Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Її основне призначення в тому, що в ній зберігаються дані, необхідні для обробки процесора. Особливість в тому, що вона енергозалежна. Тобто інформація в ній зберігається тільки поки є харчування. Ще одна особливість в тому, що доступ до неї здійснюється оперативно. Тобто швидкість обміну даними між RAM і процесором повинна бути дуже високою.
Надоперативна пам'ять - кеш-пам'ять.
Основне призначення цієї пам'яті - зберігання найбільш часто використовуваної інформації. Доступ до кеш-пам'яті повинен здійснюватися дуже швидко. Цей вид пам'яті також енергозавісім і зазвичай має невеликий обсяг пам'яті кілька десятків Mb. Якщо говорити про кеш-пам'яті процесора, то логічно це частина оперативної пам'яті, але доступ до неї здійснюється набагато швидше. Фізично це окремо невелика плата, яка в сучасних процесорах вбудована в процесор.
Це постійна пам'ять тільки для читання. У цій пам'яті інформація зберігається постійно і практично не змінюється або зміняться, але вкрай рідко і це трудомісткий процес. Ця пам'ять не енергозалежна, швидкість доступу до неї низька. Фізично вона являє собою невелику плату, на материнській платі. Постійна пам'ять представлена системою BIOS (Basic Input Output System) - базова система введення-виведення.
Це полупостоянная пам'ять (пам'ять з металевого напівпровідника). У цій пам'ять зберігається та частина інформації BIOS, яка змінюється, наприклад: дата і час, пароль адміністратора на вхід, настройка BIOS, службова інформація про розгін процесора. CMOS також енергозалежна пам'ять, поки комп'ютер включений вона харчується від материнської плати, коли комп'ютер вимкнений, харчування CMOS походить від невеликого акумулятора, підключеного в роз'єм материнської плати. Якщо цей акумулятор розряджений або витягнутий, то інформація в CMOS втрачається і повертається до первинних заводських налаштувань. Фізично CMOS це, звичайно, невелика окрема плата, розташована поруч з батарейкою-акумулятором на материнській платі.
Пристрої зберігання інформації.
Це пристрій для довготривалого зберігання великих обсягів інформації всередині ПК. Жорсткий диск може бути декількох обсягів:
Жорсткі диски бувають двох видів:
1. HDD - жорсткий магнітний диск. Принцип запису: записує головка формують магнітне поле, за допомогою якого відбувається намагнічування жорсткого диска, на поверхню якого нанесений спеціальний магнітнореагірующій шар.
· Великий обсяг пам'яті;
· Недостатньо висока швидкість.
2. SSD - твердотільний накопичувач. Сучасне пристрій для зберігання даних, принцип запису і читання якого схожа на читання і запис з флеш-накопичувачів.
· Висока швидкість доступу;
Існують наступні інтерфейси підключення жорстких дисків до материнської плати:
1. Ide - це старий інтерфейс.
2. SATA - це сучасний високошвидкісний інтерфейс підключення сучасних дисків і оптичних приводів.
5. Оптичні диски та приводи.
1. CD-диск - це оптичний диск, на який інформація записується за допомогою лазера.
Довжина хвилі - 780 нм;
Ширина доріжки - 1,6 мкм;
Обсяг - 700, 800 Mb.
2. CD-ROM - студійний диск.
3. CD-R - дозволяє користувачеві один раз записати інформацію.
4. CD-RW-дозволяє користувачеві записувати неодноразово інформацію.
5. DVD - оптичні диски.
Довжина хвилі - 650 нм;
Ширина доріжки - 0,8 / 0,74 мкм;
Обсяг - 4,7 Gb (односторонній одношаровий), 8 Gb (односторонній двошаровий).
6. Blu-Ray - сучасні оптичні диски.
6. Система вводу-виводу.
Відповідає за введення і виведення інформації з процесора на пристрій і навпаки. У цю систему входять шини материнської плати (сукупність провідників, по яких передається сигнал), контролер пристрої (невелика мікросхем на пристрої), сам пристрій і сукупність шлейфів і кабелів.
Параметри процесора: швидкодія, розрядність, кеш-пам'ять.
Процесор фізично являє собою мікрочіп на основі кремнієвої пластини, розміром 5х5 см. Підключається в спеціальний роз'єм материнської плати, званої socket. Процесор фізично складається з транзисторів. Їх в одному процесорі кілька мільйонів. Кожен транзистор в даний момент часу може бути в одному з двох станів: проводити сигнал, або не проводити. Якщо процесор сигнал проводить, то це кодується як 1, якщо не проводить, то як 0. Логічно, кожен транзистор, представлений тригером. Сукупність тригерів є регістр.
Швидкодія - це характеристика процесора, яка визначає швидкість виконуваних команд процесором в одиницю часу. Швидкодія тісно пов'язане з поняттям тактовою часто і такту.
Тактова частота - це характеристика, яка визначає, кількість виконуваних процесором команд за одиницю часу. Тактова частота вимірюється в герцах (1 ГГц, 2Ггц, 3ГГц).
Спочатку з появою перших процесорів під тактом розумілося то кількість часу, який процесор витрачав на виконання однієї команди. Пізніше поняття такту було зафіксовано: Такт - це кількість часу, який процесор Pentium1 витрачає на виконання однієї команди. Тобто, все наступні після Pentium процесора за один так виконували кілька програм.
Розглянемо три параметра розрядності:
1. Шини даних - це шина процесора, яка представляє собою набір провідників материнської плати, по яких передаються дані від оперативної пам'яті до процесора і назад. Чим більше провідників в шині даних, тим вище її розрядність, тобто, тим більше bit інформації по ній може бути передано одночасно.
Розрядність шини даних визначає ту кількість bit інформації, яке може одночасно по ній передаватися (16 - одночасно може передавати 16bit інформації; 32; 62).
2. Розрядність внутрішніх регістрів - це поняття тісно пов'язане з поняттям шини даних. так як кількість переданої інформації має збігатися з кількістю bit оброблюваної інформації. Розрядність внутрішніх регістрів - це характеристика, яка визначає кількість bit інформації, яку процесор може записати в один регістр (16; 32; 64).
Кеш-пам'ять процесора - це сверхоперативная пам'ять, яка використовується для зберігання найбільш часто використовуваних процесором даних. Для процесорів перших поколінь кеш-пам'ять розташовувалася на материнській платі у вигляді окремої мікросхеми. Ця кеш-пам'ять називалася пам'яттю першого рівня або L1. Пізніше кеш-пам'ять L1 була розділена на дві частини, одна частина була вбудована всередину процесора, а частина, що залишилася розташовувалася на материнській платі. Та, яка розташовувалася в процесорі - L1. а яка залишилася L2. Потім L2 також була розділена на дві частини і одна частина розташовувалася усередині процесора - L2. то що залишилося на материнській платі - L3.
У сучасних процесорах вся кеш-пам'ять вбудована в них. Тобто на материнській платі кеш-пам'яті не залишилося.
Технологія створення процесора.
Сучасний процесор являє собою складну друковану плату, в основі якої монокристал кремнію. Сучасні процесори містять мільйони і навіть мільярди транзисторів. Дозволить обговорити основні етапи створення нового процесора:
1. Спочатку перед розробниками ставиться технічне завдання. Виходячи, з якого, приймається рішення про те, яка буде архітектура майбутнього процесора його внутрішній устрій і технологія виготовлення. Перед різними групами фахівців ставиться завдання розробки відповідних функціональних блоків процесів, забезпечуючи їх взаємодія і електромагнітну сумісність. У зв'язку з тим, що процесор є цифровим апаратом, що працює на основі електричних схем за допомогою спеціального програмного забезпечення, що працює на іншому комп'ютері, будується віртуальна модель даного процесора. На ній відбувається тестування процесора, виконання елементарних команд і значних елементів коду. Відпрацьовується взаємодія різних блоків-пристроїв, ведеться оптимізації і усуваються помилки.
2. Після цього з цифрових базових матричних кристалів і мікросхем, збирається фізична модель процесора, на якій перевіряються електричні і тимчасові характеристики процесора, тестується архітектура і також перевіряються, і усуваються помилки.
3. Починається наступний етап роботи Інженерів схемо-техніків і інженерів технологів, які за допомогою спеціального програмного забезпечення перетворять електричну схему, яка містить архітектуру процесора в топологію кристала. Результатом їх роботи будуть матриці кожного шару мікрочіпа для здійснення подальшого процесу фотолітографії.
4. Фотолітографія - це процес виборчого травлення поверхневого шару з використанням захисного фотошаблона. Спочатку на кремнієву підкладку наносять шар матеріалу, з якого потрібно сформувати малюнок. На нього наноситься фоторезист - шар полімерного світлочутливого матеріалу, що змінює свої фізико-хімічні властивості при опроміненні світлом. Потім виробляється експонування (освітлення фотослоя протягом точно встановленого проміжку часу) через фотошаблон. І на завершення йде видалення відпрацьованого фоторезиста. Потрібна структура малюється на фотошаблонах - як правило, це платівка з оптичного скла, на яку фотографічним способом нанесені непрозорі області. Кожен такий шаблон містить один з шарів майбутнього процесора, тому він повинен бути дуже точним і практичним. Інший раз осаджувати ті чи інші матеріали в потрібних місцях пластини просто неможливо, тому набагато простіше нанести матеріал відразу на всю поверхню, прибравши зайве з тих місць, де він не потрібен.
Реферат на тему: виготовлення процесорів.
3-10 - сам реферат (Times New roman, інтервал 1.5, вирівнювання по ширині.)
11-посилання на джерела.
Режими роботи процесорів.
В процесі історичного розвитку існувало три режими роботи процесора:
Це найперший режим роботи. В цьому режимі процесор звертається безпосередньо до осередків пам'яті. Тобто, в процесі виконання команди, дані беруться безпосередньо з осередків оперативної пам'яті або кеш, і після виконання команди безпосередньо в неї записуються. У цього режиму є істотні недоліки. Звернення процесора до пам'яті без посередників може призвести до втрати даних при помилку в команді. Тобто дані можуть бути затерті. Іншим мінусом є виконання тільки 16-ти розрядних команд.
· Можливість виконання 32-х розрядних команд. Виконання 16-ти розрядних команд можливо, але зажадає перезавантаження процесора.
· У цьому режимі можлива багатозадачність.
Цей режим поєднує реальний і захищений. У ньому можливе виконання як 16-ти розрядних команд, так і 32-х розрядних. При цьому виконання команд різної розрядності не вимагає перезавантаження процесора.
Види процесорів в процесі історичного розвитку.
Наступний процесор був Intel 8008. Це був 8-ми розрядний процесор. Широкого поширення також не отримав, тому що практично відразу була випущена наступна модель Intel 8080. Він був проведений в 1974р. був також 8-ми розрядним, але більш високопродуктивним, ніж попередній. Однак і цей процесор не отримав широкого поширення, так як він не був сумісний з іншими комплектуючими комп'ютера інших виробників.
Прорив в комп'ютерній і програмуванні був пов'язаний з появою програмної оболонки - мови програмування Basic, який винайшов Bill Gaits. Особливість полягала в тому, що тепер програміст міг працювати з комп'ютером не вникаючи особливо його внутрішньої будови, тобто не потрібно було знати про регістрах і безпосередньо звертатися до осередків пам'яті. Basic виступав посередником між програмістом і залізом. Потрібно було лише зрозуміти загальні принципи роботи мови і запам'ятати кілька операторів. Після винаходу basic комп'ютери Altair набули широкого поширення, пізні версії обзавелися клавіатурою і монітором і їх продажі різко зросли. З цього моменту починається стрімкий розвиток всієї комп'ютерної техніки і процесорів в тому числі.