Компоненты компьютерной архитектуры Процессор Процессор Выращенный по

Компоненты компьютерной архитектуры. Процессор.

Процессор Выращенный по определенной технологии кристалл кремния, который содержит в себе множество отдельных элементов транзисторов, соединенных металлическими контактами.

Процессор Видеокарта Звуковая карта Внешние устройства • Принтер • Сканер • …

Процессор Работа с иными устройствами компьютера происходит с помощью так называемой скоростной магистрали – «шины» . Ш. данных - предназначена для передачи информации от процессора к другим устройствам компьютера. Ш. адреса - определяет диапазон адресов памяти, которые в свою очередь использует процессор.

Функциональные блоки ядра процессора 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. блок выборки инструкций; блок декодирования инструкций; блок выборки данных; управляющий блок; блок выполнения инструкций (…); блок сохранения результатов; блок работы с прерываниями; ПЗУ, содержащий микрокод; набор регистров; счетчик команд.

Принцип работы ядра процессора 1. Блок выборки инструкций проверяет наличие прерываний. Если прерывание есть, то данные регистров и счетчика команд заносятся в стек, а в счетчик команд заносится адрес команды обработчика прерываний. По окончанию работы функции обработки прерываний, данные из стека будут восстановлены; 2. Блок выборки инструкций из счетчика команд считывает адрес команды, предназначенной для выполнения. По этому адресу из КЭШ-памяти или ОЗУ считывается команда. Полученные данные передаются в блок декодирования; 3. Блок декодирования команд расшифровывает команду, при необходимости используя для интерпретации команды записанный в ПЗУ микрокод. Если это команда перехода, то в счетчик команд записывается адрес перехода и управление передается в блок выборки инструкций (пункт 1), иначе счетчик команд увеличивается на размер команды (для процессора с длинной команды 32 бита – на 4) и передает управление в блок выборки данных; 4. Блок выборки данных считывает из КЭШ-памяти или ОЗУ требуемые для выполнения команды данные и передает управление планировщику; 5. Управляющий блок определяет, какому блоку выполнения инструкций обработать текущую задачу, и передает управление этому блоку; 6. Блоки выполнения инструкций выполняют требуемые командой действия и передают управление блоку сохранения результатов; 7. При необходимости сохранения результатов в ОЗУ, блок сохранения результатов выполняет требуемые для этого действия и передает управление блоку выборки инструкций (пункт 1)

1 7 6 5 4 3 2

КЭШ-память Это промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью

Уровни КЭШ-памяти 1 уровень - Она обычно работает на частоте процессора, имеет объем несколько сотен килобайт и располагается в непосредственной близости от блоков выборки данных и команд. 2 уровень - более медленная (время доступа, в среднем, 8 -20 тактов процессора), но зато имеет объем несколько мегабайт. 3 уровень - еще медленнее, но имеет сравнительно большой объем. Встречаются процессоры с КЭШ-памятью третьего уровня больше 24 Мб