Процессор и оперативная память

Процессор и оперативная память Проверь себя! Ковалевич Ирина Львовна учитель информатики МАОУ СОШ №208 г. Екатеринбурга

Презентация создана по материалам учебника Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса http://text-lands.ru/wp-content/uploads/2011/12/pentiumee_processor_front.jpg Картинка процессора взята с сайта:

Как работать? Внимательно рассмотрите схему, краткий конспект. Запомни взаимосвязи между элементами схем и их название! Проверь себя: вспомни названия элементов схемы. Щелчок по тексту синего цвета разместит его в нужное место схемы. Выбери верные ответы на вопросы, размещенные на следующем слайде

Оглавление Упрощенная логическая схема одноядерного процессора Технология изготовления процессора Производительность процессора Логическая структура оперативной памяти

Арифметико-логическое устройство Целых чисел Чисел с плавающей запятой Декодер команд Кэш-память команд 1 уровня Кэш-память данных 1 уровня Кэш-память 2 уровня Шина данных Шина адреса Шина управления

В процессоре кэш-память имеет Один уровень Два уровня Три уровня Из оперативной памяти порция данных и команд считываются в Декодер команд Кэш-память команд Кэш память данных Кэш-память 2-го уровня Кэш-память в процессоре позволяет Ускорить поставку данных и команд к АЛУ Увеличить надежность хранения данных и команд

Кремниевая подложка Слой диоксида кремния Фотослой Слой поликристаллического кремния Технология создания процессора Электрическая схема формируется в процессе фотолитографии (создает рисунок ЭС) и в процессе ионной имплантации (нанесение ионов различных примесей на рисунок) Трехмерная электрическая схема процессора Слой диоксида кремния Фотослой Защитный корпус

Электрическая схема процессора имеет Многослойную (трехмерную) структуру Однослойную (двумерную) структуру Процессоры создаются на основе подложек из кремния магния золота лития Защитный корпус процессора обеспечивает Полную его изоляцию на системной плате Электрическое соединение с системной платой

Производительность процессора Производительность ~ (Разрядность х Частота х Кол-во команд за такт) 8бит 64 бит Проблема: разработка операционных систем и приложений Разрядность – количество двоичных разрядов, обрабатываемых за 1 такт 1971 год 2006 год Процессор Процессор

Количество команд за такт – увеличивается за счет совершенствования архитектуры процессора Проблема: выделение процессором теплоты пропорционально квадрату частоты Частота – количество тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду Наличие кэш-памяти двух уровней Наличие нескольких ядер (АЛУ и др.) Перспективный путь увеличения производительности процессора Процессор Процессор До 3700 МГц 0,1 МГц 1971 год 2006 год

Производительность процессора прямо пропорциональна: разрядности размеру частоте количество команд за такт Производительность процессора сейчас увеличивают за счет: увеличения разрядности совершенствование архитектуры процессора увеличения частоты Количество бит, обрабатываемых за такт называют разрядностью тактовой частотой Производительностью процессора количеством команд за такт

Оперативная память 0 1 10 11 100 101 Максимальный объем адресуемой памяти для Pentium 4 (разрядность шины адреса 36 бит) составит 236 Байт Двоичный адрес ячейки Величина фактически установленной оперативной памяти (модули памяти) может быть < объема адресуемой памяти Пропускная способность – важнейшая характеристика модулей памяти

Пропускная способность (важнейшая характеристика модулей памяти) = разрядность шины данных (количество бит, обрабатываемых процессором за один такт) * частота операций записи/считывания информации из ячеек. Маркировка пропускной способности модулей памяти: PC3200 (3200Мбайт/с), PC8500 (8500Мбайт/с) 2006 год: Разрядность шины данных = 64 бит Частота шины данных = частота системной шины = 1064МГц Пропускная способность = 64бит * 1064МГЦ=68096Мбит/с=8512Мбайт/с Физическая память – модули оперативной памяти на системной плате Виртуальная память – область на жестком диске (файл подкачки) Добавляется для увеличения объема памяти, используемых программами

Максимальный объем адресуемой памяти зависит от : Разрядности шины адреса Разрядности шины данных Пропускная способность модулей памяти зависит от: разрядности шины адреса разрядности шины данных На жестком диске располагается Виртуальная память Физическая память Частоты операций чтения/записи инф-ии из ячеек