Sercem każdego komputera jest procesor zajmujący się wykonywaniem instrukcji wchodzących w skład programów oraz aplikacji. Jest to niewielki układ scalony zamknięty w hermetycznej obudowie ze złoconymi wyjściami, montowany na płycie głównej do specjalnego slotu. Angielska oryginalna nazwa to CPU (od Central Processing Unit).
Procesor może komunikować się z innymi urządzeniami komputera poprzez magistrale danych, stamtąd także pobiera na bieżąco instrukcje do wykonania. Współczesne procesory rozpoznają ponad pół tysiąca rozmaitych komend. Można wśród nich wyróżnić:
Jedną z podstawowych cech procesora jest długość słowa, czyli porcji danych, na której wykonywane są operacje. Ma to bezpośrednie przełożenie na wydajność układu, ponieważ długość słowa warunkuje też długość adresu komórki w pamięci operacyjnej. 32-bitowe procesory mogą obsługiwać pamięci o maksymalnej pojemności 4 GB oraz radzą sobie z liczbami o długości do 32-bitów. Na rynek wchodzi już jednak generacja układów 64-bitowych z dwa razy dłuższym słowem.
Do komunikacji procesora ze światem wykorzystywany jest zestaw rejestrów, z których każdy ma długość pojedynczego słowa. Za ich pomocą wprowadzane są instrukcje, ustawiane tryby pracy oraz dane, na których trzeba operować.
Pojedynczy procesor wykonuje w danym momencie instrukcje tylko jednego programu lub procesu systemowego. Do zadań systemu operacyjnego należy szybkie przełączanie aplikacji, co daje nam wrażenie wykonywania się wielu zadań w tym samym momencie. Możliwość tę nazywamy wielozadaniowością. Dopiero zainstalowanie większej liczby procesorów, na co zezwalają niektóre płyty główne, daje możliwość fizycznego wykonywania kilku aplikacji w tym samym momencie dzięki podziałowi zadań.
Teoretycznym wskaźnikiem mocy procesora jest częstotliwość mówiąca, ile instrukcji na sekundę jest w stanie przetworzyć dany układ. Np. procesor z zegarem 2 GHz powinien w teorii w tym czasie wykonać 2 miliardy operacji. Jest to jednak założenie wyłącznie teoretyczne. Różne operacje różnią się czasem wykonywania, a ponadto istnieje cała gama technik pozwalających na osiągnięcie identycznej wydajności przy wolniejszym zegarze. Sztandarowym przykładem są tutaj procesory firmy AMD, które mimo zegarów wolniejszych o 500-1000 MHz, mają porównywalną wydajność, co produkty firmy Intel. Z drugiej jednak strony Intel opracował technologię Hyper Threading, dzięki której jeden procesor zachowuje się tak, jak dwa i może równolegle wykonywać dwa procesy.
Na rynku procesorów liczą się obecnie dwie firmy:
Intel - producent procesorów Pentium, Celeron, Centrino, Core, Quad, Itanium, Xeon, Core I7
AMD - producent układów Duron, Athlon, Sempron, Opteron, FX, Athlon X2, Phenom
Procesor może komunikować się z innymi urządzeniami komputera poprzez magistrale danych, stamtąd także pobiera na bieżąco instrukcje do wykonania. Współczesne procesory rozpoznają ponad pół tysiąca rozmaitych komend. Można wśród nich wyróżnić:
- Komendy skoku - skok do wybranej instrukcji
- Komendy arytmetyczne
- Komendy logiczne (logika Boole'a)
- Komendy kopiowania
Jedną z podstawowych cech procesora jest długość słowa, czyli porcji danych, na której wykonywane są operacje. Ma to bezpośrednie przełożenie na wydajność układu, ponieważ długość słowa warunkuje też długość adresu komórki w pamięci operacyjnej. 32-bitowe procesory mogą obsługiwać pamięci o maksymalnej pojemności 4 GB oraz radzą sobie z liczbami o długości do 32-bitów. Na rynek wchodzi już jednak generacja układów 64-bitowych z dwa razy dłuższym słowem.
Do komunikacji procesora ze światem wykorzystywany jest zestaw rejestrów, z których każdy ma długość pojedynczego słowa. Za ich pomocą wprowadzane są instrukcje, ustawiane tryby pracy oraz dane, na których trzeba operować.
Pojedynczy procesor wykonuje w danym momencie instrukcje tylko jednego programu lub procesu systemowego. Do zadań systemu operacyjnego należy szybkie przełączanie aplikacji, co daje nam wrażenie wykonywania się wielu zadań w tym samym momencie. Możliwość tę nazywamy wielozadaniowością. Dopiero zainstalowanie większej liczby procesorów, na co zezwalają niektóre płyty główne, daje możliwość fizycznego wykonywania kilku aplikacji w tym samym momencie dzięki podziałowi zadań.
Teoretycznym wskaźnikiem mocy procesora jest częstotliwość mówiąca, ile instrukcji na sekundę jest w stanie przetworzyć dany układ. Np. procesor z zegarem 2 GHz powinien w teorii w tym czasie wykonać 2 miliardy operacji. Jest to jednak założenie wyłącznie teoretyczne. Różne operacje różnią się czasem wykonywania, a ponadto istnieje cała gama technik pozwalających na osiągnięcie identycznej wydajności przy wolniejszym zegarze. Sztandarowym przykładem są tutaj procesory firmy AMD, które mimo zegarów wolniejszych o 500-1000 MHz, mają porównywalną wydajność, co produkty firmy Intel. Z drugiej jednak strony Intel opracował technologię Hyper Threading, dzięki której jeden procesor zachowuje się tak, jak dwa i może równolegle wykonywać dwa procesy.
Na rynku procesorów liczą się obecnie dwie firmy:
Intel - producent procesorów Pentium, Celeron, Centrino, Core, Quad, Itanium, Xeon, Core I7
AMD - producent układów Duron, Athlon, Sempron, Opteron, FX, Athlon X2, Phenom
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz