Центральный процессор и сопроцессор

Центральный процессор (микропроцессор) - CPU (Central Processing Unit), он управляет работой всех узлов ПК и программой, описывающей алгоритм решаемой задачи.

Функции процессора:

• обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
• программное управление работой устройств компьютера.

Микропроцессор имеет сложную структуру в виде электронных логических схем. В качестве его компонент можно выделить два основных блока:

АЛУ – арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения процесса вычислений;

УУ – центральное устройство управления – устройство, обеспечивающее управление всеми процессами в компьютере.

Общая схема процессора

В состав микропроцессора входят:

Устройство управления (УУ) - формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени со спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти.

арифметико-логическое устройство (АЛУ) - предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами. Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд двоичного кода). Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом общей системой управления.

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

Ø сумматор - регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;

Ø счетчик команд - регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;

Ø регистр команд - регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные - для хранения кодов адресов операндов.

Микропроцессорная память (МПП) - служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие) интерфейсная система микропроцессора - реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода - вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс (Interface) - совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода - вывода (I/O - Input / Output port) - аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

Для расширения возможностей ПК и повышения функциональных характеристик микропроцессора дополнительно может поставляться математический сопроцессор, служащий для расширения набора команд МП.

Самой важной характеристикой процессора является его быстродействие (производительность, тактовая частота) - количество операций, выполняемых в секунду. Посредством выработки и передачи другим его компонентам управляющих импульсов, поступающих от кварцевого тактового генератора, который при включении ПК начинает вибрировать с постоянной частотой (100 МГц, 200-400 МГц и т.д.). Эти колебания и задают темп работы всей системной платы;