Структура мікропроцесора.Осн його дії

«Мозком» персонального комп’ютера є мікропроцесор, або центральний процесор. Його також скорочено називають ЦП, або CPU (Central Processing Unit — центральний процесорний устрій).

Процесор виконує обчислення і обробку даних, математичних операцій, та, як правило, є найкоштовнішою мікросхемою комп’ютера. У всіх IBM сумісних комп’ютерів використовуються процесори, сумісні з сімейством мікросхем Intel, але виробляються і проектуються вони як самою фірмою Intel, так і компаніями AMD, IBM, Cyrix, Nexgen та іншими.

Однією з узагальнених характеристик процесора є розрядність його шини даних та шини адреси. Шина — це загальний канал зв’язку, що використовується у персональному комп’ю­тері. Шина застосовується для організації взаємодії між двома або більше компонентами системи. Взагалі комп’ютер має кілька типів шин, у тому числі:

-шину процесора;

-шину адреси;

-шину пам’яті;

-шину введення-виведення.

Коли говорять про шину, звичайно мають на увазі шину введення-виведення, яку іноді називають шиною розширення. Шина введення-виведення — це «швидкісна магістраль» для передачі даних у комп’ютері. По цій шині проходить уся інформація, яка передається у різні вузли комп’ютера або зчитується з них.

Шина процесора поєднує мікропроцесор (CPU) з декількома безпосередньо пов’язаними з ним мікросхемами. Вона використовується, наприклад, для передачі даних між CPU та основною системною шиною або між CPU та зовнішнім кешем, який використовується в більшості сучасних комп’ютерів.

зовнішню.

У більшості сучасних комп’ютерів співвідношення власної частоти процесора та частоти шини визначаються відповідно: 2 х, 2,5 х, 3 х, 3,5 х, 4 х і т. д.

Шина процесора, підключена до процесора, по кожній з ліній даних може передавати один біт даних протягом одного або двох періодів тактової частоти. Таким чином, в комп’ютерах з процесором 486 за один такт може передатися 32 біти даних, а в комп’ютерах із процесором Pentium, Pentium Pro та Pentium ІІ — 64 біти.

Для визначення швидкості передачі даних по шині процесора необхідно помножити розрядність шини даних на тактову частоту шини (вона дорівнює базовій (зовнішній) тактовій частоті CPU). Проце­сори Pentium, Pentium Pro з базовою тактовою частотою 66 МГц можуть передавати один біт по кожній із ліній даних за один період тактової частоти, тому максимальна швидкість передачі даних складає 528 Мбайт/з:

66 МГц х 64 біт = 4224 Мбіт/з;

4224 Мбіт/з ÷ 8 = 528 Мбайт/з.

Ця величина характеризує швидкість передачі даних, і також має назву смуги пропускання шини (є максимальною). Як і всі максимальні величини, вона не відповідає середній робочій швидкості шини, що приблизно на 25 % менша. Середня швидкість обміну знижується за рахунок багатьох факторів — наприклад, через обмеження швидкості надходження інформації з системної шини на шину процесора.

124. Структура розподілу оперативної пам"яті: BIOS, ядро, командний процесор.

Базова підсистема в/в - BIOS (base input-output system), що включає в себе крім програми тестування ПК (POST²) оброблювачі переривань (драйвери), розташовані в ПЗП. В остаточному підсумку, майже всі інші модулі MS-DOS звертаються до BIOS. Якщо і не прямо, то через модулі більш високого рівня ієрархії.

Модуль розширення BIOS — файл IO.SYS (в інших DOS-системах він може називатися інакше, наприклад, IBMIO.COM).

Основний, базовий модуль обробки переривань DOS — файл MSDOS.SYS. Саме цей модуль в основному реалізує роботу з ФС. (У PC-DOS аналогічний за значенням файл називається IBMDOS.COM). Командний інтерпретатор - середовище, яке забезпечує інтерфейс з користувачем і виконання команд.

Командний процесор (інтерпретатор команд) — файл COMMAND.COM.

Ядро керує захистом пам’яті та її розподілом на основі об’єктів пам’яті абстрактним чином. Ядро інтенсивно використовує режим копіювання при записі для надання програмам можливості ділити об’єкти пам’яті, не копіюючи численну кількість сторінок, коли новий адресний простір отримує доступ до об’єкту пам’яті. Нові копії сторінок створюються лише тоді, коли програма в одному з адресних просторів оновлює їх. Коли ядро приймає сторінковий збій, пейджер повідомляється про об’єкт пам’яті, де відбувся збій і визначає яким чином подати чи зберегти дані. Це дозволяє системі встановити різні семантики для об’єктів пам’яті, основуючись на потребах програм, які їх використовують.

Ядро керує засобами виконання програм, забезпечуючи одночасне виконання багатьох процесів та потоків виконання. Кожен процес має свій власний адресів простір, чи відображення. Ядро розподіляє об’єкти пам’яті, які відобразив процес на діапазон адресів в середині адресного простору. Процес також виступає блоком розміщення ресурсів та захисту, при цьому процесам надаються права доступу до засобів IPC системи. Для підтримки паралельного виконання декількох програм в межах одного адресного простору ядро відділяє сферу виконання від реально виконуючогося потоку. Таким чином програма може бути завантажена та виконана в декількох різних місцях коду в один і той же час на мультипроцесорі чи паралельній машині. Це може призвести до підвищення швидкодії додатку. Підсистема управління оперативною пам'яттю забезпечує розподіл оперативної пам'яті між різними компонентами, а також розподіляє пам'ять під кеш системи введення-виведення.