Инструменты пользователя

Инструменты сайта


Боковая панель

Связь

materinskaja_plata_kompjutera_i_cp

Материнская плата компьютера и ЦП

Центральный процессор (ЦП) считается мозгом компьютера. Иногда его называют просто процессором. ЦП имеют различные форм-факторы, для каждого из которых требуется определенный слот или гнездо на материнской плате.

Гнездо или слот для ЦП — это разъем, обеспечивающий связь между материнской платой и самим процессором. В большинстве выпускающихся сегодня ЦП и гнезд используется архитектура PGA (матричное расположение контактов), что позволяет вставлять контакты на нижней стороне процессора в гнездо с нулевым усилием сочленения (ZIF). Усилие сочленения — это сила, которую требуется приложить для установки ЦП в разъем или гнездо материнской платы. Слотовые процессоры, имеющие форму картриджа, вставляются в слот, похожий на гнездо расширения.

ЦП выполняет программу, представляющую собой последовательность сохраненных команд. Каждая модель процессора имеет набор исполняемых команд. При выполнении программы ЦП обрабатывает каждый элемент данных в соответствии с программой и набором команд. Пока ЦП выполняет один шаг программы, остальные команды и данные хранятся рядом в специальной памяти, именуемой кэшем. Существует две основные архитектуры ЦП, связанные с наборами команд:

  • Процессор с сокращенным набором команд (RISC). В этой архитектуре используется относительно небольшой набор команд, а микросхемы RISC предназначены для очень быстрого исполнения этих команд.
  • Процессор со сложным набором команд (CISC). В этой архитектуре используется расширенный набор команд, что приводит к уменьшению количества шагов, приходящихся на каждую операцию.

Для увеличения быстродействия в некоторых ЦП применяется гиперпотоковость. В этом случае ЦП может одновременно выполнять несколько фрагментов кода на каждом конвейере. В операционной системе один ЦП с гиперпотоковостью трактуется как два ЦП.

Мощность ЦП определяется скоростью и количеством данных, которые он может обработать. Скорость ЦП измеряется в герцах (количество циклов в секунду). Скорость современных ЦП составляет миллионы циклов в секунду (мегагерц, МГц) или миллиарды циклов в секунду (гигагерц, ГГц). Количество данных, которое может одновременно обработать ЦП, зависит от размера шины данных процессора. Ее также называют шиной ЦП или внешней шиной (FSB). Чем больше ширина шины данных процессора, тем мощнее процессор. Современные процессоры имеют 32-битные или 64-битные шины данных.

IRQ, DMA

Системные ресурсы используются для обеспечения взаимосвязи между ЦП и другими компонентами компьютера. Существует три типа общих системных ресурсов:

  • запросы на прерывание (IRQ),
  • адреса портов ввода-вывода,
  • прямой доступ к памяти (DMA).

Запросы на прерывание (IRQ) используются компонентами компьютера для запроса данных с ЦП. Запрос на прерывание передается по проводу на материнской плате к ЦП. Когда ЦП получает запрос на прерывание, он определяет, каким образом его следует выполнить. Степень приоритетности запроса определяется его номером, назначенным для определенного компонента компьютера. В старых компьютерах для назначения различным устройствам предоставлялось всего восемь запросов на прерывание. В новых компьютерах предусмотрено 16 запросов на прерывание с номерами от 0 до 15. Обычно каждому компоненту компьютера должен быть поставлен в соответствие уникальный запрос на прерывание. Конфликты запросов на прерывание могут привести к сбоям в работе и даже к отказу компьютера. В связи с большим количеством компонентов, которые можно установить в компьютерной системе, сложно назначить уникальный запрос на прерывание для каждого компонента. Сегодня большинство номеров IRQ назначаются автоматически благодаря использованию операционных систем с поддержкой PnP и реализации слотов IRQ, портов USB и портов FireWire.

Прямой доступ к памяти (каналы DMA) используются высокоскоростными устройствами для непосредственного взаимодействия с основной памятью. Эти каналы позволяют устройствам сохранять и извлекать данные непосредственно из памяти, не взаимодействуя с ЦП. Получить назначение DMA-канала могут только определенные устройства, такие как хост-адаптеры SCSI и звуковые карты. В старых компьютерах для назначения компонентам предоставлялось только четыре DMA-канала. В новых компьютерах предусмотрено восемь DMA-каналов с номерами от 0 до 7.

Адреса портов ввода-вывода используются для обеспечения связи между устройствами и программным обеспечением. Адрес порта ввода-вывода используется для отправки и получения данных, связанных с компонентом. Как и в случае с запросами на прерывание, для каждого компонента назначается уникальный порт ввода-вывода. В компьютере имеется 65535 портов ввода-вывода, каждому из которых присваивается шестнадцатеричный адрес в диапазоне от 0000 до FFFF.




materinskaja_plata_kompjutera_i_cp.txt · Последние изменения: 2017/07/29 13:15 — darkfire