Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Процессор и
оперативная память
Логическая схема процессора
Процессор является центральным устройством ПК и выполняет команды программы,
которая хранится в оперативной памяти.
Микропроцессор
АЛУ
УУ
Обработка данных
1. Поступление программы в процессор (по шине
данных) и её декодирование.
2. Нужные данные запрашиваются из оперативной памяти (шина адреса и шина управления) и передаются в процессор (по шине
данных).
3. Декодированные команда и данные передаются в АЛУ.
4. Результаты обработки передаются в оперативную память (шина данных, шина адреса и
шина управления).
Быстродействие процессора существенно
больше быстродействия оперативной
памяти.
Во избежание простаивания работы в
процессоры встроена более быстрая, чем
оперативная кэш-память.
Кэш-память разделена на 2 уровня: память
1 уровня меньше по объёму, но больше по
быстродействию памяти 2 уровня.
АЛУ
Целых чисел
Чисел с плавающей запятой
Декодер команд
Кэш-память данных 1-го уровня
Кэш-память команд 1-го уровня
Кэш-память 2-го уровня
Шина
данных
Шина
управления
Шина
адреса
Упрощенная логическая схема одноядерного процессора
Технология создания процессора
Процессор является большой
полупроводниковой микросхемой.
Производительность процессора
Интегральная характеристика
(определяет скорость выполнения
приложений)
Производительность ~ Разрядность ×
× Частота × Количество команд за такт
Разрядность процессоров увеличилась с 4 до
64 битов. Дальнейшее увеличение нецелесообразно (ПО в основном 32-бит овое).
Частота процессоров увеличилась с 0,1 до
3700 МГц.
Оперативная память
Оперативная память представляет собой
множество ячеек, причем каждая ячейка
имеет свой уникальный адрес.
1 ячейка = 1 байт
В ПК величина адресного
пространства процессора
(объем адресуемой памяти) меньше величины фактически установленной
(модулей).
Объем адресуемой памяти
2I × 1 байт
I – разрядность шины адреса
Пропускная способность памяти
Пропускная способность =
Разрядность шины данных × Частота
2006 г. – частота шины данных – 1064 МГц,
разрядность шины данных = 64 бита
Физическая и виртуальная память
Объем используемой программами памяти
можно увеличить путем добавления к
физической памяти виртуальной памяти
(в ОС Windows – это файл подкачки, размер
которого можно менять).
Быстродействие виртуальной памяти существенно меньше быстродействия модулей оперативной
памяти.
Во избежание замедления быстродействия
виртуальной памяти рекомендуется провести
дефрагментацию диска и установить для файла
подкачки постоянный размер.
Домашнее задание
Записи в тетради
§ 1.2.