ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Игровые автоматы с быстрым выводом

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Принципиальная схема процессора

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«ИВАНОВСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №7

ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

«Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»

Иваново 2012

Лабораторная работа № 7

Тема:«Идентификация и установка процессора»

Цель лабораторной работы: Изучение характеристик процессора

Студент должен:

Знать:

– Основные характеристики процессора;

– Основные современные модели процессоров;

– Типы процессоров нового поколения;

Уметь:

– Идентифицировать и устанавливать процессоры.

Время выполнения — 2 часа.

Теоретическое введение.

Процессор (или центральный процессор, ЦП) — это транзисторная микросхема, которая является главным вычислительным и управляющим элементом компьютера.

Английское название процессора - CPU (Central Processing Unit).

Процессор представляет собой специально выращенный полупроводниковый кристалл, на котором располагаются транзисторы, соединенные напыленными алюминиевыми проводниками. Кристал помещается в керамический корпус с контактами.

В первом процессоре компании Intel - i4004, выпущенном в 1971 году, на одном кристалле было 2300 транзисторов, а в процессоре Intel Pentium 4, выпущенном 14 апреля 2003 года, их уже 55 миллионов.

Современные процессоры изготавливаются по 0,13-микронной технологии, т.е. толщина кристалла процессора составляет 0,13 микрон. Для сравнения - толщина кристалла первого процессора Intel была 10 микрон.

В связи с популярностью персональных компьютеров IBM многие компании стали выпускать их клоны по лицензии IBM. В своих компьютерах они также использовали процессоры Intel. Так, благодаря выбору IBM, компания Intel стала лидером в производстве процессоров для персональных компьютеров.

Принципиальная схема процессора

Управляющий блок - управляет работой всех блоков процессора.

Арифметико-логический блок - выполняет арифметические и логические вычисления.

Регистры - блок хранения данных и промежуточных результатов вычислений - внутренняя оперативная память процессора.

Блок декодировки - преобразует данные в двоичную систему.

Блок предварительной выборки - получает команду от устройства (клавиатура и т.д.) и запрашивает инструкции в системной памяти.

Кэш-память (или просто кэш) 1-го уровня - хранит часто использующиеся инструкции и данные.

Кэш-память 2-го уровня - хранит часто использующиеся данные.

Блок шины - служит для ввода и вывода информации.

Эта схема соответствует процессорам архитектуры P6. По этой архитектуре создавались процессоры с Pentium Pro до Pentium III. Процессоры Pentium 4 изготавливаются по новой архитектуре Intel® NetBurst.

В процессорах Pentium 4 кэш 1-го уровня поделен на две части - кэш данных и кэш команд.
Характеристики процессора

Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота, разрядность и размеры кэша 1-го и 2-го уровня.

Тактовая частота

Частота — это количество колебаний в секунду. Тактовая частота — это количество тактов в секунду. В применении к процессору:

Тактовая частота — это количество операций, которое процессор может выполнить в секунду.

Т.е. чем больше операций в секунду может выполнять процессор, тем быстрее он работает. Например, процессор с тактовой частотой 40 МГц выполняет 40 миллионов операций в секунду, с частотой 300 Мг — 300 миллионов операций в секунду, с частотой 1 ГГц - 1 миллиард операций в секунду.

Существует два типа тактовой частоты — внутренняя и внешняя.

Внутренняя тактовая частота — это тактовая частота, с которой происходит работа внутри процессора.

Внешняя тактовая частота или частота системной шины — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.

Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров.

Компьютер может оперировать одновременно ограниченным набором единиц информации. Этот набор зависит от разрядности внутренних регистров. Разряд — это хранилище единицы информации. За один рабочий такт компьютер может обработать количество информации, которое может поместиться в регистрах. Если регистры могут хранить 8 единиц информации, то они 8-разрядне, и процессор 8-разрядный, если регистры 16-разрядные, то и процессор 16-разрядный и т.д. Чем большая разрядность процессора, тем большее количество информации он может обработать за один такт, а значит, тем быстрее работает процессор.

Процессор Pentium 4 является 32-разрядным.

Объем кэш-памяти 1-го и 2-го уровня также влияет на производительность процессора.

В процессоре Pentium III кэш-память 1-го уровня составляет 16 Кб, кэш-память 2-го уровня 256 Кб.

В процессорах Pentium 4 кэш-память 1-го уровня для данных имеет объем 8 Кб, кэш-память 1-го уровня для команд рассчитан на 12000 инструкций в порядке их исполнения, а объем кэш-памяти 2-го уровня составляет 512 Кб.

МП характеризуется следующими параметрами:

Тактовая частота

- Степень интеграции микросхемы (сколько транзисторов содержится в чипе).

- Внутренняя разрядность данных (количество бит, которые МП может обрабатывать одновременно);

- Внешняя разрядность данных (количество одновременно передаваемых бит в процессе обмена данными с памятью и другими устройствами);

- Адресуемая память (зависит от числа адресных бит).

Характеристики интерфейсов процессоров

Вопросы для зачета

1. Что такое процессор?

2. Перечислите функции процессора.

3. Какие современные типы процессоров вы знаете?

4. Нарисуйте принципиальную схему процессора.

5. Что такое управляющий блок?

6. Что такое арифметико-логическое устройство?

7. Что такое регистры и их функции.

8. Дайте определение блоку декодирования.

9. Что такое блок предварительной выборки?

10. Что такое кэш-память и в чем различия кеш-памяти 1-го и 2-го уровня?

11. Для чего служит блок шины?

12. Дайте определение тактовой частоты?

13. Назовите типы тактовой частоты процессора.

14. Чем определяется разрядность процессора?

15. Назовите основные параметры микропроцессоров.

Задания на лабораторную работу:

Задание 1.

Выберите процессор, подходящий для установки на целевой системной плате. Установите процессор на целевую системную плату

Задание 2.

Идентифицируйте процессор целевого компьютера.

Назовите его основные характеристики процессора и заполните таблицу:

Дайте рекомендации по модернизации целевого компьютера.

Варианты процессоров:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13)

14)

15)

16)

17)

18)

19)

20)

21)

22)

Приложение. Маркировка процессоров.

Процессоры Intel

Само название моделей последних процессоров семейства Core несет в себе смысл. В нем присутствует один символ и четыре цифры. Буква обозначает его энергопотребление:
«U» – Ultra low voltage (процессоры с TDP ниже 15 ватт);
«L» – Low voltage (процессоры с TDP от 15 и до 25 ватт);
«T» – sTandard mobile (процессоры с TDP от 25 и до 55 ватт);
«E» – standard dEsktop (процессоры с TDP от 55 и до 75 ватт);
«X» – eXtreme (процессоры с TDP выше 75 ватт).

Первые три литеры относятся к ноутбучным процессорам. Последующее четырехзначное число в общем случае указывает на производительность «камня» (чем больше число – тем производительнее процессор). В совокупности с этим, первая цифра обозначает семейство, к которому относится рассматриваемый процессор. Второе число определяет иерархию чипов внутри семейства. И так далее.

Маркировка наносят прямо на крышку теплораспределителя ЦП. Там же располагаются название компании-изготовителя, иногда основные характеристики ядер, спрятанных под крышкой, и, самое главное, информация sSpec и маркировка конкретного «камня».

По строчке sSpec можно определить все характеристики процессора.

В маркировке конкретного кремниевого чуда присутствует информация о месте и времени его изготовления, а также относительно партии. Первая цифра (или буква) интеловских процессоров означает страну-изготовителя:

0 – Коста Рика;
1 – Кавита и Филиппины;
3 – опять Коста Рика;
6 – Аризона;
7 – опять Филиппины;
8 – Ирландия;
9 – Малайзия;
L – Малайзия;
Q – Малайзия;
R – Филиппины;
Y – Ирландия.

Второй символ означает год выпуска, а третий и четвертый – неделю выпуска. Остальные «иероглифы» определяют порядковый номер изделия. Например, маркировка L708B0220 означает, что этот процессор изготовлен в Малайзии в 2007 году на 8 неделе.

Что означают последние цифры (после второй буквы), точно никто не знает – эта информация не для потребителя и даже далеко не для всех работников Intel. Возможно, это номер партии или кремниевых пластин.

Аналогичная ситуация – с чипсетами материнских плат. На них кроме производителя и кодового имени также указывают неделю выпуска. По неделе выпуска можно найти материнскую плату с более удачным чипсетом, способным работать с более высокой частотой системной шины. Ситуация с отбором партий: самые удачные партии придерживаются для продукции самой Intel и первых ревизий топовых продуктов «любимых» партнеров (особенно хорошо это заметно на примере материнских плат Asus).

Процессоры AMD

CPU производства AMD имеют несколько другую маркировку, нежели у конкурентов. Первыми двумя латинскими буквами компания обозначает название бренда. Так у Athlon 64 X2 он обозначен символикой «AD». У процессоров Phenom и Phenom II, соответственно, «H». Следующая литера обозначает тепловыделение «камня»: A – стандартное; D – 35 ватт; I – 76 ватт; O – 65 ватт; X – 125 ватт и выше; и, наконец, V – 89 ватт. Затем идет номер модели, входящий непосредственно в название процессора. Далее наименование сокета («I» для процессоров под AM2 и «J» для «Феноменов» под AM2+), коды потребляемого напряжения, максимально допустимой температуры, КЭШа второго уровня (цифра 5 означает 1 Мб SRAM, 4 – 512 килобайт и 6 – 2 мегабайта КЭШ-памяти) и ревизии. Рассмотрим, например, процессор Phenom 2 920 с маркировкой HX920XCJ4DGI, где:
H – название бренда, Phenom;
D – означает, что процессор относится к десктопному сегменту;
X920 – марка «камня»;
XC – тепловыделение, превышающее 125 ватт;
J – сокет AM2+;
4 – число ядер;
D – Размер КЭШа уже третьего уровня;
GI – ревизия.

Также на металлической крышке процессора AMD присутствуют данные о месте производства и времени его изготовления.

Рекомендуемая литература

1. Информатика. Задачник-практикум. /Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера: Том 1. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999

2. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Повпов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006

3. Путилин А.Б. Вычислительная техника и программирование в измерительных информационных системах. М.: Дрофа, 2006

4. Столингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. М.: Издательский дом Вильямс, 2002.