Центральный процессор

Микросхема, реализующая функции центрального процессора персонального компьютера, называется микропроцессором. Нередко название компьютера ассоциируется с типом процессора (например "Пентиум" - Pentium).

Микропроцессор выполнен в виде сверхбольшой интегральной схемы. Термин "большая" относится не к размерам, а к количеству электронных компонентов, размещенных на маленькой кремниевой пластинке. Их число достигает нескольких миллионов. Чем больше компонентов содержит микропроцессор, тем выше производительность компьютера. Размер минимального элемента микро процессора составляет несколько микрометров. Микропроцессор штырьками вставляется в специальное гнездо на системной плате.

Обязательными компонентами микропроцессора являются арифметико-логическое устройство (АЛУ) и блок управления. АЛУ отвечает за выполнение арифметических и логических операций, а устройство управления координирует работу всех компонентов и выполнение процессов, происходящих в компьютере.

Характеристиками микропроцессора служат тактовая частота и разрядность. Тактовая частота задает ритм работы компьютера. Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения одной операции и тем выше производительность компьютера. Под производительностью компьютера понимают количество элементарных операций типа сложения, выполняемых процессором за одну секунду.

Тактовая частота определяет число тактов работы процессора в секунду. Под тактом мы понимаем промежуток времени, в течение которого может быть выполнена элементарная операция типа сложения двух чисел или пересылка числа из процессора в оперативную память. Современный персональный компьютер может выполнять миллионы элементарных операций в секунду. Тактовую частоту можно измерить и определить ее значение в мегагерцах (МГц). Один МГц составляет миллион тактов в секунду.

Разрядность процессора определяет размер машинного слова, обрабатываемого компьютером. Машинное слово - число бит, например, 8 или 32, к которым процессор имеет одновременный доступ. С увеличением размера слова увеличивается объем информации, обрабатываемой процессором за один такт, что ведет к уменьшению количества тактов, необходимых для выполнения сложных операций. Кроме того, чем больше размер слова, тем с большим объемом памяти может работать компьютер. Современные компьютеры оснащаются 32, 64-разрядными процессорами. Для современных микропроцессоров характерна тенденция к увеличению разрядности слова и повышению тактовой частоты.

Кроме основного микропроцессора во многих компьютерах имеются специализированные. Например, математический сопроцессор - микросхема, которая помогает основному процессору в выполнении математических вычислений с десятичной (плавающей) точкой.

Память персонального компьютера

Внутренняя память реализуется с помощью набора микросхем, установленных на материнской плате. Память предназначена для хранения программ и данных, с которыми процессор непосредственно работает. Она состоит из ячеек, местонахождение которых определяется уникальным адресом. В каждой ячейке хранится машинное слово, соответствующее какому-либо значению данных или элементу программы. От разрядности машинного слова зависит объем внутренней памяти (количество ячеек). Емкость памяти измеряется в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах и терабайтах. Кроме временных данных, которые определяются тем, что компьютер делает в настоящий момент, он должен знать и постоянно помнить некоторые стандартные программы и данные. Например, компьютер должен знать, что ему делать после включения, где найти и прочитать операционную систему, которой будет передано управление компьютером, как выполнить конкретную операцию и пр. Причем выключение питания компьютера не должно приводить к потере этой важной информации Решение проблем хранения различных видов информации и надежного функционирования персонального компьютера привело к использованию нескольких видов внутренней памяти: оперативной, постоянной, кэш памяти.