Центральные устройства компьютера. §5. Процессор и память. Страница 1

Планирование уроков на учебный год (по учебнику К.Ю. Полякова, Е.А. Еремина, углубленный уровень)


Урок 6
Центральные устройства компьютера
§5. Процессор и память




Содержание урока

Процессор

Память

Оперативная память

Постоянное запоминающее устройство

Взаимодействие устройств

Долговременная память

Облачные хранилища данных

Выводы. Интеллект-карта

Вопросы и задания


Ключевые слова:

•	 процессор
•	 программа
•	 тактовая частота
•	 разрядность
•	 оперативная память
(оперативное запоминающее
устройство (ОЗУ)) • долговременная память • постоянное запоминающее
устройство (ПЗУ) • контроллер • файл • магнитные диски • оптические диски • флэш-память • облачные
хранилища данных

Процессор


Процессор — это устройство, предназначенное для автоматического считывания команд программы, их расшифровки и выполнения.

Название «процессор» происходит от английского глагола to process — обрабатывать. Процессор, изготовленный в виде микросхемы — электронной схемы на одном кристалле кремния, — называется микропроцессором (рис. 2.1).

Рис. 2.1

Рис. 2.1

В любой процессор обязательно включены две важные части:

арифметико-логическое устройство (АЛУ), в котором выполняется обработка данных;
устройство управления (УУ), которое выполняет программу в автоматическом режиме (без участия человека) и обеспечивает согласованную работу всех узлов компьютера.

Программа — это последовательность команд процессора.

Примеры простейших команд — сложение или деление чисел, копирование данных из одного места памяти в другое. Процессор также может сравнить два числа, определить, какое из них больше (меньше), и даже перейти по результатам этого сравнения к разным частям программы.

Выполнение каждой команды состоит из элементарных действий, которые называются микрокомандами. Простые команды состоят из нескольких микрокоманд, более сложные (например, умножение) могут включать несколько десятков микрокоманд. Разбиение команд на микрокоманды в различных процессорах может быть сделано по-разному.

Каждая из микрокоманд запускается с помощью управляющего импульса от источника (генератора) импульсов. Интервал между двумя соседними импульсами называется тактом (рис. 2.2). Очевидно, что чем чаще поступают импульсы, тем быстрее будет выполняться программа. Поэтому скорость поступления тактовых импульсов может быть характеристикой быстродействия процессора.

Рис. 2.2

Рис. 2.2

Тактовая частота — это количество тактовых импульсов в секунду.

Обычно процессор выполняет за один такт одну простую команду (например, сложение двух чисел). Тогда при тактовой частоте 4 ГГц (4 гигагерца, т. е. 4 миллиарда импульсов в секунду) за одну секунду выполняется около 4 миллиардов таких операций.

Другая характеристика быстродействия процессора — его разрядность. Как вы знаете, все данные хранятся в компьютере в виде цепочек нулей и единиц. Каждый элемент памяти, куда можно записать 0 или 1, называется битом, потому что хранит 1 бит информации.

Разрядность — это максимальное количество битов, которые процессор способен обработать за одну команду.

Современные компьютеры за одну команду могут обработать 64 бита данных.

Как вы думаете, почему увеличение разрядности процессора может привести к ускорению обработки данных? В каких задачах оно может оказаться бесполезным?

Следующая страница Память



Cкачать материалы урока









Наверх