Реферат на тему: Микропроцессор. Основная материнская плата и шина. Память

Введение

Процессор, или "мозг" компьютера, является главным элементом вычислительной системы. Он играет роль центра, координации всех операций и обработки данных. Без процессора компьютер не может функционировать.

Вся обработка информации, от работы приложений до выполнения команд пользователя, происходит благодаря процессору. Он выполняет арифметические и логические операции, управляет памятью и контролирует работу всех других компонентов компьютера.

Процессор состоит из микросхем, которые выполняют различные функции. Каждая микросхема отвечает за определенные операции и имеет свою специализацию. Они взаимодействуют между собой, передавая данные и инструкции.

Архитектура процессора определяет его возможности и производительность. Существуют различные типы архитектур, такие как x86, ARM, MIPS и другие. Каждая архитектура имеет свои особенности и применяется в разных устройствах.

Современные процессоры имеют большое количество ядер, что позволяет параллельно выполнять несколько задач. Это повышает производительность и позволяет обрабатывать большие объемы данных.

Однако процессор не является единственным фактором, влияющим на производительность компьютера. Важную роль также играет оперативная память, скорость передачи данных и другие компоненты.

Таким образом, процессор является главным элементом вычислительной системы. Он выполняет основную работу и определяет производительность компьютера. Без процессора компьютер не может функционировать и обрабатывать информацию. Способность выполнения команд, составляющих компьютерную программу, присуща процессору. Микропроцессоры, используемые в современных персональных компьютерах, производятся на одном кристалле, также известном как чип. Процессоры постоянно улучшают свое внутреннее устройство, и каждый последующий модель тратит вдвое меньше тактов на выполнение одной и той же работы, чем предыдущий. Если в процессоре 8088 одна команда занимала от 5 до 15 тактов, то в Pentium этот показатель снизился до 0,5-1 такта благодаря внутреннему дублированию схем, которое позволяет процессору выполнять несколько команд одновременно. с его способностью выполнять операции за минимальное время, имеет большое значение общее количество инструкций, выполняемых процессором. В свою очередь, количество инструкций зависит от алгоритмов, используемых в программном обеспечении. Чем эффективнее работают алгоритмы, тем меньше инструкций требуется для выполнения задачи. Важно проводить оптимизацию программы, чтобы уменьшить количество инструкций и повысить производительность процессора. Например, можно использовать более эффективные алгоритмы, избегать ненужных операций и использовать параллельное исполнение инструкций. В результате, процессор будет выполнять задачи быстрее и более эффективно. Это позволит ускорить работу компьютерных программ и повысить производительность системы в целом. Но необходимо помнить, что оптимизация программы требует баланса между производительностью и читаемостью кода. Поэтому следует учитывать не только производительность, но и удобство и понятность для разработчиков и поддержки программного обеспечения. В результате хорошо оптимизированная программа сможет выполняться более быстро, потреблять меньше ресурсов и улучшить пользовательский опыт пользователей. Таким образом, оптимизация программы – важная задача, которая позволяет повысить производительность микропроцессора и общую эффективность системы. В процессе разработки микропроцессоров происходит стремление сохранить набор основных команд при переходе от одного поколения к другому. Это делается для обеспечения преемственности и совместимости микропроцессоров. Также стоит отметить, что каждое последующее поколение микропроцессоров работает быстрее даже при одинаковой тактовой частоте. Это достигается путем выполнения миллионов операций в секунду (MIPS - Million Instruction Per Second). Разрабатывая программу для микропроцессора, мы можем двигаться в двух разных направлениях. С одной стороны, мы можем создать специальные команды, которые будут выполнять сложные операции максимально быстро и удобно для программиста. Например, мы можем сделать команду, которая будет вычислять квадратный корень числа.

С другой стороны, мы также можем разрабатывать набор команд, которые будут выполнять более общие операции, не специализированные для конкретных задач. Это даст программисту большую гибкость и возможность использовать микропроцессор для различных типов вычислений.

Важно найти баланс между специализированными и общими командами, чтобы микропроцессор был эффективен и удобен для программиста. В идеальном случае, программист должен иметь возможность выбирать между готовыми специализированными командами и созданием своих собственных команд для выполнения сложных операций. Сложность схем и стоимость процессора возрастают пропорционально сложности команд. С течением времени программисты выработали минимальный набор команд, который достаточно удобен и легко используется для создания программ. Инженеры создали удобные команды, способные быстро выполнять определенные задачи. Программа, построенная на таких простых командах, имеет больший объем. Исполнение данной задачи происходит настолько оперативно, что, в общем-то, ее выполнение занимает значительно меньше времени. Более того, учет взаимодействия простых инструкций становится более простым. С начала 1998 года компания Intel приняла решение внести изменения в свою стратегию, которые заключались в раздроблении рынка и создании отдельного продукта для каждой его части. Такой подход позволял компании более эффективно оптимизировать свои программы и автоматизировать этот процесс. Результатом этих мер стало более качественное и быстрое функционирование продуктов Intel. Теперь компания была способна более точно удовлетворять запросы различных сегментов рынка и повышать свою конкурентоспособность. Одновременно с высокопроизводительными и дорогими процессорами Pentium II (позже замененными на Pentium III), появилось семейство Celeron, созданное для конкуренции с процессорами конкурентной компании AMD и ориентированное на более низкую ценовую категорию. В серии Pentium 4 Intel активно ведет разработки последние годы. В 2000 году появился процессор Intel Pentium 4 (Willamette, Socket 423), который отличается принципиально новой архитектурой и внедрением технологии гиперконвейеризации (hyperpipelining). Особенностью данного процессора является конвейер, состоящий из 20 ступеней. В соответствии с заявлением Intel, новые процессоры, основанные на данной технологии, позволяют достичь значительного увеличения частоты работы по сравнению с предыдущей линейкой Р6. Это увеличение составляет около 40 процентов при использовании одной и той же технологической платформы.

Одной из основных новаций является применение системной шины с частотой 400 МГц (Quad-pumped). Эта шина обеспечивает очень высокую пропускную способность в размере 3,2 ГБайта в секунду. В свою очередь, предыдущее поколение процессоров Pentium III использовало шину с частотой 133 МГц и пропускной способностью 1,06 ГБайт.

Таким образом, благодаря новым технологиям и разработкам Intel удалось существенно увеличить мощность и производительность своих процессоров, обеспечивая пользователям значительные преимущества в выполнении различных задач. Процессор с кодовым именем Willamette представляет собой устройство, характеризующееся следующими техническими параметрами: технология производства с размером 0,18 мкм, тактовая частота в диапазоне от 1,3 до 2 ГГц, кэш первого уровня объемом 8 Кб и полноскоростной кэш второго уровня с объемом 256 Кб. Данный процессор является 64-разрядным и обладает 64-разрядной шиной данных с тактовой частотой 400 МГц. Возможность установки процессора осуществляется через разъем Socket 423.

Оглавление

- Микропроцессор

- Основная материнская плата и шина

- Память

- Накопители на подвижном магнитном носителе

- Накопители на гибких магнитных дисках

- Оптические диски

- Блоки расширения Список литературы

Список литературы

- Кузнецов Е. Ю., Осман В. М. Персональные компьютеры и программируемые микрокалькуляторы: Учеб. пособие для ВТУЗов - М.: Высш. шк. -1991 г. 160 с.

- Борзенко А.В. IВМ РС: устройство, ремонт, модернизация. - М., Компьютер Пресс, 1996.- 344 с.

- Ахметов А. Н., Борзенко А. В. Современный персональный компьютер. - М.: Компьютер Пресс, 2003.-317 с.

- Компьютерра//М.: ООО "Пресса".

- Компьютер Пресс//М.: Компьютер Пресс.