Центральный процессор— это центральный основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Самая важная часть компьютера на самом деле очень мала, и из-за мелких размеров ее называют микропроцессором.
Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора.
Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к материнской плате компьютера.
Выращенный по специальной технологии кристалл кремния площадью не более 4—6 см2 содержит в себе множество отдельных элементов — транзисторов и триггеров, которые в совокупности и наделяют компьютер способностью «думать»: выполнять поступающие на вход команды, проводить вычисления и обрабатывать всю информацию по законам математической логики.
Поэтому микропроцессор называют «мозгом» машины.
Для того чтобы «мозг» не «закипал» — микропроцессор во время работы не перегревался, при установке его всегда «накрывают» небольшим, но мощным вентилятором — куллером с целью принудительного охлаждения.
Процессоров в компьютере много. Дополнительные процессоры нередко бывают установлены на периферийных устройствах, контроллерах, адаптерах и платах расширения. Их называют уже не процессорами, а «чипами».
На любом процессорном кристалле находятся:
* собственно процессор — главное вычислительное устройство, производящее математические операции с числами, в которые преображается любая поступающая в компьютер информация;
* сопроцессор — специальный блок для операций с «плавающей запятой», применяется для особо точных и сложных расчетов, а также для работы с рядом графических программ;
* кэш-память первого уровня — небольшая (несколько десятков килобайт) сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений;
* кэш-память второго уровня — она чуть медленнее, зато больше - от 128 до 512 Кбайт.
Процессоры, на которых собирается подавляющее большинство современных компьютеров, — это семейство Intel Pentium III и Реntium IV. Производство компьютеров на процессорах 386, 486 Pentium I, Реntium II уже прекратилось.
Наибольшее распространение в нашей стране получили процессоры фирмы Intel, имеющие торговую марку Се1егоn. Это почти полный аналог процессора Реntium III той же фирмы. Но понятно, что Intel — это не единственная компания, выпускающая процессоры. Мы неизменно встречаем название процессоров, выпущенных фирмами AMD, VIA, Apple Computer.
Различают два типа архитектуры микропроцессоров — CISC и RISC.
СISС подразумевает, что процессор поддерживает очень большой набор команд (более 200) и имеет небольшое число регистров.
В свою очередь, RISC-архитектура означает ограниченный набор команд и большое число внутренних регистров. RISС-процессоры работают быстрее, так как команды простые, и стоят дешевле, но программы для них занимают больше места, чем для СISС. Именно поэтому в условиях дефицита оперативной памяти первоначальное развитие процессоров для персональных компьютеров пошло в направлении С15С-архитектуры.
Лидеры компьютерной индустрии фирмы IBM, Apple Computer и Моtого1а еще в 1993 г. разработали собственное семейство RISC-процессоров с ограниченным набором команд под названием Роwer РС. Эти процессоры произвели настоящий прорыв в информационных технологиях. Они серьезно отличаются своей архитектурой от процессоров Intel. Процессор Power РС потребляет вдвое меньшую мощность, поэтому он не перегревается, не требует дополнительного охлаждения и работает в более благоприятных условиях, гарантирующих надежность и долговечность.
К основным характеристикам микропроцессора относятся тактовая частота и разрядность, определяющие быстродействие компьютера в целом.
Разрядность — это количество битов, воспринимаемых микропроцессором как единое целое и считающихся минимальной порцией информации, над которой процессор может выполнять различные операции по обработке.
Разрядность представлена последовательностью двоичных разрядов, поэтому она выражается числом, являющимся целой степенью 2.
Процессор, в зависимости от его типа, может иметь одновременный доступ к 8, 16, 32, 64 битам.
Кроме производительности, разрядность напрямую связана с максимальным объемом внутренней памяти, с которой может «справиться» микропроцессор: чем выше разрядность, тем больше информации может обработать компьютер в единицу времени.
В ПК имеется специальный генератор тактовых импульсов, который служит метками времени для синхронизации работ устройств машины, с которым связана другая характеристика микропроцессора — тактовая частота.
Тактовая частота — это показатель количества операций, выполняемых процессором в единицу времени.
Такт — это чрезвычайно малый промежуток времени (микросекунда), в течение которого может быть выполнена процессором элементарная операция.
На современном этапе развития ЭВТ при производстве микропроцессоров четко просматривается тенденция к увеличению разрядности и повышению тактовой частоты, что естественно приводит к повышению быстродействия компьютера