Представление о микропроцессоре Устройства памяти Центральным устройством ПК является процессор

Представление о микропроцессоре
Устройства памяти
Центральным устройством ПК является процессор
Выполняет арифметические и логические
операции над информацией, хранящийся в
памяти ПК
ПРОЦЕССОР
Управляет работой всех устройств ПК
Процессор – устройство, обеспечивающее преобразование и управление
другими устройствами компьютера. Современный процессор представляет
собой микросхему, выполненную на миниатюрной кремневой пластине –
кристалле.
Поэтому его принято называть микропроцессором. В последних моделях
микропроцессоров, размер которых до 2 см2, содержится до нескольких
миллионов электронных компонентов
Микросхема, реализующая функции центрального процессора ПК,
называется микропроцессором.
Чем больше компьютер содержит микропроцессор, тем выше
производительность
ПК.
Размер
минимального
элемента
микропроцессора составляет несколько микрометров. Микропроцессор
штырьками вставляется в специальное гнездо на системной плате.
Микропроцессор состоит из арифметического – логического устройства
(АЛУ), устройства управления (УУ) и регистров для временного
хранения информации
АЛУ отвечает за обработку данных.
В
каждый
момент
времени
считывается отдельная команда и
в регистрах временного хранения
сохраняется адрес, с которого была
считана информация и номер
действия,
которое
нужно
выполнить
над
считанными
данными. Данные считываются из
оперативной памяти и после
выполнения
необходимых
действий измененное значение
возвращается обратно в память.
Координация
взаимодействия
различных
устройств
ПК
осуществляется
устройство
управления (УУ).
Воздействие
осуществляется
не
на
прямую,
а
через
оперативную память.
Важнейшими
характеристиками
процессора являются:
РАЗРЯДНОСТЬ
ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА
АДРЕСНОЕ ПРОСТРАНСТВО
Процессор оперирует машинными словами, размер которых
имеет различное значение у разных компьютеров.
Машинное слово – это бит, к которым процессор имеет
одновременный доступ. Размер машинного слова может быть
равен 8, 16, 32, 64 битам. Размер машинного слова и
определяет
разрядность
процессора,
равный
числу
одновременно обрабатываемых битов.
Чем больше разрядность процессора, тем больше
информации он обрабатывает в единицу времени, тем выше
его эффективность.
Быстродействие компьютера определяется его тактовой
частотой процессора или количеством выполняемых операций
в единицу времени. Процессор содержит микросхему,
называемую генератором тактовой частоты. Генератор
отсчитывает необходимое количество тактов для выполнения
определенной
операции.
За
период
существования
персональных компьютеров тактовая частота возросла от 4.77
(Intel 8088) до 333 (Pentium) и более Мегагерц.
Параметры процессора ограничивают объем оперативной
памяти, с которым он может взаимодействовать.
Максимальное количество памяти, которое
может обслуживать процессор, называется
адресным пространством процессора.
Адресное
пространство
представляет
собой
совокупность адресов, используемых в данной
вычислительной
системе.
Значение
адреса
представлено
в
процессоре
определенным
количеством бит. Если адрес состоит из n бит, то
адресное пространство будет равно 2n.
специализированные
процессоры.
Например,
математический
микропроцессор – микросхема ,которая помогает основному процессору в
выполнении математических вычислений с десятичной (плавающей)
В процессе работы ПК программы, исходные
данные, а также промежуточные и окончательные
результаты необходимо где – то хранить и иметь
возможность к ним обращаться. Информация, с
которой работает микропроцессор, - данные и
команды – должны храниться на некотором
устройстве. Такое устройство получило название
память.
ВОПРОС: Информация в ПК должна быть закодирована.
Какой способ кодирования информации используется в
компьютере?
ОТВЕТ: Двоичный код. Этот способ кодирования
характеризуется простой технической реализацией –
есть сигнал, нет сигнала.
Память компьютера – совокупность устройств для
хранения информации. Память предназначена для
хранения информации. Она должна обеспечивать
выполнение операций:
Сохранение (записи)
Восстановление (чтение).
ЧТЕНИЕ (считывание) информации из
памяти – процесс получения информации из
ячеек памяти, расположенных по заданному
адресу.
ЗАПИСЬ (сохранение) информации в памяти –
процесс
размещения
информации
по
заданному адресу для хранения.
Способ обращения к устройству памяти для
чтения или записи информации получил
название доступ.
С помощью доступа связан такой параметр памяти,
как время доступа, или быстродействие памяти –
время, необходимое для чтения из памяти либо
записи в нее минимальной порции.
Время доступа, или быстродействия – время,
необходимое для чтения из памяти либо записи в
нее минимальной порции информации.
Важной характеристикой памяти любого вида
является объем (емкость).
Объем (емкость) памяти – максимальное
количество хранимой в ней информации.
Внешняя память
Менее
быстродействующая,
но
позволяющая
длительное время сохранять большой объем
информации.
Внутренняя память
Быстродействующая, но ограниченная по объему и по
времени хранения.
Характеристики:
БЫСТРОДЕЙСТВИЕ
ОГРАНИЧЕННЫЙ ОБЪЕМ.
Физически внутренняя память ПК представляет собой
интегральные схемы (чипы), которые размещаются в
специальных подставках (гнездах) на плате. Чем
больше размер внутренней памяти, тем более сложную
задачу может выполнить ПК.
ВОПРОС: микропроцессор обрабатывает данные, хранящиеся в памяти
компьютера. К микропроцессору предъявляются требования высокой
производительности. Какие требования следуют предъявлять к
устройствам памяти, работающим с процессором?
ПАМЯТЬ, хранящая данные и программы для работы процессора
должна обладать высоким быстродействием.
ВОПРОС: что вы можете сказать про объем быстродействующей
памяти?
ОТВЕТ: По объему она будет ограничена
Условно внутренняя
совокупность ячеек.
память
компьютера
представляет
собой
Ячейка
памяти
–
элемент
памяти,
предназначенный для хранения минимальной
порции информации.
Каждая ячейка имеет свой уникальный адрес.
При обмене информации с памятью процессор
обращается к ячейкам памяти по их адресам.
Адресом ячейки является номер ячейки памяти.
Рассмотрим аналогию с городом. Все жители живут в индивидуальных
домах. У каждого дома (ячейка) есть адрес. Для того, чтобы передать
информацию (письмо) в дом необходимо знать адрес и т.д.
Постоянная память – устройство для долговременного хранения
программ и данных.
Оперативная память – устройство для хранения программ и данных,
которые обрабатываются процессором в текущем сеансе работы.
Кэш – память –
служит
для
увеличения
производительно
сти компьютера,
согласования
работы
устройств
различной
скорости.
Она
является
промежуточным
запоминающим
устройством, или
буфером.
Внешняя память предназначена
хранения информации.
Носитель – материальный
информацию.
объект
для
долговременного
способный
хранить
Устройство внешней памяти (накопитель) – физическое
приспособление, позволяющее производить считывание и запись
информации на соответствующий носитель.
По типу доступа информации устройства делятся на:
1. Устройства прямого доступа, когда время обращения к информации не
зависит от листа расположения на носителе (дискета, компакт диск и
т.д.).
2. Устройства последовательного доступа, такой зависимости нет.
Плотность
записи
определяется
объемом информации записанной на
единице длины дорожек (измеряется
в битах на мм).
Скорость обмена информации зависит
от скорости ее считывания или записи
на носителе.
Одним из наиболее распространенных носителем является
гибкий магнитный диск, диаметр 89 мм. Рабочая поверхность
диска изготовлена из эластичного материала и помещена в
твердый защитный кожух.
V= 2хNхMхs
V – объем диска, N – число дорожек на диске, M = число
секторов на дорожке, S – емкость одного сектора.
Обычно N=80, M=18, S=512 байт, тогда
V= 2х80х18х512 = 2х1440х512 = 1474560 байт, =
1,44 Мбайт
Форматирование диска – процесс магнитной
разметки диска на дорожки и секторы.
Дисковод – устройство предназначенное
для
работы с любыми дисками, в том числе и с
гибкими,
Одним из обязательных компонентов ПК являются жесткие магнитные
диски. Они представляют собой металлические либо керамические диски
(пакет дисков), покрытым магнитным слоем. Эти диски вместе с блоком
магнитных головок установлены внутри герметичного корпуса дисковода,
обычно называемого винчестером.
Для обращения к жесткому
диску используется имя,
задаваемое
любой
латинской буквой, начиная
с C:. В случае если
установлен второй жесткий
диск, ему присваивается
следующая
буква
латинского алфавита D:, и
т.д. Для удобства работы в
оперативной
системе
предусмотрена
возможность с помощью
специальной
системной
программы
условно
разбивать
один
физический
диск
на
несколько
независимых
Оптический диск –
это
диски
на
поверхности которых
информация
записана с помощью
лазерного луча. Они
изготовлены
из
органических
материалов
покрытых
тонким
магнитным
слоем.
Диаметр – 120 мм,
емкость (маленькие
200 – 230 Мбайт)
Устройство ввода
Устройства с прямым вводом
Устройства с
клавиатурным вводом
Манипуляторы
Распознавание речи
Сенсорные
Устройства сканирования
сканирования
Различают три вида носителей:
1. CD-ROM - устройство для чтения с компакт – дисков, которое позволяет
только читать информацию, ранее записанную на диск.
2. CD-R - оптический дисковод, который позволяет не только считывать но
и выполнять разовую запись информации на компакт – диск.
3. Дисковод CD-RW (rewritable), который в отличие от CD-R, позволяет
производить многократную запись на компакт – диск.
Драйвер устройства – программа, управляющая
конкретного устройства ввода/вывода информации.
работой