Базовые сведения.

Определение основных характеристик процессора (CPU)

Цель: знать основные способы определения типа и тактовой частоты процессора установленного в компьютере; научиться определять тип, частоту и производительность процессора различными методами.

Оборудование:персональный компьютер, программа msd.exe, sysinfo.exe, бесплатная тестирующая программа найденная в сети Internet.

Место проведения:Компьютерный класс.

Время: 2 часа.

Базовые сведения.

Микропроцессор (МП) - это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов.

Процессор Pentium 4 Процессор Athlon 64 Процессоры: вид снизу Pentium 4 Extreme Edition

Extreme Edition (справа) и AMD Athlon 64 FX-51 (слева).

Производительность - это скорость выполнения предложенной процессору задачи. Пользователя в первую очередь интересует производительность процессора, т.е. скорость выполнения предложенной процессору задачи. Производительность процессора зависит от его характеристик.

Производительность современных компьютеров измеряют обычно в миллионах операций в секунду. Единицами измерения служат:

□ МИПС (MIPS — Millions Instruction Per Second) — для операций над числа­ми, представленными в форме с фиксированной запятой (точкой); Например, 0,5 MIPS - это 500000 операций в секунду. Высокоскоростные ПК и рабочие станции выполняют 100 MIPS и выше. MIPS измеряет исходную производительность центрального процессора, но не производительность всей системы.

□ МФЛОПС (MFLOPC - Millions of FLoating point Operation Per Second) -для операций над числами, представленными в форме с плавающей запятой (точкой).

Реже производительность компьютеров определяют с использованием следую­щих единиц измерения:

□ КФЛОПС (KFLOPS — KiloFLOPS) для низкопроизводительных компьюте­ров — тысяча неких усредненных операций над числами;

□ ГФЛОПС (GFLOPS — GigaFLOPS) — миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой.

Оценка производительности компьютеров всегда приблизительна, ибо ориен­тируется на некоторые усредненные или, наоборот, на конкретные виды опера­ций. Реально при решении различных задач используются и различные наборы операций.

Микропроцессор характеризуется:

1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов в ЭВМ; Любая операция процессора (машинная команда) состоит из отдельных элементарных действий – тактов. Для организации последовательного выполнения требуемых тактов друг за другом, в компьютере имеется специальный генератор импульсов, каждый из которых инициирует очередной такт машинной команды (какой именно, определяется устройством процессора и логикой выполняемой операции). Очевидно, что чем чаще следуют импульсы от генератора, тем быстрее будет выполнена операция, состоящая из фиксированного числа тактов. Из сказанного следует, что тактовая частота определяется количеством импульсов в секунду и измеряется в мегагерцах – т.е. миллионах импульсов за 1 сек.

2) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов.

Разрядность МП обозначается m/n/k/ и включает:

m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров; Под разрядностью обычно понимают число одновременно обрабатываемых процессором битов. Формально эта величина есть количество двоичных разрядов в регистрах процессора.

n - разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации;
k - разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. Например, МП 8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;

3) наличием и объемом кэш памяти различного уровня. Кэширование - способ увеличения быстродействия системы, за счет хранения данных и команд в кэше (очень быстрой памяти), находящемся внутри процессора. Pentium содержит 2 блока кэш-памяти первого уровня (L 1) по 8 Кб: один для данных, другой для команд. Данные в кэш первого (L 1) поступают из кэша второго уровня (L 2) по 64-битной шине.

4) составом инструкций – перечень, вид и тип команд, автоматически исполняемых процессором.

5) конструктивным исполнением и технологией изготовления.

6) рабочим напряжением.

7) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.

Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.

Макро архитектура - это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.

Порядок выполнения:

1. После разрешения преподавателя включите компьютер.

2. Во время загрузки компьютера, после появления на экране сведений о типе процессора, нажмите клавишу «Pause\Break». Заполните соответствующую строку в таблице Вашего отчета.

3. Нажмите любую клавишу для продолжения загрузки.

4. После загрузки операционной системы Windows выполните следующие действия:

· щелкните правой кнопкой мыши на значке «Мой компьютер»;

· в появившемся контекстном меню выберите команду «Свойства»;

· перейдите на вкладку «Общие», если она не является активной;

· заполните таблицу сведениями о процессоре, приведенными на этой вкладке;

5. В каталоге VS (если такого каталога нет на Вашем компьютере, создайте его) создайте подкаталог CPU. В каталог CPU (C:\VS\CPU) перепишите файлы программ показывающих сведения о системе:

· Программа входящая в комплект операционной системы MS DOS MSD.EXE

· Утилита пакета Norton Utilities SYSINFO.EXE для работы данной утилиты дополнительно скачайте NLIB200.RTL

· Свободно распространяемая программа TestCPU.

6. По очереди запустите тестирующие программы. Сведения, отображаемые в данных программах занесите в соответствующие строки таблицы.

7. Заполните таблицу:

8. Ознакомьтесь с разделом «Музей» программы TestCPU.