Інформатика та комп’ютерна техніка

Центральний мікропроцесор, його призначення та складові параметри. Оболонка Norton Commander, порядок створення каталогу. Копіювання фрагмента тексту між документами MS Word за допомогою буфера обміну. Порядок побудови гістограми в програмі Excel.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

1. Центральний мікропроцесор

Мікропроцесор є центральним блоком ПК, призначеним для керування роботою всіх блоків комп'ютера і виконання арифметичних та логічних операцій над інформацією. До нього входять логічні блоки (КП, АЛП), мікропроцесорна пам'ять (МПП) -- складова частина, що забезпечує короткочасне зберігання, записування та видавання інформації, яка використовується в обчисленнях у найближчих тактах роботи комп'ютера. МПП будується на регістрах і використовується для підвищення швидкодії ЕОМ, оскільки основна пам'ять не завжди гарантує необхідну для швидкодійного МП швидкість записування, зчитування, пошуку інформації. Регістри -- найшвидкодійніші елементи пам'яті завдовжки 1--4 байт або більше.

Інтерфейсна система МП реалізує зв'язок із іншими пристроями ПК (через системну шину).

Мікропроцесор часто порівнюють із мозком комп'ютера. Мікропроцесор -- мініатюрна обчислювальна машина, яка розміщена на одній НВІС.

На одному кристалі надчистого кремнію за допомогою складного, багатоступеневого і високоточного технологічного процесу створено кілька мільйонів транзисторів та інших схемних елементів, з'єднувальні проводи і точки підключення зовнішніх виводів. У сукупності вони утворюють усі логічні блоки, тобто арифметичний пристрій, КП, регістри і т. ін. Світова промисловість випускає різноманітні типи центральних МП. У табл. 1.3 наведено технічні дані деяких ЦП компанії Intel -- лідера у цій галузі.

Основними параметрами МП є набір команд, розрядність, тактова частота.

Набір, або система, команд постійно вдосконалюється, з'являються нові команди, що замінюють 'серії найпрймі-тивніших команд (мікропрограми). На виконання нової команди потрібна менша кількість тактів, ніж на мікро-програму. Сучасні МП можуть виконувати до кількох сотень команд (інструкцій).

Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бітів) інформації обробляється (або передається) за один такт, а також скільки двійкових розрядів можна використати у МП для адресації оперативної пам'яті, передавання даних та ін.

Таблиця 1.3

Технічні дані деяких ЦП компанії Intel

Тип ЦП	Покоління	Кількість транзисторів на кристалі, млн.	Розрядність основних регістрів	Розрядність шини даних	Розрядність шини адреси	Пам'ять, що адресується, Гбайт	Тактова частота, МГц	Тип рознімного з'єднання
І8086	1	0,029	16	16	20	0,001	4,77; 8; 10	-
I80286	2	0,134	16	16	24	0,016	8; 12; 16	-
i80386DX	3	0,275	32	32	32	4	20; 25; 33; 40	-
i486DX	4	1,2	32	32	32	4	25--100	1; 2; 3; 6
Pentium	5	3,1	32	64	32	4	60--200	4; 5; 7
Pentium ММХ	5	4,5	32	64	32	4	166--233	7
Pentium Pro	6	5,5	32	64	36	64	160--200	8
Pentium II	6	7,5	32	64	36	64	233--500	Slot 1
Celeron	6	7,5; 19	32	64	36	64	233--1300 і вище	Slot 1, socket 370
Pentium III	6	9,5; 28	32	64	36	64	450--1133 і вище	Те саме
Pentium IV	7	42	32	64	36	64	1400--2200 і вище	Socket 423, 478

Кількість пам'яті, що адресується, або адресний простір, залежить від кількості ліній шини адреси МП. Якщо цих ліній 20, то адресний простір становитиме 2= 1 Мбайт; якщо ліній 24, то -- 2 =16 Мбайт тощо.

Тактова частота вказує, скільки елементарних операцій (тактів) МП виконує за секунду. Вимірюється в мегагерцах або (для частот вище 1000 МГц) гігагерцах (1 МГц = 10 Гц, 1 ГГц = 10Гц). Вона є лише відносним показником продуктивності МП. Через архітектурні відмінності МП в деяких із них за один такт виконується робота, на яку інші витрачають кілька тактів.

Важливими характеристиками сучасних МП, що впливають на їх продуктивність, є ємність і швидкість функціонування вмонтованої кеш-пам'яті (від англ. cache -- тайник). Річ у тім, що сучасні МП «переганяють» за тактовою частотою інші елементи комп'ютера. Тактова частота МП в кілька разів вища, ніж частота синхронізації системної шини і шини пам'яті, через які відбувається обмін інформацією з відносно повільним ОЗП. Без внутрішньої кеш-пам'яті (що має особливо високу швидкодію) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової інструкції з ОЗП або закінчення записування в пам'ять. Кеш-пам'ять першого рівня (L1), як правило, реалізовано в самому кристалі МП, а кеш-пам'ять другого рівня (L2), яка є повільнішою і має більшу ємність, може розташуватися на системній платі (або її взагалі може не бути -- як у перших процесорах Celeron). Типова для сучасних МП ємність кеш-пам'яті L1 становить 32 Кбайт (по 16 Кбайт відводиться для кешування команд і даних) або 64 Кбайт, кеш-пам'яті L2 -- від 256 або 512 Кбайт для звичайних ПК до 2--8 Мбайт для потужних серверів. Зустрічаються системи з трьохрівневою кеш-пам'яттю.

МП класу 486 і далі можуть працювати з множенням внутрішньої частоти. Так, відносно швидкі схеми ядра МП працюють із частотою, що в 2--10 разів перевищує частоту інтерфейсних схем і системної шини. Деякі МП мають коефіцієнт множення 1,5; 2,5 і т. д.

Починаючи з моделі Pentium MMX, МП виготовляють за ММХ-технологією. Такі МП мають додаткові регістри, виконують кілька десятків додаткових команд й оптимізовані для роботи з мультимедійними програмами.

Зовні МП має вигляд прямокутної пластмасової або керамічної пластини з площею від 5 х 5 см до 1 х 1 см і менше з численними виводами (до 300--400 і більше). На сучасні МП встановлюють радіатор зі сплаву з високою теплопровідністю та вентилятор (розміром із сірникову коробочку) для охолодження.

З метою нарощування продуктивності системи або ремонту на сучасних системних платах МП можна замінити. МП легко встановлюються (навіть користувачем) у спеціальне прямокутне рознімне з'єднання -- сокет (від англ. socket -- розетка). Тип сокета має відповідати типу МП.

Деякі сучасні МП (Pentium II, деякі моделі Celeron і Athlon) є невеликою платою, на якій розміщено головний кристал, мікросхеми кеш-пам'яті та ін. Плата поміщається в пластиковий картридж, забезпечений вентил...