Среда21 ноября
Образование

Устройства, входящие в состав процессора: описание, функции

5 марта 2017

Сегодня в домах подавляющего большинства жителей развитых стран есть по несколько компьютеров, а также планшетов и других мобильных устройств. «Сердцем» любого из них является процессор (ЦП или CPU). Он имеет сложное строение. Чтобы понять, как работает ПК, следует узнать, что входит в состав процессора.

устройства входящие в состав процессора

Назначение и функции

Прежде чем изучать устройства, входящие в состав процессора, следует узнать, для чего он предназначен. Итак, процессор — центральное устройство ПК. Его назначение — это:

  • управлять работой ЭВМ, следуя заданной программе;
  • выполнять операции обработки информации.

Устройства, входящие в состав процессора

На данный момент ЦП представляет собой специальную интегральную микросхему.

Устройства, входящие в состав процессора, - это:

  • регистр;
  • кэш-память;
  • шины данных и адресов;
  • АЛУ (арифметико-логическое устройство);
  • математический сопроцессор.

Видео по теме

Регистр

Это блок ячеек памяти, которые образуют сверхбыструю оперативную память внутри ЦП. Он используется им самим и недоступен программистам. Объем памяти составляет всего несколько сотен байт.

Регистры ЦП делятся на 2 типа: общего назначения и специальные.

Регистры 1-го типа используются, когда выполняются операции логического и арифметического типа или операции таких дополнительных наборов инструкций, как SSE, MMX и пр.

В регистрах второго типа содержатся системные данные, требующиеся для работы процессора. К ним относятся регистры управления, системных адресов, отладки и пр. Доступ к ним жестко регламентирован.

Кроме того, к таким устройствам относится счетчик команд, содержащий адрес команды, к выполнению которой ЦП приступит на следующем такте работы.

устройства входящие в состав процессора это

Кэш-память

Устройства, входящие в состав процессора, достаточно разнообразны. К ним относится и кэш. Он представляет собой сверхоперативную память. Цель ее использования — ускорить работу ПК. Для этого при доступе ЦП в память прежде всего производится проверка, хранятся ли в кэш запрашиваемые данные. С этой целью сравнивают адрес поступившего запроса со значениями всех тегов кэша, где могут храниться эти данные. Совпадения кэш-линии с тегом называется попаданием (cache hit). В обратном же случае фиксируется кэш-промах. Cache hit позволяет процессору незамедлительно произвести чтение либо осуществить запись данных в линии с совпавшим тегом. Мерой эффективности cache для выбранного алгоритма (программы) является отношение числа удавшихся обращений к кэшу к общему количеству запросов процессора к памяти, называемое рейтингом попаданий.

ALU

Хотя некоторые устройства, входящие в состав процессора, имеют собственную память, АЛУ представляет собой специальную комбинационную схему без элементов собственной памяти. Ее предназначением является реализация важнейших операций процесса обработки данных:

  • принимает на 2 входа 2 операнда (содержимое 2 регистров и пр.);
  • формирует и выдает на выход результат операции.

Она заключается в выполнении набора простых арифметических операций (АО), подразделяемых на 3 основные категории: логические, арифметические и операции над битами. АО — это процедуры обработки данных (вычитание, сложение, умножение или деление), аргументы и результат которых представляют собой числа. Они отличаются от логических операций. Под ними понимаются процедуры, осуществляющие построение сложных высказываний (И, НЕ, ИЛИ).

Арифметико-логическое устройство состоит из регистров, элемента управления и сумматора с логическими схемами. Оно функционирует в соответствии с кодами операций, выполняемых над переменными, которые помещаются в регистры.

что входит в состав процессора

Шины данных и адресов

Эти устройства, входящие в состав процессора, представляют собой набор проводников. Первое из них предназначено для передачи адреса ячейки памяти, в которую пересылаются данные. По каждому из них передается 1 бит. Он соответствует 1 цифре в адресе. Увеличение числа проводников, используемых для формирования адреса, дает возможность маркировать большее количество ячеек. Разрядностью шины определяется максимальный объем памяти, который может быть адресуем процессором.

Если шину данных сравнить с автострадой и считать ее разрядность с количеством полос движения, тогда шина адреса ассоциируется с нумерацией улиц или домов. Число ее линий равно количеству цифр (знаков) в номере дома. Таким образом, если на конкретной улице номера домов состоят более чем из 2 десятичных цифр, то число расположенных на ней домов не может превышать 100 (т. е. 102). При 3-значных номерах число возможных адресов увеличивается до 103.

Шины адреса и данных являются независимыми, и разработчики микросхем сами выбирают их разрядность по своему усмотрению. В то же время чем в шине данных больше разрядов, тем их больше и в шине адреса. Их разрядность — показатель возможностей конкретного процессора. В частности, в шине данных ею определяется способность процессора в вопросе обмена информацией, а разрядность шины адреса указывает на объем памяти, с которым у нее есть возможность работать.

все возможные устройства входящие в состав компьютера

Математический сопроцессор

Продолжая рассматривать, что входит в состав процессора компьютера, нельзя не сказать несколько слов и об этом устройстве. Оно предназначено для расширения возможностей ЦП и обеспечения его функциональности посредством модуля так называемых операций с плавающей запятой, для процессоров, которые не имеют интегрированного модуля.

Математический сопроцессор не относится к числу обязательных элементов ПК, и от него можно отказаться. Раньше многие производители так и поступали, исходя из соображений экономии.

Однако при решении задач, требующих выполнения множества математических вычислений (при научных или инженерных расчетах), пришлось решать вопрос о повышении производительности ПК.

Если раньше модуль математического сопроцессора устанавливали на материнскую плату в качестве отдельного чипа, то в современных персональных компьютерах использование этого устройства в таком формате не требуется, так как оно изначально встроено в центральный процессор.

что входит в состав процессора компьютера

Другие устройства ПК

Персональный компьютер — это сложнейшая и слаженно работающая система.

Все возможные устройства, входящие в состав компьютера, перечислить в двух словах невозможно.

Кроме процессора, ПК включает в себя также:

  • материнскую плату с разъемом подключения ЦП;
  • накопители на жестком и гибком магнитных дисках;
  • блок питания;
  • оперативную память;
  • накопители на компакт- и dvd-дисках;
  • разъемы (порты) для дополнительных устройств и пр.

Кроме того, используются различные периферические устройства, такие как:

  • компьютерная мышь;
  • клавиатура;
  • микрофон;
  • динамики и пр.

се возможные устройства входящие в состав компьютера это

Теперь вы знаете, что все возможные устройства, входящие в состав компьютера, — это части сложной системы, управляемой процессором. Его роль трудно переоценить, так как от его нормального функционирования зависит работа ПК. На данный момент специалисты прогнозируют, что в ближайшие десятилетия материальная часть процессоров претерпит существенные изменения. Это связано с тем, что технологический процесс устареет, на смену привычным ПК придут квантовые, биологические и пр. компьютеры.

Источник: fb.ru
Похожие материалы
Какие химические элементы входят в состав клетки? Роль и функции химических элементов, входящих в состав клетки Образование
Какие химические элементы входят в состав клетки? Роль и функции химических элементов, входящих в состав клетки

Сегодня обнаружено и выделено в чистом виде много химических элементов таблицы Менделеева, а пятая их часть встречается в каждом живом организме. Они, подобно кирпичикам, являются главными составляющими органических и...

Производственный план в бизнес-плане: описание, функции, содержание Бизнес
Производственный план в бизнес-плане: описание, функции, содержание

Документ, который даёт проекту развёрнутое обоснование, а также возможность оценить всесторонне принятые решения и планируемые мероприятия как высокоэффективные и позволяющий ответить положительно на вопрос о том, сто...

Состав гранита. Минералы, входящие в состав гранита Образование
Состав гранита. Минералы, входящие в состав гранита

Гранит представляет собой самую многочисленную в континентальной земной коре магматическую интрузивную горную породу. Свое название этот превосходный природный материал получил благодаря своей пористо-зернистой структ...

Белок  как наиболее важный элемент, входящий в состав плазмы крови Образование
Белок как наиболее важный элемент, входящий в состав плазмы крови

Значение крови трудно переоценить. Эта жидкость полностью обеспечивает жизнедеятельность органов и тканей и выводит отработанные продукты обмена. Именно за счет крови каждая клеточка организма способна полноценно суще...

Значение и состав АПК. Предприятия, входящие в состав агропромышленного комплекса Бизнес
Значение и состав АПК. Предприятия, входящие в состав агропромышленного комплекса

Эффективная экономика - одно из условий успешного выступления страны на мировой арене. Под экономикой страны понимаются все совокупные процессы, происходящие в разных сферах и направленные на способствование росту уро...

Сладкое вино рисовое в домашних условиях: описание, состав и рецепты Еда и напитки
Сладкое вино рисовое в домашних условиях: описание, состав и рецепты

Вина Японии можно с уверенностью отнести к редким и уникальным, обладающим оригинальным вкусом напиткам. Одно из первых упоминаний о производстве таких вин датируется 1697-м годом. К данному напитку у жителей этой стр...

Какова роль цитоплазмы в биосинтезе белка? Описание, процесс и функции Образование
Какова роль цитоплазмы в биосинтезе белка? Описание, процесс и функции

Клетка любого организма представляет собой одну большую фабрику по производству химических веществ. Здесь протекают реакции по биосинтезу липидов, нуклеиновых кислот, углеводов и, конечно же, белков. Протеины играют к...

Туристская деятельность: описание, функции и задачи, основные направления. Федеральный закон Закон
Туристская деятельность: описание, функции и задачи, основные направления. Федеральный закон "Об основах туристской деятельности в Российской Федерации" от 24.11.1996 N 132-ФЗ (последняя редакция)

Туристская деятельность - это особый вид предпринимательской деятельности, который связан с организацией всевозможных форм выезда людей на отдых с постоянного места жительства. Это делается в оздоровительных целях, а ...

106-я дивизия ВДВ: адрес, состав, описание, функции и задачи Новости и общество
106-я дивизия ВДВ: адрес, состав, описание, функции и задачи

Сегодня военно-воздушные войска России состоят из полков, отдельных бригад и четырех дивизий. Дислоцируются эти войсковые формирования в Пскове, Иваново, Новороссийске и Туле. Как утверждают специалисты, 106 тульская ...

Лучший электронный манометр для измерения давления в шинах: обзор, описание, характеристики и отзывы Автомобили
Лучший электронный манометр для измерения давления в шинах: обзор, описание, характеристики и отзывы

Процесс эксплуатации автомобиля заставляет водителя держать в уме множество разных аспектов, связанных с состоянием его средства передвижения. Большинство из них сводятся к внутренней начинке под капотом, но и положен...