Turinys
Įvadas 3
Procesorius 3
Pagrindinio procesoriaus sandara ir veikimas 3
Pagrindinio procesoriaus svarbiausi įtaisai, jų tarpusavio ryšiai ir veikimas 5
Procesorių veikimo spartinimo būdai 8
Nešiojamų kompiuterių (Notebook) procesorių ypatybės 9
INTEL PROCESORIAI 10
Pentium 10
Pentium Pro 10
Pentium MMX 11
Pentium II ir Pentium III 11
Pentium IV 11
Celeron 12
Firmų AMD ir Via procesoriai 12
AMD procesoriai 12
VIA procesoriai 13
Literatūra 13
Įvadas
Šiame darbe susipažystame su vienu iš pagrindinių kompiuterio sandaros dalių – kompiuterio pagrindiniu procesoriumi. Taip pat susipažinsime su jų veikimo būdais bei tipais. Išsiaiškinsime jų sandarą ir galimybes. Taip pat aprašysime kompiuterio pagrindinio procesoriaus sukūrimo istoriją ir tobulėjimą. Visa tai paaiškinsime teoriškai ir pavaizduosime schematiškai.
Procesorius
Praktiškai visą kompiuterio elektroninę dalį sudaro mikroschemos, todėl jo pagrindinis procesorius šnekamojoje kalboje yra vadinamas tiesiog procesoriumi (mikroprocesoriumi). Šiuolaikiniame kompiuteryje yra ne vienas procesorius, todėl, kad jų nepainiotume, pagrindinį procesorių ir toliau vadinsime pagrindiniu.
Vystantis mikroelektronikai, ieškant labai efektyvių skaitmeninių įrenginių integrinių schemų pagrindu, 1971 m. firmoje INTEL (JAV) buvo sukurtas mikroprocesorius (chip) 4004 tipo. Mikroprocesoriu (MP) – tai superdidžioji integrinė schema, turinti viename kristale (5x5x0,2 mm) keliasdešimt tūkstančių tranzistorių, vykdanti svarbiausio kompiuterio mazgo – centrinio procesoriaus funkcijas. Tai informacijos įvedimo – išvedimo valdymas, jos apdorojimas loginių – aritmetinių operacijų pagalba, kompiuterio įvairių mazgų darbo sinchronizacija, poveikis į periferinius įrenginius ir t.t. Tai kompiuterio “smegenys”.
Pagrindinio procesoriaus sandara ir veikimas
Pagrindinis procesorius yra viena sudėtingiausių kompiuterio mikroschemų. Jis vykdo programą ir atlieka visas programoje nurodytas matematines bei logines operacijas, jam perduodama vykdyti vis daugiau funkcijų.
Nesužadinta programa yra saugoma kokiame nors kompiuterio kaupiklyje (pvz., diskiniame kaupiklyje). Programą sužadinus, ji visa arba jos dalis yra įrašoma į kompiuterio operatyviąją atmintį (RAM).
Programą sudaro instrukcijų seka. Instrukcija susideda iš komandos (operacijos, kurią turės vykdyti pagrindinis procesorius, kodo) ir duomenų, kurių reikės operacijai atlikti, arba adresų, nurodančių, kur RAM rasti operacijai atlikti reikalingus duomenis. Vykdydamas programą, pagrindinis procesorius ima iš RAM instrukcijas bei duomenis, atlieka instrukcijose nurodytas operacijas ir įrašo į RAM gautus rezultatus. Programa ir rezultatai kompiuteryje yra išreikšti dvejetainiais skaičiais. Informacija kompiuteryje yra perduodama magistralėmis (Bus).
Visuose pagrindiniuose procesoriuose (1 pav.) yra tokie įtaisai:
• Aritmetinis loginis įtaisas. Jo angliška santrumpa ALU (Aritmetic Logic Unity). Jis atlieka aritmetines (pvz., sudėties, atimties, daugybos) ir logines (pvz., loginės daugybos) operacijas.
• Magistralės: adresų – kompiuterio atminties (RAM) ląstelių, iš kurių reikia paimti komandas arba duomenis ir kuriose išsaugoti rezultatus, adresams perduoti; duomenų – duomenims iš atminties arba rezultatams į atmintį perduoti; valdymo – valdymo signalams perduoti.
• Spartinančioji instrukcijų atmintis – procesoriaus programai iš kompiuterio atminties (RAM) sparčiau paimti.
• Spartinančioji duomenų atmintis – duomenims nuo instrukcijų atskirti.
• Pirminio instrukcijų ir duomenų apdorojimo įtaisas – instrukcijoms bei duomenims sutvarkyti ir perduoti į instrukcijų iškodavimo įtaisą.
• Instrukcijų iškodavimo įtaisas – iš instrukcijų išskiria komandas ir duomenis. Iškoduotas komandas perduoda valdymo įtaisui. Apdorojimui skirtus duomenis siunčia į aritmetinį loginį įtaisą, o kitus – saugojimui į spartinančiąją duomenų atmintį.
• Valdymo įtaisas, vykdydamas iškoduotą instrukcijos komandą, valdo procesoriaus aritmetinį loginį įtaisą ir registrus.
• Registrai – kelių baitų talpos atmintys. Juose saugomi į procesorių įvesti duomenys (pvz., adresai, kur atmintyje ieškoti duomenų ar programos komandų; duomenys, su kuriais reikės atlikti veiksmus), tarpiniai rezultatai. Yra registrai tam tikroms operacijoms atlikti (pvz., skaičiui perstumti per vieną skiltį 00110100 – 00011010).
Norėdami geriau įsivazduoti procesoriaus veikimą, pažiūrėkime, kai jis sudeda du skaičius (1+2)
Pagrindinio procesoriaus svarbiausi įtaisai, jų tarpusavio ryšiai ir veikimas
Paspaudus klavišą 1, procesoriui yra siunčiama instrukcija A = 1. Pirminio instrukcijų ir duomenų apdorojimo įtaisas tikrina, ar spartinančioje instrukcijų atmintyje yra reikalinga instrukcija. Jeigu jos nėra, instrukciją A = 1 parsisiunčia iš kompiuterio RAM ir įrašo ją į spartinančiąją instrukcijų atmintį.
Provcesoriaus pirminio instrukcijų ir duomenų apdorojimo įtaisas perduoda spartinančioje instrukcijų atmintyje saugomos instrukcijos kopiją instrukcijų iškodavimo įtaisui, kuris ją iškoduoja. Iškoduota komanda yra perduodama
valdymo įtaisui, kuris atitinkamai valdo procesorių ir įrašo duomenis (1) į spartinančiąją duomenų atmintį adresu A.
Paspaudus klavišą 2, procesas kartojasi ir skaičius 2 yra išsaugomas spartinančiojoje duomenų atmintyje adresu B.
Paspaudus klavišą +, procesas kartojasi, tačiau šį kartą valdymo įtaisas praneša aritmetiniam loginiam įtaisui, kad reikia sudėti skaičius, esančius atminties ląstelėse, kurių adresai yra A ir B. Aritmetinis loginis įtaisas paima duomenis iš nurodytų ląstelių , juos susumuoja ir įrašo rezultatą adresu C. Paspaudus klavišą =, yra iškviečiama instrukcija rezultatui ekrane parodyti. Procesas kartojasi ir baigiasi tuo, kad ekrane matome sumą 3.