PROCESORY

1. PROCESORY (C) Wiesław Sornat

2. Czym jest procesor CPU - Central Processing Unit (centralna jednostka przetwarzająca) – element półprzewodnikowy wykonany w postaci układu scalonego wielkiej skali integracji. Podstawowymi elementami każdego układu scalonego są TRANZYSTORY pełniące tutaj rolę elementów przełączających. Procesor może zawierać do kilkunastu milionów tranzystorów. (C) Wiesław Sornat

3. 1 POBRANIE ROZKAZU 2 DEKODOWANIEROZKAZU 3 WYKONANIEROZKAZU Cykle pracy procesora (C) Wiesław Sornat

4. PAMIĘĆ RAM WOLNE PROCESOR DANE PROGRAM Współpraca procesora z pamięcią RAM (C) Wiesław Sornat

5. Parametry charakteryzujące procesor Podstawowymi parametrami wpływającymi na wydajność procesora (szybkość wykonywania operacji przez procesor) są: Szybkość – (częstotliwość taktowania) określana częstotliwością zegara ( mierzona w MHz) Wielkość magistrali danych(liczba przesyłanych jednocześnie bitów), (8, 16, 32, 64 bity) Częstotliwość taktowania magistrali danych (Szybkość przekazywania danych do urządzeń wejściowych i wyjściowych) Wielkość pamięci CACHE pierwszego poziomu (L1) i drugiego poziomu (L2) Wewnętrzna konstrukcja oraz lista rozpoznawanych i wykonywanych instrukcji elementarnych (C) Wiesław Sornat

6. 1 0 Częstotliwość zegara f=1/T Zegar jest układem elektronicznym wytwarzającym impulsy 0 i 1 Czas [sek] T Częstotliwość taktowaniaf jest odwrotnością czasu trwania jednego okresu drgań zegara i mierzymy ją w MHz (1MHz=106 Hz) . 1 Hz to drgania o okresie 1 sek. Obecnie produkowane procesory pracują z częstotliwością od 100 do 500 MHz, co oznacza, że okres drgań wynosi od 10*10-9 sek do 2* 10-9 sek(10 ns – 2 ns). Oznacza to również, że nasz procesor otrzymuje 100 000 000 do 500 000 000 impulsów taktujących w ciągu sekundy (C) Wiesław Sornat

7. Wielkość magistrali (szyny) danych Jeden z pierwszych produkowanych seryjnie dla komputerów PC procesorów – 8088 (INTEL) posiadał szynę danych o rozmiarze 8 bitów. Oznaczało to, że mógłon odczytać lub zapisać jednorazowo jeden znak -- (8bitów=jedenznak). Wielkość szyny danych wyrażona w bitach określa ile znaków może być przesyłanych jednocześnie. Ośmiobitowa szyna danych przenosi jeden znak, 16 bitowa przenosi 2 znaki, zaś 32 bitowa przenosi 4 znakijednocześnie (w czasie trwania jednego taktu zegara).Potocznie mówimy o procesorze 8-bitowym, 16-bitowym itd.. Procesor używa szyny danych do komunikacji pomiędzy pamięcią i urządzeniami peryferyjnymi, stąd jej wielkość jest istotnym czynnikiem wpływającym na szybkość przetwarzania informacji przez procesor (a także przez komputer jako całość). Kolejne produkowane procesory podwajały wielkość szyny danych, a najpopularniejsze obecnie procesory PENTIUM mają szynę danych o wielkości 64 bity (C) Wiesław Sornat

8. Częstotliwość taktowania magistrali danych Szybkość komunikowania się (przepływu danych) pomiędzy podzespołami komputera zależy od wyboru magistrali, za pośrednictwem której dane urządzenie lub karta rozszerzająca komunikuje się z procesorem i pamięcią. Uwaga: konstrukcja karty rozszerzającej determinuje typ magistrali jakiej będzie ona używać. Standaryzacja obejmuje parametry mechaniczne i elektryczne konstrukcji (rozmieszczenie i wymiary wyprowadzeń, przyporządkowanie poszczególnym wyprowadzeniom sygnałów elektrycznych) Najstarszy typ magistraliISA (Industry Standard Architecture) był taktowany z częstotliwością 8 Mhz. Wzrost wymagań użytkowników i rozwój zastosowań komputerów PC (szczególnie do zastosowań multimedialnych) zaowocował powstaniem nowego standarduPCI (Peripheral Connect Interface), a wkrótce magistraliAGP(Accelerated Graphic Port)przeznaczonej dla kart grafiki). (C) Wiesław Sornat

9. C A C H E L2 C A C H E L1 PROCESOR Współpraca procesora z pamięcią CACHE Zależność wydajności systemu od wielkości pamięci Cache Wydajność Wielkość pamięci CACHE RAM (C) Wiesław Sornat

10. Procesor Wielkość magistrali adresowej Wielkość magistrali danych Częstotl. zegara 8088 20 (1Mb) 8 4.77Mhz 8086 20 16 4.77Mhz 80286 24 (16Mb) 16 8-12Mhz 80386 32 (4Gb 16 16-33Mhz 80486 32 (4Gb) 32 33-66Mhz 80586 64 75 MHZ 80686 (Pentium Pro) 64 150 Mhz Porównanie różnych typów procesorów (C) Wiesław Sornat

11. Porównanie procesorów Pentium II (C) Wiesław Sornat

12. Procesory (C) Wiesław Sornat

13. Magistrala ISA (C) Wiesław Sornat