах кварца возникают колебания электрического тока, частотой определяемой формы и размером кристалла. Наименьшей единицей измерения времени для процессора как логического устройства является период тактовой частоты. Различие во времени затрачивается на выполнение команд: 286 и 386 процессор – эти процессоры уменьшили время на выполнение команд примерно до 4,5 тактов; серии Pentium – их архитектура включает в себя двойные конвейеры команд и прочее усовершенствование, обеспечило выполнение одной или двух команд за 1 такт. Пентиум-2 (и-3), а также другие процессоры 6 поколения выполняют минимум 3 команды за один такт. Различное количество тактов необходимо для выполнения команд затрудняет сравнение производительности компьютеров, основанная только на тактовой частоте.

Шина данных. Шина – это набор соединений, по которым передаются различные сигналы. Когда говорят о шине процессора, чаще всего имеют в виду шину данных, представленный как набор соединений для передачи и приема данных. Чем больше поступает сигналов на шину, тем больше данных передается по ней за определенный сигнал времени и тем быстрее она работает. Данные в компьютере передаются в виде цифр через одинаковый промежуток времени. Для передачи единичного бита данных в определенный временной интервал поступает сигнал напряжения высокого уровня, около 5 вольт, а для передачи нулевого бита данных сигнал напряжения низкого уровня, около 0 вольт. Чем больше линий, тем больше битов можно передать за одно и то же время.

Кэш-память 1 уровня. Во всех процессорах, начиная с 486-го, имеет встроенный кэш-память, объемом 8кб. Кэш – это быстродействующая память, предназначенная для временного хранения программного кода и данных. Обращение встроенной кэш-памяти происходит без состояния ожидания. По сколку ее быстродействия соответствует возможностям процессора, то есть кэш-память первого уровня работает на частоте процессора.

Кэш-память 2 уровня. Для того, что уменьшить ощутимое замедление систем, задействуется кэш-память второго уровня. Технология MMX использовали в старших моделям процессоров Пентиум 5-го поколения в качестве расширения, благодаря которому ускоряется компрессия и декомпрессия видеоданных, манипулирования изображения, шифрования и выполнения операций ввода/вывода.

Технология SSE. Позволяет более эффективно работать с трехмерной графикой, потоками аудио и видео данных, ДВД воспроизведения, а также приложения распознавания речи. Технология 3DNow разработана компанией АМД и предназначена для ускорения обработки трехмерной графики, мультимедиа и других интенсивных вычислений.