Процессор. Электрическая схема процессора

Август 2, 2022

Главная
Разное
Процессор. Электрическая схема процессора

Содержание

2. Фирмы- производители процессоров Pentium, Pentium-II, Pentium-III, Pentium 4 Celeron (для дома) Xeon (для серверов) Pentium M
3. Процессор Любой процессор включает в себя 2 важные части: арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее обработку данных устройство
5. Арифметико-логическое устройство Целых чисел Чисел с плавающей запятой Декодер команд Кэш-память команд 1 уровня Кэш-память данных
6. В процессоре кэш-память имеет Один уровень Два уровня Три уровня Из оперативной памяти порция данных и
7. Кремниевая подложка Слой диоксида кремния Фотослой Слой поликристаллического кремния Технология создания процессора Электрическая схема формируется в
8. Электрическая схема процессора имеет Многослойную (трехмерную) структуру Однослойную (двумерную) структуру Процессоры создаются на основе подложек из
9. Характеристики процессоров Тактовая частота (число операций в секунду) тактовая частота 2 ГГц ⇒ 2 млрд. операций
10. Производительность процессора Производительность ~ (Разрядность х Частота х Кол-во команд за такт) 8бит 64 бит Проблема:
11. Количество команд за такт – увеличивается за счет совершенствования архитектуры процессора Проблема: выделение процессором теплоты пропорционально
12. Производительность процессора прямо пропорциональна: разрядности размеру частоте количество команд за такт Производительность процессора сейчас увеличивают за
13. Домашнее задание Учить конспект Читать п.1.2 Выполнить практическое задание на стр. 18 с программа CPU-Z. Распечатать
14. Опрос по теме «Магистрально-модульный принцип ПК» Что такое КЕШ-память? Сколько уровней имеет КЕШ-память? 3. Что такое
15. Оперативная память 0 1 10 11 100 101 Максимальный объем адресуемой памяти для Pentium 4 (разрядность
16. Пропускная способность (важнейшая характеристика модулей памяти) = разрядность шины данных (количество бит, обрабатываемых процессором за один
17. Максимальный объем адресуемой памяти зависит от : Разрядности шины адреса Разрядности шины данных Пропускная способность модулей
18. Нажмите Пуск –> Панель управления –> Система; в окне Панель управления –> Все элементы панели управления
19. Постоянная память. Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) —
20. Постоянная память. Со временем появились программируемые и перепрограммируемые ПЗУ. Программируемые ПЗУ заполнялись с помощью программатора –
21. Постоянная память. ПЗУ содержит: Тестирующие программы, проверяющие работоспособность основных устройств компьютера Программу начальной загрузки компьютера Программы
22. Микросхема ПЗУ устанавливается так, что её память занимает нужные адреса. Поэтому процессор, когда начинает свою работу,
23. Постоянная память. - Как вы считаете, знали ли изготовители ПЗУ параметры вашего жесткого диска или монитора?
24. Постоянная память. CMOS-память СМОS-память – это подпитываемая батарейкой память, в которую BIOS записывает информацию о настройках
25. Домашнее задание Учить п.1.2.2 Повторить п.1.2.1 Определить местоположение файла подкачки и его размер на вашем домашнем
26. Flash –память. Энергонезависимая память. Допускает многократную перезапись своего содержимого. Прежде всего в постоянную память записывают программу
27. BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств
28. CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения
29. Закрепление изученного. В таблице поставьте знак «+», если операцию можно производить, и знак «-» - если
31. Скачать презентацию

Слайд 2

Фирмы- производители процессоров
Pentium, Pentium-II,
Pentium-III, Pentium 4
Celeron (для дома)
Xeon (для серверов)
Pentium

M (для ноутбуков)
Pentium D, Core 2 Duo (2 ядра)
Core 2 Quad (4 ядра)

K7, Athlon XP, Duron
Athlon 64
Sempron (для дома и ноутбуков)
Turion (для ноутбуков)
Opteron (для серверов)
Athlon 64 X2 (2 ядра)

Слайд 3

Процессор
Любой процессор включает в себя 2 важные части:
арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее

обработку данных
устройство управления (УУ), управляет выполнением программы и обеспечивает согласованную работу всех устройств

Слайд 4

Слайд 5

Арифметико-логическое устройство
Целых чисел Чисел с плавающей запятой
Декодер команд
Кэш-память команд 1 уровня
Кэш-память данных

1 уровня

Кэш-память 2 уровня

Шина данных

Шина адреса

Шина управления

Слайд 6

В процессоре кэш-память имеет
Один уровень
Два уровня
Три уровня
Из оперативной памяти порция

данных и команд считываются в

Декодер команд

Кэш-память команд

Кэш память данных

Кэш-память 2-го уровня

Кэш-память в процессоре позволяет

Ускорить поставку данных и команд к АЛУ

Увеличить надежность хранения данных и команд

Слайд 7

Кремниевая подложка
Слой диоксида кремния
Фотослой
Слой поликристаллического кремния
Технология создания процессора
Электрическая схема формируется в

процессе фотолитографии (создает рисунок ЭС) и в процессе ионной имплантации (нанесение ионов различных примесей на рисунок)

Трехмерная электрическая схема процессора

Слой диоксида кремния

Фотослой

Защитный корпус

Слайд 8

Электрическая схема процессора имеет
Многослойную (трехмерную) структуру
Однослойную (двумерную) структуру
Процессоры создаются на

основе подложек из

кремния

магния

золота

лития

Защитный корпус процессора обеспечивает

Полную его изоляцию на системной плате

Электрическое соединение с системной платой

Слайд 9

Характеристики процессоров
Тактовая частота (число операций в секунду) тактовая частота 2 ГГц

⇒ 2 млрд. операций за 1 с
Разрядность число бит, которые процессор обрабатывает за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …)

Слайд 10

Производительность процессора
Производительность ~ (Разрядность х Частота х Кол-во команд за такт)
8бит
64

бит

Проблема: разработка операционных систем и приложений

Разрядность – количество двоичных разрядов, обрабатываемых за 1 такт

1971 год

2006 год

Процессор

Слайд 11

Количество команд за такт – увеличивается за счет совершенствования архитектуры процессора
Проблема:

выделение процессором теплоты пропорционально квадрату частоты

Частота – количество тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду

Наличие кэш-памяти двух уровней
Наличие нескольких ядер (АЛУ и др.)

Перспективный путь увеличения производительности процессора

Процессор

До 3700 МГц

0,1 МГц

1971 год

2006 год

Слайд 12

Производительность процессора прямо пропорциональна:
разрядности
размеру
частоте
количество команд за такт
Производительность процессора сейчас увеличивают за

счет:

увеличения разрядности

совершенствование архитектуры процессора

увеличения частоты

Количество бит, обрабатываемых за такт называют

разрядностью

тактовой частотой

Производительностью процессора

количеством команд за такт

Слайд 13

Домашнее задание
Учить конспект
Читать п.1.2
Выполнить практическое задание на стр. 18 с программа

CPU-Z. Распечатать скриншот характеристик в программе
*Выполнить практическое задание на 20, 21 с программами SIV, SiSoftSandra

Слайд 14

Опрос по теме «Магистрально-модульный принцип ПК»
Что такое КЕШ-память?
Сколько уровней имеет КЕШ-память?
3.

Что такое магистраль?
4. Перечислите виды шин в компьютере.
5. Что такое адаптер?
6. Запишите, от чего зависит производительность процессора.
7. Что такое разрядность процессора и в чем она измеряется?

Слайд 15

Оперативная память
0
1
10
11
100
101
Максимальный объем адресуемой памяти для Pentium 4 (разрядность шины адреса

36 бит) составит 236 Байт

Двоичный адрес ячейки

Величина фактически установленной оперативной памяти (модули памяти) может быть < объема адресуемой памяти

Пропускная способность – важнейшая характеристика модулей памяти

Слайд 16

Пропускная способность (важнейшая характеристика модулей памяти) = разрядность шины данных (количество

бит, обрабатываемых процессором за один такт) * частота операций записи/считывания информации из ячеек.

Маркировка пропускной способности модулей памяти: PC3200 (3200Мбайт/с), PC8500 (8500Мбайт/с)

2006 год:

Разрядность шины данных = 64 бит
Частота шины данных = частота системной шины = 1064МГц
Пропускная способность = 64бит * 1064МГЦ=68096Мбит/с=8512Мбайт/с

Физическая память – модули оперативной памяти на системной плате

Виртуальная память – область на жестком диске (файл подкачки)

Добавляется для увеличения объема памяти, используемых программами

Слайд 17

Максимальный объем адресуемой памяти зависит от :
Разрядности шины адреса
Разрядности шины данных
Пропускная

способность модулей памяти зависит от:

разрядности шины адреса

разрядности шины данных

На жестком диске располагается

Виртуальная память

Физическая память

Частоты операций чтения/записи инф-ии из ячеек

Слайд 18

Нажмите Пуск –> Панель управления –> Система;
в окне Панель управления

–> Все элементы панели управления –> выберите меню Дополнительные параметры системы;
в окне Свойства системы откройте вкладку Дополнительно;
в разделе Быстродействие нажмите кнопку Параметры…;
в окне Параметры быстродействия откройте вкладку Дополнительно;
в разделе Виртуальная память нажмите кнопку Изменить…;

Практическая работа «Просмотр расположения и размера файла подкачки»

Слайд 19

Постоянная память.
Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память

только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

Слайд 20

Постоянная память.
Со временем появились программируемые и перепрограммируемые ПЗУ.
Программируемые ПЗУ заполнялись с

помощью программатора – специального устройства.
Перепрограммируемые ПЗУ устроены на основе флеш-памяти

Слайд 21

Постоянная память.
ПЗУ содержит:
Тестирующие программы, проверяющие работоспособность основных устройств компьютера
Программу начальной загрузки

компьютера
Программы для получения сведений об основных параметрах устройств компьютера (BIOS)

Слайд 22

Микросхема ПЗУ устанавливается так, что её память занимает нужные адреса. Поэтому

процессор, когда начинает свою работу, попадает в постоянную память, заготовленную для него заранее.

Постоянная память (ROM)

Слайд 23

Постоянная память.
- Как вы считаете, знали ли изготовители ПЗУ параметры вашего

жесткого диска или монитора?
Вы сменили монитор. Как сообщить о его параметрах ПЗУ, если вы сами не можете в нём изменить информацию?
Можно ли записать эту информацию в ОЗУ?
Вывод: необходима такая память, в которую можно было бы записывать информацию (в отличии от ПЗУ) и которая была бы энергонезависимой (в отличии от ОЗУ).

Слайд 24

Постоянная память. CMOS-память
СМОS-память – это подпитываемая батарейкой память, в которую BIOS

записывает информацию о настройках аппаратного обеспечения компьютера.

Слайд 25

Домашнее задание
Учить п.1.2.2
Повторить п.1.2.1
Определить местоположение файла подкачки и его размер на

вашем домашнем компьютере. Сделать скриншот.

Слайд 26

Flash –память.
Энергонезависимая память.
Допускает многократную перезапись своего содержимого.
Прежде всего в постоянную память

записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Важнейшая микросхема Flash-памяти — модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой стороны — важный модуль любой операционной системы.

Слайд 27

BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) —
совокупность программ,

предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в
оперативную память.

Слайд 28

CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением

от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.
Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS (англ. Setup — устанавливать, читается "сетап").

Слайд 29

Закрепление изученного.
В таблице поставьте знак «+», если операцию можно производить, и

знак «-» - если нельзя.

Процессор. Электрическая схема процессора

Содержание

Фирмы- производители процессоровPentium, Pentium-II, Pentium-III, Pentium 4Celeron (для дома)Xeon (для серверов)Pentium

ПроцессорЛюбой процессор включает в себя 2 важные части:арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее

Арифметико-логическое устройствоЦелых чисел Чисел с плавающей запятойДекодер командКэш-память команд 1 уровняКэш-память данных

В процессоре кэш-память имеет Один уровеньДва уровняТри уровняИз оперативной памяти порция

Кремниевая подложкаСлой диоксида кремнияФотослойСлой поликристаллического кремнияТехнология создания процессораЭлектрическая схема формируется в

Электрическая схема процессора имеет Многослойную (трехмерную) структуруОднослойную (двумерную) структуруПроцессоры создаются на

Характеристики процессоровТактовая частота (число операций в секунду) тактовая частота 2 ГГц

Производительность процессораПроизводительность ~ (Разрядность х Частота х Кол-во команд за такт)8бит64

Количество команд за такт – увеличивается за счет совершенствования архитектуры процессораПроблема:

Производительность процессора прямо пропорциональна:разрядностиразмеручастотеколичество команд за тактПроизводительность процессора сейчас увеличивают за

Домашнее заданиеУчить конспектЧитать п.1.2Выполнить практическое задание на стр. 18 с программа

Опрос по теме «Магистрально-модульный принцип ПК»Что такое КЕШ-память?Сколько уровней имеет КЕШ-память?3.

Оперативная память011011100101Максимальный объем адресуемой памяти для Pentium 4 (разрядность шины адреса

Пропускная способность (важнейшая характеристика модулей памяти) = разрядность шины данных (количество

Максимальный объем адресуемой памяти зависит от :Разрядности шины адресаРазрядности шины данныхПропускная

Нажмите Пуск –> Панель управления –> Система; в окне Панель управления

Постоянная память.Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память

Постоянная память.Со временем появились программируемые и перепрограммируемые ПЗУ.Программируемые ПЗУ заполнялись с

Постоянная память.ПЗУ содержит:Тестирующие программы, проверяющие работоспособность основных устройств компьютераПрограмму начальной загрузки