monitoring pozycji
              Budowa I Zasada Działania Komputera
Procesor
Budowa

W funkcjonalnej strukturze procesora można wyróżnić takie elementy, jak:

  • zespół rejestrów do przechowywania danych i wyników, rejestry mogą być ogólnego przeznaczenia lub mają specjalne przeznaczenie
  • jednostkę arytmetyczną (arytmometr) do wykonywania operacji obliczeniowych na danych
  • układ sterujący przebiegiem wykonywania programu
  • inne układy, w które producent wyposaża procesor w celu usprawnienia jego pracy.

Rozmiary elementów
Jednym z parametrów procesora jest rozmiar elementów budujących jego strukturę. Im są one mniejsze, tym niższe jest zużycie energii, napięcie pracy oraz wyższa możliwa do osiągnięcia częstotliwość pracy. Współczesne procesory używane w komputerach osobistych wykonywane są w technologii pozwalającej na uzyskanie elementów
o rozmiarach mniejszych niż 45nm, pracujących z częstotliwością kilku GHz. 


Wielordzeniowość i procesory pomocnicze
Współcześnie większość procesorów posiada wielordzeniową budowę. Modelem który zapoczątkował ten trend był Intel Pentium D. Prawdziwym przebojem stał się dopiero Intel Core 2 Duo zbudowany na bazie architektury Conroe (65 nm). Wymieniony procesor oparto o najnowocześniejszą architekturę Penryn wykonanym w procesie technologicznym 45 nm (tj. odległość między tranzystorami wynosi 45nanometrów). Największy konkurent Intela, czyli AMD, wypuścił własny model procesora dwurdzeniowego o nazwie Athlon 64 X2. Jednak potrafi on konkurować z przeciwnikiem jedynie w niższym segmencie cenowym. Obie firmy mają w ofercietakże modele czterodzeniowe (Quad Intela i Phenom AMD).

Komputer oprócz procesora głównego (CPU) posiada procesory pomocnicze:
obrazu (GPU), dźwięku, koprocesory arytmetyczne.


Rozkazy procesora
Do typowych rozkazów wykonywanych przez procesor należą:

·        kopiowanie danych

o   z pamięci do rejestru

o   z rejestru do pamięci

o   z pamięci do pamięci (niektóreprocesory)

o   (podział ze względu na sposóbadresowania danych)

·        działania arytmetyczne

o   dodawanie

o   odejmowanie

o   porównywanie dwóch liczb

o   dodawanie i odejmowanie jedności

o   zmiana znaku liczby

·        działania na bitach

o   iloczyn logiczny – AND

o   suma logiczna – OR

o   suma modulo 2 (różnica symetryczna)– XOR

o   negacja – NOT

o   przesunięcie bitów w lewo lub prawo

·        skoki

o   bezwarunkowe

o   warunkowe

Zasada działania


Już dawno, dawno temu niejaki John von Neumann przy swych teoretycznych rozważaniach o komputerze zakładał istnienie takiego pudełeczka, zwanego roboczo arytmometrem, które by wiedziało co robić z cyferkami. W dzisiejszych czasach nazywa się to procesorem, a dokładnie mikroprocesorem. W procesorze układ sterowania działa cyklicznie,wykonując cykl rozkazowy.

Cykl rozkazowy składa się z dwóch faz.

W fazie pobrania rozkazu
Na magistralę adresową wysyłana jest zawartość licznika rozkazów. Licznik rozkazów zawiera adres komórki pamięci, która zawiera rozkaz, który ma być w danej chwili wykonany. Po odczytaniu z pamięci rozkaz wędruje magistralą danych do procesora
i wpisuje się do rejestru rozkazów. Na końcu fazy pobrania rozkazów układ sterowania zwiększa zawartość licznika o 1. 

W fazie wykonywania rozkazów:
Uk
ład sterowania odczytuje z rejestru rozkazów rozkaz, dokonuje jego dekodowania
i w zależn
ości od rodzajów rozkazów generuje odpowiednie sygnały sterujące. We współczesnych procesorach oba te cykle wykonywane są jednocześnie. W czasie wykonywania rozkazu pobierany jest już następny. Zbiór wszystkich możliwych do wykonania przez procesor rozkazów nazywamy listą rozkazów.

Procesor stanowi główny element komputera, ponieważ jest odpowiedzialny za przetwarzanie informacji. Składa się z układów sterujących, arytmometru oraz rejestrów.

  • jednostka arytmetyczno-logiczna, w skrócie arytmometr (ang. ALU) wykonuje proste działania matematyczne typu dodawanie lub odejmowanie liczb całkowitych oraz porównuje wartości prostych typów danych
  • układ sterowania - zapewnia współdziałanie wszystkich bloków komputera: jego zadaniem jest wykonywanie kolejnych instrukcji programu i sterowanie przepływem danych
  • rejestry - są szybkimi pamięciami procesora i służą do przechowywania danych potrzebnych procesorowi na czas wykonywania działań arytmetycznych lub logicznych przez ALU

Praca w procesorach odbywa się w cyklach rozkazowych.

Na jeden cykl pracy procesora składają się następujące czynności:

  • pobranie rozkazu pamięci
  • dekodowanie rozkazu
  • obliczenie adresów komórek pamięci zawierających argumenty do działania
  • przekazanie argumentów do arytmometru i wykoniae w nim obliczenia
  • zapisanie wyników w pamięci
Czy wiesz, że ...
Szybkości procesorów porównuje się na podstawie liczby operacji jaką mogą wykonać
w ciągu sekundy. Jednostką używaną do określenia mocy obliczeniowej komputerów jest flops, informujący właśnie o liczbie operacji wykonywanych przez komputer na liczbach zmiennoprzecinkowych w ciągu jednej sekundy. Współczesne komputery mają moc obliczeniową rzędu gigaflopsów.

Chłodzenie Procesorów


Dobre i sprawne chłodzenie procesorów jest bardzo ważne ponieważ procesor pracując, bardzo szybko się nagrzewa dla tego im leprze chłodzenie tym procesor wydajniej może pracować. Druga sprawa o której użytkownicy komputerów powinni pamiętać to ustawienie komputera w przewiewnym miejscu żeby wiatrak komputera mógł odprowadzać ciepło na zewnątrz obudowy komputera. Bo sprawna wentylacja komputera jest kluczowym aspektem w chłodzeniu procesora i innych komponentów komputera.
Wyróżniamy 3 sposoby chłodzenia procesora:
  • chłodzenie pasywne - Pierwszym stosowanym sposobem ułatwiającym wymianę ciepła poprzez zwiększenie powierzchni wymiany jest radiator. Radiator montuje sięna powierzchni procesora za pomocą specjalnej pasty termo przewodzącej i przy pomocy zatrzasków, które się zapinają na za trzepach gniazda Socket.
  • chłodzenie aktywne - W tym sposobie chłodzenia wykorzystuje się radiator z wentylatorem. obracający się wentylator wymusza większy przepływ powietrza. Wentylatory są przykręcane na powierzchni radiatora.
  • chłodzenie cieczą - W chłodzeniu cieczą używa się specjalnego płynu (tzw. woda destylowana) oraz sprzętu montażowego składającego się z pompki, zbiornika, rurek, bloków wodnych, chłodnica (radiator + wentylator) itp. Który się montuje wewnątrz komputera.Płyn się wlewa do zbiornika następnie pompka pompuje płyn rozprowadzając płyn po całym komputerze chłodząc procesor oraz inne podzespoły komputera.

Producenci układów scalonych:

  • Intel

  • AMD

  • VIA Technologies

  • IBM

  • Motorola

Strony www dla firm - szybko i za darmo!