Микропроцессор: назначение, состав, основные характеристики

2

СОДЕРЖАНИЕ

Вопрос 1. Микропроцессор: назначение, состав, основные характеристики. Устройства внутренней памяти и их назначение

Вопрос 2. Windows'98: Выделение группы файлов. Операции с группами файлов

Вопрос 3. СУБД Access: Построение информационно-логической модели данных: информационные объекты, связи между ними. Схема данных. Обеспечение целостности данных

Вопрос 4. С помощью электронной таблицы Excel разработайте следующий документ

Перечень использованной литературы

Вопрос 1 Микропроцессор: назначение, состав, основные характеристики. Устройства внутренней памяти и их назначение

Микропроцессор -- главный вычислительный элемент компьютера, его «сердце».

На первый взгляд, процессор -- просто выращенный по специальной технологии кристалл кремния. Процессор содержит в себе множество отдельных элементов -- транзисторов, которые в совокупности и наделяют компьютер способностью «думать». Точнее, вычислять, производя определенные математические операции с числами, в которые преобразуется любая поступающая в компьютер информация. Безусловно, один транзистор никаких особых вычислений произвести не может. Единственное, на что способен этот электронный переключатель -- это пропустить сигнал дальше или задержать его. Наличие сигнала дает логическую единицу (да); его отсутствие -- логический же ноль (нет).

Каждый процессор включает в себя миллионы транзисторов, но и самих процессоров для работы компьютера требуется немало. Помимо центрального процессора, который во всем мире принято обозначать аббревиатурой CPU (Central Processor Unit), схожими микросхемами оборудована практически каждая компьютерная «железяка».

Процессор -- это не просто скопище транзисторов, а целая система множества важных устройств. На любом процессорном кристалле находятся:

Состав микропроцессора

Собственно процессор, главное вычислительное устройство, состоящее из миллионов логических элементов -- транзисторов.

Сопроцессор -- специальный блок для операций с «плавающей точкой» (или запятой). Применяется для особо точных и сложных расчетов, а также для работы с рядом - графических программ.

Кэш-память первого уровня -- небольшая (несколько десятков килобайт) сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений.

Кэш-память второго уровня -- эта память чуть помедленнее, зато больше -- от 128 килобайт до 2 Мб.

Все эти устройства размещаются на кристалле площадью не более 4--6 квадратных сантиметров.

Арифметико-логическое устройство - часть процессора, которая выполняет команды.

Устройство управления - часть процессора, выполняющая функции управления устройствами.

Основные характеристики

Тактовая частота. Самый важный показатель, определяющий скорость работы процессора. Тактовая частота, измеряемая в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц), обозначает лишь то количество циклов, которые совершает работающий процессор за единицу времени (секунду).

Разрядность процессора. Если тактовую частоту процессора можно уподобить скорости течения воды в реке, то разрядность процессора -- ширину ее русла. Понятно, что процессор со вдвое большей разрядностью может «заглотнуть» вдвое больше данных в единицу времени -- в том случае, конечно, если это позволяет сделать специально оптимизированное программное обеспечение.

Размер кэш-памяти. В эту встроенную память процессор помещает все часто используемые данные, чтобы не обращаться каждый раз -- к более медленной оперативной памяти и жесткому диску.

Кэш-память в процессоре имеется двух видов. Самая быстрая -- кэш-память первого уровня (32 кб у процессоров Intel и до 128 кб -- в последних моделях AMD).

Существует еще чуть менее быстрая, но зато более объемная кэш-память второго уровня -- и именно ее объемом отличаются различные модификации процессоров. Так, в семействе Intel самый «богатый» кэш-памятью -- мощный Хеоn (2 Мб). У новых моделей Pentium 4 и у Athlon размер кэша второго уровня составляет 512 кб. В новейших моделях планируется увеличить его объем до 1 Мб

Тип ядра и технология производства. Технология определяется толщиной минимальных элементов процессора, -- чем более «тонкой» становится технология, тем больше транзисторов может уместиться на кристалле. Кроме этого, переход на новую технологию помогает снизить энергопотребление и тепловыделение процессора, что очень важно для его стабильной работы.

Переход на новую технологию, как правило, влечет за собой и смену процессорного «ядра»

Частота системной шины. Шиной называется та аппаратная магистраль, по которой перемещаются от устройства к устройству данные. Чем выше частота шины, тем больше данных поступает за единицу времени к процессору.

Частота системной шины прямо связана и с частотой самого процессора через так называемый «коэффициент умножения». Процессорная частота -- это и есть частота системной шины, умноженная процессором на некую заложенную в нем величину.

Дополнительные возможности. Большинство современных процессоров оснащены также рядом эксклюзивных возможностей, которые влияют на скорость обработки информации. В их числе можно назвать специальные системы «мультимедийных команд», предназначенных для оптимизации работы с графикой, видео и звуком. Например, процессоры Intel оснащены системой команд SSE и SSE 2, а процессоры от AMD -- аналогичным набором команд 3DNow!

Одним из самых интересных новшеств в новых процессорах Intel (начиная с Pentium 4) стала функция HyperThreading, позволяющая процессору работать с двумя потоками данных одновременно. Конечно, даже оснащенный HyperThreading процессор не будет работать «за двоих», однако прирост скорости в 10--20 процентов получить вполне реально

Устройства внутренней памяти и их назначение

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.

1. Оперативная память

Оперативная память -- это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает.

Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для несложных административных задач бывает достаточно и 32 Мбайт ОЗУ, но сложные задачи компьютерного дизайна могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.

Модули памяти характеризуются такими параметрами, как объем --(16, 32, 64, 128, 256 или 512 Мбайт), число микросхем, паспортная частота(100 или 133 МГц), время доступа к данным (6 или 7 наносекунд) и число контактов (72, 168 или 184). 

2. Кэш-память

Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память -- очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальное устройство -- контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. размером 8, 16 или 32 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью 256, 512 Кбайт и выше.

3. Специальная память

К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory -- память только для чтения) -- энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) -- энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.

Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.

Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти -- модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой строны -- важный модуль любой операционной системы.

BIOS (Basic Input/Output System -- базовая система ввода-вывода) -- совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

4. Видеопамять

Для хранения графической информации используется видеопамять.

Видеопамять (VRAM) -- разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам -- процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Вопрос 2. Windows'98: Выделение группы файлов. Операции с группами файлов

Способов работы с файлами в Windows существует несколько. Первый -- это «дисковые папки» в папке «Мой компьютер». С их помощью можно добраться до любого нужного файла в любой папке и на любом диске.

Однако этот способ далеко не идеален. В многочисленных «папках-окнах» нетрудно и запутаться, да и быстрый переход от одной к другой не всегда возможен.

Для лучшего ориентирования в структуре файлов и папок в Windows существует специальное средство -- файловый менеджер «Проводник». Для его вызова нужно зайти в раздел «Программы» кнопки «Пуск». Есть и более простой способ -- вызов Контекстного меню кнопки «Пуск» и выбор «Проводник».

Проводник, в отличие от обычных папок, состоит не из одного, а из двух частей-окон. В левой части расположено древо папок: выбрав любую из них - в правом окне список содержащихся в ней файлов и вложенных папок.

Напротив имени многих папок в древе стоят плюсы. Это значит, что эта папка содержит в себе, помимо файлов, еще и другие, вложенные папки. Щелчок по плюсу, приводит к раскрытию папки. В этот момент плюс превратится в минус, -- щелкнув по нему вся ветвь спрячется обратно. Таким образом можно развернуть всю структуру дисков вплоть до мельчайших подробностей или спрятать ее.

Рис. 1.1. Проводник Windows

Выделение файлов

Чтобы выделить один файл, необходимо щелкнуть по нему мышью один раз. Чтобы выделить группу объектов вразбивку, щелкнуть по ним с клавишей Ctrl.

Чтобы выделить группу объектов подряд, щелкните по первому и -- с клавишей Shift -- по последнему. Можно также растянуть мышью прямоугольную область в окне, и все попавшие в нее объекты выделятся. Но начинать такое растягивание надо не со значка (объекта), а с пустого места в окне, иначе Windows подумает, что вы просто хотите перетащить значок на другое место.

В меню Правка Проводника есть команда Выделить все, которая выделяет сразу все значки в текущей папке. Есть хорошая клавиатурная комбинация Ctrl-A (от слова All -- все), она же Ctrl-Ф, причем действует она вне зависимости от раскладки клавиатуры.

Чтобы выделить, если понадобится, все файлы с расширением doc, необходимо сначала отсортировать значки по типу и только тогда мышью или стрелкой вниз с нажатым Shift'oм, выделить все файлы.

Чтобы снять выделение со всей группы выделенных значков, надо щелкнуть в стороне от этой группы -- по другому значку или по пустому месту. Чтобы снять выделение только с одного из выделенных значков, необходимо щелкнуть по нему с нажатой клавишей Ctrl.

Страницы: 1, 2, 3