Процессор

Общая архитектура специальной ЭВМ

ДИСКРЕТНАЯ ВТ

Сегодня лицо ВТ определяет дискретное представление информации. Специальные ЭВМ применяются очень широко, поэтому рассмотрим в общих чертах архитектуру специальной ЭВМ.

Процессор

УУ О Ш О П

Ý ß

АЛУ С С

Внешняя среда

В основе ЭВМ лежит процессор, содержащий устройство управления (УУ) и арифметическо-логическое устройство (АЛУ). УУ и АЛУ обращаются к оперативной памяти (ОП). Система сопряжения (СС) предназначена для обеспечения интерфейса между памятью процессора и внешней средой. В качестве внешней среды выступают различные источники и приемники. Процессор функционирует под управлением программы, находящейся в ОП или в постоянном запоминающемся устройстве (ПЗУ). Все основные компоненты ЭВМ объединяются общей шиной (ОШ) или магистралью. Протокол – это правила и порядок обмена информацией между устройствами ПК и между ЭВМ в сети. Интерфейс - это совокупность линий и шин, управляющих сигналов, электронных схем и протоколов связи, предназначенная для обеспечения обмена информацией между устройствами.

Процессор – это устройство, выполняющее команды Процессоры характеризуются архитектурой, набором выполняемых команд, скоростью их выполнения и длиной машинного слова. Архитектура определяет типы обрабатываемых данных, регистры, стэки, систему адресации и т.д. Набор команд может быть фиксированным или с возможностью микропрограммирования, в этом случае процессор называют микропроцессором. Микропрограммируемые процессоры имеют встроенную память, в которой хранятся микропрограммы, определяющие набор выполняемых команд. Среди фиксированных команд есть команды арифметических и логических операций, передачи управления и перемещения данных между регистрами, стэками, памятью и портами ввода/вывода. Команды процессора обычно обрабатывают слова следующей длины: бит, полубайт, байт, два, четыре или восемь байтов. Существуют векторные процессоры, они позволяют одновременно обрабатывать массивы данных. В современных компьютерах используются микропроцессоры, в разговорном языке под процессором понимается центральный процессор.

Центральный процессор – это главный рабочий процессор компьютера или вычислительной системы. Он выполняет основные функции по обработке данных и управлению работой всей системы узлов ПК и программой, которая описывает алгоритм решаемой задачи. ЦП и МП имеют сложную структуру, реализованную в виде системы электронных логических схем. Математический сопроцессор служит для ускорения операций над числами с плавающей точкой, кэш-память – для быстрой выборки данных из ОП. Основная характеристика для процессоров – тактовая частота. Бывает в процессорах одно исполнительное устройство заменено на два – U и V. Каждое со своим собственным конвейером, оба параллельно ведут выборку, расшифровку и выполнение команд. Устройство U является основным и может выполнять все команды. Устройство V – вспомогательное и выполняет наиболее встречающиеся типы команд.Внутренняя кэш-память разделена на кэш-команд и кэш-данных. Есть система предсказания переходов путем опережающего просмотра программы, что позволяет в случае верного предсказания выполнить переход за один такт. Математический сопроцессор имеет мультимедийные расширения – дополнительные возможности, ориентированные на обработку цифрового изображения и звука В многомашинном вычислительном комплексе или в компьютерной сети ЦП называют главную ЭВМ, которая кроме выполнения основной обработки информации управляет работой других ЭВМ.