§1.2. Процессор и оперативная память | Урок 2 часть 4

Планирование уроков на учебный год (по учебнику Н.Д. Угриновича, профильный уровень)


Уроки 2 - 3
§1.2. Процессор и оперативная память



Содержание урока

§1.2.1. Процессор

Логическая схема процессора

Практическое задание «Определение объемов кэш-памяти процессора»

Технология

Производительность

Практическое задание «Определение температуры процессора»

Практическое задание «Производительность процессора»

Контрольные вопросы. Компьютерный практикум

§1.2.2. Оперативная память

Процессор


Производительность


Производительность процессора является его интегральной характеристикой и характеризует скорость выполнения приложений. Производительность процессора прямо пропорциональна разрядности процессора, его частоте, а также количеству команд, выполняемых за один такт:

Производительность ~ Разрядность х Частота х Кол-во команд за такт.

Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. С момента появления первого процессора 4004 (за 35 лет) разрядность процессоров увеличилась в 16 раз (с 4 битов до 64 битов).

Однако в настоящее время увеличение разрядности процессоров (а следовательно, производительности) практически нецелесообразно, так как только сейчас происходит переход от 32-битовых операционных систем и приложений к 64-битовым.

Частота соответствует количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду. С момента появления первого процессора частота процессоров увеличилась в 37 000 раз (с 0,1 МГц до 3700 МГц).

Однако увеличение производительности процессоров за счет увеличения частоты имеет свой предел из-за тепловыделения. Выделение процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности Р, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты v2:

Q ~ Р ~ V2.

Уже в настоящее время для отвода тепла от процессора используются массивные воздушные системы охлаждения (их называют кулерами) (рис. 1.7), состоящие из вентилятора и металлических теплоотводящих ребер. Разрабатываются и применяются также водяные системы охлаждения процессоров.

Рис. 1.7. Кулер для процессора

В настоящее время производительность процессоров увеличивается путем совершенствования архитектуры процессора. Во-первых, в структуру процессора вводится кэш-память 1-го и 2-го уровней, которая позволяет ускорить выборку команд и данных и тем самым уменьшить время выполнения одной команды. Во-вторых, вместо одного ядра процессора (АЛУ и др.) используется два ядра, что позволяет повысить производительность процессора примерно на 80%.

Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования, по скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде.

Следующая страница Практическое задание «Определение температуры процессора»



Cкачать материалы урока







Наверх