Процессор и его основные характеристики.

Важнейший компонент любого компьютера — его процессор (микропроцессор) — программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или сверхбольших интегральных схем.

В состав процессора входят следующие компоненты:

устройство управления — формирует и подает во все элементы ПК в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций;

арифметическо-логическое устройство (АЛУ) — предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией;

сопроцессор — дополнительный блок, необходимый для сложных математических вычислений и при работе с графическими и мультимедийными программами;

регистры общего назначения — быстродействующие ячейки памяти, используемые в основном как различные счетчики и указатели на адресное пространство ПК, обращение к которым позволяет значительно увеличить быстродействие выполняемой программы;

кэш-память — блок высокоскоростной памяти для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, обрабатываемой в данный момент времени или используемой в вычислениях. Это позволяет повысить производительность процессора;

шина данных — интерфейсная система, реализующая обмен данными с другими устройствами ПК;

генератор тактовых сигналов (импульсов);контроллер прерываний; и др.

Основными характеристиками процессора являются:

Тактовая частота — количество элементарных операций (тактов), которые процессор выполняет в одну секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Чем выше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. Это утверждение верно для одного поколения процессоров, поскольку в разных моделях процессоров для выполнения определенных действий надо разное количество тактов.

Разрядность — количество двоичных разрядов (битов) информации, которое обрабатывается (или передается) за один такт. Разрядность также определяет количество двоичных разрядов, которое может быть использовано в процессоре для адресации оперативной памяти.

Процессоры также характеризуются: типом процессорного «ядра» (технологией производства, определяемой толщиной минимальных элементов микропроцессора); частотой шины, на которой они работают; размером кэш-памяти; принадлежностью к определенному семейству (а также поколению и модификации); «форм-фактором» (стандартом устройства и внешнего вида) и дополнительными возможностями (например, наличием специальной системы «мультимедийных команд», предназначенных для оптимизации работы с графикой, видео и звуком).

На сегодняшний день практически все настольные IBM PC-совместимые компьютеры имеют процессоры двух основных производителей (двух семейств) — Intel и AMD.

За всю историю развития IBM PC, в семействе микропроцессоров Intel сменилось восемь основных поколений (от i8088 до Pentium IV). Кроме того, корпорацяIntel выпускала и выпускает побочные поколения процессоров Pentium (PentiumPro, Pentium MMX, IntelCeleron и др.). Поколения микропроцессоров Intel отличаются скоростью работы, архитектурой, форм-фатором и т.д. Причем в каждом поколении выпускаются различные модификации.

Микропроцессоры Intel и AMD не совместимы (хотя и те, и другие соответствуют IBM PC-совместимости и поддерживают одни и те же программы) и требуют соответствующие материнские платы, а иногда и память.

Для ПК типа Macintosh (Apple) производятся собственные процессоры семейства Mac.

Устройства внешней памяти

Для хранения программ и данных в компьютере используют устройства внешней памяти — накопители. По отношению к компьютеру они могут быть внешними и встраиваемыми (внутренними).

Накопители на жестких магнитных дисках — НЖМД (HDD — harddiskdrive) в обиходе называют «винчестером». НЖМД состоит из трех основных блоков: 1. Нескольких дисков, покрытых с двух сторон магнитным материалом, на которые записываются данные. 2. Механики, ответственной за вращение дисков и точное позиционирование системы читающих головок. 3. Электронной начинки — микросхем, ответственных за обработку данных и микросхемы Кэш-памяти.

Он характеризуется следующими параметрами: объемом диска; скоростью чтения данных; средним временем доступа; скоростью вращения диска; размером КЭШ-памяти. типом интерфейса.

Накопители на гибких магнитных дисках — НГМД (FDD — floppydiskdrive) представляет собой устройство чтения/записи сменных гибких дисков (флоппи-дисков, дискет).

Накопители на оптических (лазерных) дисках — НОД как комплектующие для компьютера они стали использоваться с 90-х годов. Наиболее распространенными типами оптических дисков являются CD- и DVD-диски.Поначалу пользователи компьютеров могли работать только с готовыми (записанными) дисками. Устройства CD-ROM могли только считывать данные. Затем появились записываемые компакт-диски сначала CD-R — позволяющие выполнить однократную запись на диск, а затем CD-RW — допускающие многократную перезапись данных на диске.

Для устройств CD-RW указываются три различных скорости. Первой принято указывать максимальную скорость записи компакт-дисков. На втором месте стоит скорость перезаписи (обычно эта скорость несколько меньше, чем скорость записи). Последней указывается скорость чтения CD-ROM.

Диски DVD являются развитием технологии хранения информации на лазерных дисках. Особенностью данных дисков является то, что при таких же внешних размерах, как и у CD, на DVD можно записать в десятки раз больше информации. Как и у CD, у DVD-дисков существуют как промышленно изготавливаемые носители, так и однократно или многократно записываемые диски.

Флэш-память представляет собой особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти, построенной на основе интегральных микросхем.Благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию, флэш-память идеально подходит для использования в качестве накопителя не только в ПК, но и в таких портативных устройствах, как цифровые фото- и видеокамеры, мобильные телефоны, портативные компьютеры, MP3-плееры, цифровые диктофоны, и т.п.

Можно выделить следующие два вида флэш-памяти:

Flash-накопители, содержащие в себе пластинку «флэш-памяти», появились в 2001 году. На сегодняшний день их емкость достигает 32 Гбайт. Перенос данных с Flash-накопителя на компьютер осуществляется через USB-порт.

Карты Flash-памяти (используются в различных видах мобильных устройств — телефонах, цифровых фотоаппаратах, видеокамерах и др.).

Стримеры — устройства памяти на магнитной ленте емкостью от 40 Мбайт до десятков Гигабайт. По конструкции и принципу действия напоминает магнитофон. Применяются для операций резервного копирования и архивирования данных винчестера.

Мобильные винчестеры стали использоваться в качестве переносных накопителей уже давно. В принципе, мобильным (переносным) может стать любой винчестер, «упакованный» в соответствующий футляр, который можно подключать к компьютеру через параллельный или USB-порт.

Накопители ZIV (ZIV-drive ), представленные в 2001 году компанией Hundai — «среднее» между Flash-накопителями и мобильными винчестерами. С последними их объединяет принцип работы и большая емкость (до 100 Гбайт), а с Flash-накопителями — малый вес, компактность и высокая стоимость мегабайта памяти. В принципе, ZIV — это тот же мобильный винчестер, только очень маленький и изящный.