Лекция: Микропроцессоры ПК.

Определение. Центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера [15]).

Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров и физически представляют собой сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). Использование современных высоких технологий позволяет разместить на СБИС процессора огромное количество (около 42 миллио­нов в процессоре Pentium 4) функциональных эле­ментов (транзисторов) с разме­рами порядка 0,13 микрон (1 микрон = 10-6 метра).

Важнейшей характеристикой, определяющей быстродей­ствие процессора (его вычислительную мощность), является тактовая частота, то есть ко­личество тактов в секунду.

Определение. Такт — это промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов специальной микросхемой — генератором тактовой часто­ты (тактовых импульсов), синхронизирующим работу узлов компьютера.

На вы­полнение процессором каждой базовой операции (например, сложения) отводится определенное количество тактов. Ясно, что чем больше тактовая частота, тем больше операций в се­кунду выполняет процессор. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц) (1 МГц = миллион так­тов в секунду, 1 ГГц = миллиард так­тов в секунду). За 20 с небольшим лет тактовая частота про­цессоров увеличилась почти в 500 раз, от 5 МГц (процессор 8086, 1978 год) до 3,4 ГГц (процессор Pentium 4, 2004 год).

Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность, определяемая количеством двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно. Часто уточняют разрядность процессора и пишут 64/32, что означает, что процессор име­ет 64-разрядную шину данных и 32-разрядную шину адреса.

В первом отечественном школьном компьютере «Агат» (1985 год) был установлен процессор, имевший разрядность 8/16, соответственно одновременно он обрабатывал 8 бит информации, а его адресное пространство составляло 64 килобайта.

Производительностьпроцессора является его интеграль­ной характеристикой, зависящей от частоты, разрядности, а также от особенностей архитектуры (на­личие кэш-памяти и др.).

Примечание.

В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров. Такие системы называются многопроцессорными.