Gumiabroncsok és bites mikroprocesszor
Bus a számítógép alaplap és a mikroprocesszor csomag - egy sor lapos vezető. Különleges gumik csatlakoztatott puffer áramkörök. Hagyományosan egy rendszer busz osztható három azonosított gumiabroncsok alább.
Gumiabroncs adat- kétirányú busz, amelyen keresztül adatokat különböző perifériák táplálunk egy processzor, vagy éppen ellenkezőleg, küldött a CPU az eszközöket.
Management shina- kétirányú busz felett, amelyeket továbbított vezérlő jeleket egy előre meghatározott sorrendben a mikroprocesszor működését és a különböző perifériák a számítógép.
Amellett, hogy a külső buszok, a mikroprocesszor általában saját beépített kerekek, amelyek vannak kialakítva a chip, vagy nyomtatott áramköri lap a házban a mikroprocesszor. A méretei a chip (mikroprocesszor chip) kicsi, és ezért az ilyen gumiabroncsok esetében nagyobb üzemi frekvenciát. Ezek általában többszöröse az órajel a mikroprocesszor. A jelenléte a beépített és a külső gumival a Pentium új generációs adott okot megnevezni építészet processzorok kettős busz.
Hogy a jelentős hátránya a mikroprocesszor - drasztikus csökkenése sebessége számítások bemutatott adatok lebegőpontos számok (és az ilyen adatokat általánosan tapasztalt a grafikus építkezés vagy a működés a multimédiás) kiindulva processzorok 486 tartalmazza a mikroprocesszor matematikai koprocesszor. Ez gondoskodik valamennyi funkcióját gyors számításokat, amint azt találtuk, hogy az adatok formájában lebegőpontos számok. Matematikai processzor - a „gép”, kicsit rosszabb, mint a processzor az áramkör bonyolultsága és a komponensek száma. Továbbá, egy matematikai koprocesszor végrehajtja meglehetősen bonyolult algoritmusok pontos (20 pontos számjegy) számítására a különböző matematikai funkciók, mint a négyzetgyök, logaritmus, szinusz, koszinusz, és így tovább. A szett a következő parancsok használják végrehajtásához háromdimenziós grafikus és multimédiás képességeket.
ALU kétségtelenül a legfontosabb a mikroprocesszor. Ellátja a különböző aritmetikai és logikai műveletek, amelyek alapjában véve minden olyan számítástechnikai algoritmus.
ALU épül több logikai áramkörök. Mivel a ALU processzor lehetővé teszi belül szóhosszúsága összeadni, kivonni, szorozni és osztani az egész számok. Azt is lehetővé teszi, hogy különböző műveleteket hajtsanak végre (például a Shift vagy mozgás) dolgozni számokkal megnövelt bitmélységet, stb ..
A modern processzorok támogatása, és műveleteket végeznek lebegőpontos számok. Minden művelet szükséges lefordítani tizedes számok (az egész és lebegőpontos) a bináris számokat, és fordítva modern processzorok automatikusan működik. Ahhoz, hogy egy adott szükséglet kielégítésére képes végrehajtani az ilyen konverziók „kézzel” egyszerűen nem létezik.
Blokk parancsokat. A processzor „vezetékes” sor parancs, amelyek végre programozott segítségével az ALU. Ők alig több, mint 200 Ez a parancs az előző generációk mikroprocesszorok 8086, 8088, 286, 386 és 486. Ugyanakkor az új processzorok között számos új parancsokat. Tartása összes parancs a mikroprocesszor és végrehajtása néhány közülük, és a felelősséget a parancs blokk.
Szállítószalag. A modern mikroprocesszorok a szerkezeti módszerek javítása a sebességet. Az egyik ilyen módszer - alapgondolata információkat. Ez azt jelenti, hogy a processzor rendelkezik a készülék - szállítószalag, amely megkapja parancsok sorozatát egyszerre. Amíg a végén a csővezeték elkészült végre az első csapat a bejövő szállítószalag, akkor megkapja az új parancsokat, és a feldolgozás kezdődik. Így a csővezeték egyidejűleg (vagy ahogy ők mondják, párhuzamos), hogy végre egy sor parancsot.
A szállítószalag általában kialakítva, hogy végre néhány utasításokat, amelyek száma határozza meg a hossza a szállítószalag. Amikor futtatja több parancsot végrehajtási idő határozza meg a teljesítményt a csapat a leghosszabb, míg a processzor nélkül a csővezeték igényel időt összegével egyenlő a végrehajtási idők minden csapat. Pentium processzor két 5-fokozatú futószalag. Ezt követően, a lépések számát és a megnövekedett száma csővezetékek. Meg kell jegyezni, hogy a műveletet a szállítószalag alig igényel több időt, és így a szállítószalagok túl sok irracionális.
A Pentium Pro processzor és az új elv proaktív parancsok végrehajtása használunk utódai. Ebből a célból egy speciális medencében használt parancsok a processzor. Képletesen szólva, ez az elv hasonló ahhoz, amit csinálunk, figyelembe tartalék a megfelelő eszközt és a megfelelő ruházat és alkalmazza őket, amikor szükség van rá.
A regiszterek a mikroprocesszor. A legtöbb műveleteket kell egy hely, hogy ideiglenesen tárolja az adatbevitel, közbenső és végső számítások eredményeit. Erre a processzor saját nagysebességű memória eszközök, az úgynevezett regiszter (regiszter), amelyek hasonlóak a memória cella. Ők vannak osztva általános célú regiszterek (általános célú regiszterek) és speciális regiszterek (speciális célú regiszterek). Nézzük meg néhány speciális regiszterek később, és most figyelmünket a szerepét az általános célú regiszterek.
Ezek száma, hiszen rakták ki a polcokon - mentesítést. A mikroprocesszor sokasága van regiszter műveletek, mint például a takarítás nyilvántartások, számok mozgatni egyik regiszterből a másikba, és így tovább.
Hasznos lenne megvizsgálni az általános célú regiszterek található a processzor fölött a számítógép memóriájában. A regiszter van az adatok tárolására kéznél, amelyeket jelenleg kezelik. Kijelölése memóriaként - adattárolási, amelyre szükség lehet a közeljövőben. tárolóeszköz - egy memóriát adatok tárolására, ami nem valószínű, hogy szükség a közeljövőben. Sok gép rendelkezik egy további ultra-gyors memória, az úgynevezett cache - memóriát. válaszidő, ami nagyjából megegyezik a válaszideje a nyilvántartásokban. Ez egy memória, amely tárolja a leggyakrabban használt parancsok a legközelebbi alkalommal, amikor a mikroprocesszor. Cache - memória részben megszünteti az eltérést a nagy sebességű mikroprocesszort és egy sokkal kisebb arányú hozzáférést a PC memória. Ha a processzor, hogy újra meg néhány parancsnoki lánc tart ki őket a már gyors cache helyett lassú memóriát. Ez növeli a sebességet a mikroprocesszor működését.
Az úgynevezett Harvard architektúra a gyorsítótár két részre oszlik. Az egyik része az instrukciók vannak tárolva, és a többi adatot. Princeton építészet egy ilyen osztály nem, és ebben a cache tárolja az adatokat és a parancsokat.
A kölcsönhatás természetének RAM cache memória van osztva két típusa van:
• write-back;
• write-through.
Az első cache műveletek eredményei felvett egy write-back cache, majd át a memória vezérlő RAM. A cache memória egy csatlakozón keresztül egyidejűleg a műveletek eredményeit rögzítik a cache memória és RAM.
A számítógép cache memória van több szinten (Levels). Mint már említettük, a cache az első szintű LI található ugyanazon a kocka, mint maga a processzor, és így működik a gyakorisága a processzor (néha fél a frekvencia). Ez egy nagyon gyors memória. De ez veszi el a legtöbb helyet a lapkán, így annak hatálya korlátozott - általában 16, 32 vagy 64 Kbyte-ban. Csak AMD Athlon processzorok cache memória L1 szint 128 KB.
második szintű L2 cache memória elhelyezkedhet akár a mikroprocesszor, vagy az alaplapon. Ennek összege tól 128 kB az olcsó processzorokkal (például Celeron) több megabájt a szerver processzor szolgáló helyi hálózatokat (Intel Itanium). A modern processzorok, ez a memória leggyakrabban a processzor és a ház is csatlakozik hozzá egy különálló nagy sebességű busz - az építészet számítógépek kettős busz.
A cache memória a harmadik szint L3 általában az alaplapon található számítógépen. Ez fut a nagy sebességű chipek SRAM. Ez a memória, és néha a negyedik szintű cache memória és L4 tartalmazza a cache memória található, amely kívül az alaplap, mint a alaplapok merevlemezek. A cél ennek az, hogy csökkentse a memória elérési ideje a használati utasítást és a tárolt adatok lemezre. Néha egy részét használja a PC-RAM.
A memória kezelése egységet. Működés közben a processzor folyamatosan együttműködik memóriát. Ő kiszáll a memória utasítást kódok és kiszámításához szükséges adatokat, és elküldi a megadott memória cella számítási eredményeket. Annak érdekében, hogy ez a processzor tartalmaz egy memóriát kezelő egység. A memória kezelő egység munkáját segíti az ALU és az ALU lehet használni feldolgozásához az alapadatok.
Ábra 1- CPU és a RAM csatlakoztatott busz
Mivel az ilyen szerkezet a számítógép probléma, hozzátéve két érték a memóriában tárolt, ez több mint pusztán végrehajtani egy összeadási művelet. Ez a folyamat magában foglalja a vezérlés eszköz, amely koordinálja közötti adatátvitelt fő memória és regiszterek található a központi processzor, és a munkát aritmetikai logikai egység, amely ellátja az összeadást a parancsot a vezérlő eszköz.
Az egész folyamat a hozzáadásával két szám RAM-ban tárolt osztható öt lépésben, az alábbiak szerint. Dióhéjban, meg kell, hogy adja át az adatokat a fő memória a processzor, a processzor, hogy megtalálják az összeget a két érték, és az eredmény a memóriában tárolt cellában.
1. lépés: Vegyük a következő értékek egyike a memóriából, és tegyük a nyilvántartásban.
2. lépés: Vegyünk egy másik értéket a memóriából, és tegyük a másik nyilvántartásba.
3. lépés Aktiválja a felül áramkört, amely bemeneten lesz adatokat a nyilvántartások leírt 1. és 2. lépésben.
4. lépés: Mentés az eredményt a memóriában.
A áttörést ezen a területen (ami annak tulajdonítható, hogy Neumann János) történt a tudatban, hogy a program, valamint az adatok, amelyek kódolható, és a memóriában tárolja. Ha építeni egy központi feldolgozó egységet úgy, hogy eltávolítjuk a program memória, dekódolt utasításokat, és vitték őket ki, a műveletsornak a számítógép lehet változtatni egyszerűen megváltoztatja a tartalmát a memória cseréje nélkül a teljes CPU.
Az elv tárolt program memória (tárolt programot koncepció) vált gyakori, ezért gyakori, hogy úgy tűnik, nyilvánvaló. Először is, a teremtés, a gép tárolt program hátráltatja az a tény, hogy a program és az adatok tartják különálló entitásként: az adatok a memóriában tárolt, és a program része volt a központi processzort.
Ugyanakkor! Az első tervezetét a mechanikus gépek által vezérelt be azt lyukkártya programot azért hozták létre 1834-ben Charles Babbage. Vezetni a gépet Babbage javasolta, hogy egy gőzmozdony.
Kocsijában Babbage különválasztják négy fő alkotóeleme van:
• tároló tárolására számok (a jelenlegi terminológia memória);
• daráló feldolgozására a számokat (véleményünk szerint ez aritmetikai egység);
Figyelemre méltó, hogy az összes ilyen eszköz, sőt, bármely része a modern számítógép. Tehát Babbage lehet tekinteni az első építész számítógépek - az építészet, a kocsija megtartja értékét ma. Babbage is várható megváltoztatásának lehetőségét az algoritmus a problémák megoldására, mint azok előfordulnak.
Hogy a műsorokat Babbage kölcsönzött az ötletet, hogy az lyukkártya, melyeket javasolt és végrehajtott Jacquard szövőszék. Ezek a kártyák vastag papírlap lyukak. A jelenlétében és távollétében lyukak néhány helyen, ez rekord a logikai nulla és egy. Ada Lavleys (lánya, a költő Byron D.) volt az első program Babbage gépe. Ők voltak az első ciklusban megvalósított - ismétlődő ügyletek többször. Az ő hozzájárulása az első programozó az emberiség történetében halhatatlanná a címet a modern programozási nyelv Ada.
Eközben egy fizikus és matematikus (magyar etnikai) Dzhon Fon Neyman (1903-1957 gg.), Amerikai Egyesült Államokban él, felajánlotta, hogy tárolja a memóriában a számítógépek az adatok számítási és szoftver. Ez volt az alapötlet, amely számítások futó megváltoztatása során az adatokat, amelyek jelentősen bővült a számítási algoritmusok osztályok áll számítógépek. Azt is javasolta, hogy a klasszikus építészet a számítógépek, amely a következő összetevőkből áll:
• aritmetikai logikai egység (ALU);
• a vezérlőegység (CU);
• egy tárolóeszközt (memória);
• információs rendszert bemenet;
• A rendszer kimenet.
Ez az architektúra jól nevezték - a Neumann architektúra. Ő természetesen jelentős kiegészítésekkel, az alapja a legmodernebb számítógépek (PC).
Moore törvénye. Ahogy a ház mérete attól függ, hogy a blokkok száma azt alkotó, és a hatalom és a tökéletesség a modern mikroprocesszorok attól függ, hány tranzisztorok tudja fogadni a ház a mikroprocesszor. Ez a helyzet más mikroelektronikai termékek, mint például a matematikai koprocesszor, digitális jelfeldolgozó processzorok, chipkészletek, a memória chipek és egyéb VLSI.
Miután 1965-ben az egyik alapítója az Intel Gordon Mur meglehetősen hanyagul kimondott:”. a tranzisztorok száma egy chip és a teljesítménye mikroprocesszorok megduplázódik kétévente. " Azt mondják, hogy az első beszélt még körülbelül egy éve. Moore maga soha nem állította, hogy az empirikus törvény szigorú matematikai törvény.
Metcalfe törvénye. elnevezett Bob Metcalfe, a Massachusetts Institute of Technology. Úgy hangzik, mint ez: az érték hálózat növekedésével négyzetes arányban a csomópontok száma a hálózatban.
Ezért az internet ma a legfontosabb és legértékesebb kommunikációs eszköz. Minden alkalommal, amikor a csomópontok száma az interneten megduplázza az értékét növeli hálózat négy alkalommal. Ma a hálózat mintegy 400-500 millió felhasználót. Az elkövetkező években az internet-felhasználók száma növekszik egymilliárd, akkor az értéke a hálózat, mint egy olyan információkhoz való hozzáférést, a kommunikáció és a kereskedelem jóval magasabb lesz.
foton törvény. sávszélesség optikai információ átviteli csatorna lehet körülbelül megduplázódott minden 10 hónap.