Процессор. Процессор— устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера

Процессор — устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера. Современный процессор представляет собой микросхему, или чип (англ. chip — чип), выполненную на миниатюрной кремниевой пластине — кристалле. Поэтому его принято называть микропроцессором.

Центральный процессор или ЦП (часто просто процессор) состоит из арифметико-логического устройства (АЛУ), которое содержит схему, манипулирующую данными, и устройства управления, которое содержи: схему, координирующую деятельность машины.

Для временного хранения информации в процессоре содержатся ячейки, или регистры, которые похожи на ячейки оперативной памяти. Они служат для временного хранения данных, обрабатываемых центральным процессором.

Скорость передачи данных измеряется в битах в секунду. Существует два основных способа передачи данных: параллельный и последовательный. Этими терминами обозначают способ передачи битов относительно друг друга. В случае параллельной связи несколько битов передаются одновременно, каждый по отдельному проводнику (линии), Такая техника позволяет быстро передавать данные, но требует достаточно сложной линии связи. При последовательной передаче за один раз передается только один бит. Такая техника передачи данных медленнее, но для нее требуется более простой канал связи, поскольку все биты передаются по одной линии.

Вследствие такого строения компьютера задача сложения двух значений, хранящихся в оперативной памяти, представляет собой больше, чем простое выполнение операции сложения. Этот процесс включает в себя и работу устройства управления, которое координирует передачу информации между оперативной памятью и регистрами, находящимися в центральном процессоре, и работу арифметико-логического устройства, которое выполняет операцию сложения по команде устройства управления.

Процесс сложения двух чисел можно разбить на пять шагов:

1) взять одно из значений из памяти и поместить его в регистр;

2) взять другое значение из памяти и поместить его в другой регистр;

3) активировать схему сложения, на входе которой будут данные из регистров;

4) сохранить результаты в памяти;

5) стоп.

Список команд (машинных команд), которые должен выполнять и декодировать центральный процессор можно разделить на три группы:

- команды передачи данных (предписывают перемещение данных из одного места в другое. Как пример, шаги 1,2 (команды загрузки) и 4 (команда сохранения) вышерассмотренного алгоритма. В команды передачи данных входят инструкции для связи центрального процессора с внешними устройствами)

- арифметико-логические команды (в примере шаг 3. К этим командам относятся и команды сдвига)

- команды управления (управляют процессом выполнения программы. В примере шаг 5. Это команды перехода (условного и безусловного) и ветвления)).

Основным устройством обработки информации в ЭВМ является арифметико-логическое устройство, входящее в состав процессора. Его основой является электронная схема, составленная из большого числа транзисторов, называемая сумматором.

Важной характеристикой процессора является его производительность (количество элементарных операций, выполняемых им за одну секунду), которая и определяет быстродействие компьютера в целом. В свою очередь, производительность процессора зависит от двух других его характеристик — тактовой частоты и разрядности.

Тактовая частота определяет число тактов работы процессора в секунду. Под тактом мы понимаем чрезвычайно малый промежуток времени, измеряемый микросекундами, в течение которого может быть выполнена элементарная операция, например сложение двух чисел. Современный персональный компьютер может выполнять миллионы и миллиарды таких элементарных операций в секунду. Для числового выражения тактовой частоты используется единица измерения частоты — мегагерц (МГц) — миллион тактов в секунду. Тактовая частота современных микропроцессоров составляет более 100 МГц.

Разрядность процессора определяет размер минимальной порции информации, над которой процессор выполняет различные операции обработки. Процессор в зависимости от его типа может иметь одновременный доступ к 8, 16, 32, 64 битам.

Взаимодействие между компьютером и другими устройствами обычно происходит через контроллер. Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллер представляет собой плату, которая вставляется в гнездо материнской платы.