Содержание 

     Введение 3

     Глава 1. Теоретическая  часть 4

1.1. Понятие и основные характеристики процессов 4

1.2. Понятие прерывания  и основные виды прерываний 10

1.3. Архитектура  процессора 14

     Глава 2. Обзор современных  процессоров ПК 17

2.1. Процессоры  семейства Intel 17

2.2. Процессоры  семейства AMD 23

     Глава 3. Сайт, посвященный  теме курсовой работы 24

     Заключение 28

     Библиография 29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     

     Введение

     Компьютеры  появились достаточно давно в  нашем мире, но только в последнее  время их начали так усиленно использовать во многих отраслях человеческой жизни. Ещё десять лет назад было редкостью увидеть какой-нибудь персональный компьютер — они были, но были очень дорогие, и даже не каждая фирма могла иметь у себя в офисе компьютер. А теперь? Теперь в каждом третьем доме есть компьютер, который уже глубоко вошёл в жизнь самих обитателей дома.

     Основным  компонентом любого ПК является процессор. В настоящее время наиболее распространены процессоры фирмы Intel, хотя ЦП других фирм (AMD, Cyrix) составляют им достойную конкуренцию. Какую же информацию несёт в себе маркировка процессора? Рассмотрим, например, варианты 486SX-33,486DX2-50,486DX4-100. Это довольно старые модели процессоров. Первые три цифры указывают на серию. DX показывает наличие в процессоре специального блока для выполнения операций с плавающей точкой (сопроцессор), SX - на его отсутствие. Следующая цифра, если она имеется, говорит о том, во сколько раз частота работы ЦП больше, чем рабочая частота остального оборудования. Двойка свидетельствует об удвоении частоты, четвёрка - об утроении. Наконец, последние две или три цифры характеризуют рабочую частоту процессора. В настоящее время существуют намного более современные процессоры, такие как Intel Pentium 4, AMD Athlon 64 и т.д. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Процессоры ПК

1.1. Понятие и основные  характеристики процессоров

     Самым главным элементом  в компьютере, его "мозгом", является микропроцессор - небольшая (в несколько  сантиметров) электронная схема, выполняющая  все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы INTEL, а также совместимые с ними микропроцессоры других фирм.

     Каждый  микропроцессор имеет определенное число элементов памяти, называемых регистрами, арифметико-логическое устройство и устройство управления. Регистры используются для временного хранения выполняемой команды, адресов памяти, обрабатываемых данных и другой внутренней информации микропроцессора.

     В арифметико-логическое устройство производится арифметическая и логическая обработка  данных. Устройство управления реализует  временную диаграмму и вырабатывает необходимые управляющие сигналы  для внутренней работы микропроцессора и связи его с другой аппаратурой через внешние шины микропроцессора.

     Структуры различных типов микропроцессора  могут существенно различаться, однако с точки зрения пользователя наиболее важными параметрами являются архитектура, адресное пространство памяти, разрядность шины данных, быстродействие. Архитектуру микропроцессора определяет разрядность слова и внутренней шины, данных микропроцессора. Первые микропроцессоры основывались на 4-разрядной архитектуре. Первые ПЭВМ использовали микропроцессоры с 8-разрядной архитектурой, а современные микропроцессоры основаны на 32- и 64-разрядной архитектуре.

     Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом (моделью), частотой системной  шины и тактовой частотой. Наиболее распространены модели INTEL-8088, 80286, 80386sx, 80386, 80486 и PENTIUM, они приведены в порядке возрастания производительности и цены. Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту - чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора.

     Тактовая  частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет  в 1 секунду. Тактовая частота измеряется в МГц. Следует заметить, что разные модели микропроцессоров выполняют  одни и те же операции (например, сложение и умножение) за разное число тактов. Чем выше модель, тем, как правило, меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций. Поэтому, например, микропроцессор INTEL-80386 работает раза в 2 быстрее INTEL-80286 с такой же тактовой частотой.

     У специалистов существует своя система  измерения скорости процессора. Причем таких скоростей (измеряемых в миллионах  операций в секунду — MIPS) может быть несколько — скорость работы с трехмерной графикой, скорость работы в офисных приложениях и так далее...

     Модели  микропроцессоров: Исходные варианты компьютеров IBM PC и модель IBM PC XT используют INTEL-8088. В начале 80-х годов эти  микропроцессоры выпускались с  тактовой частотой 4,77 МГц. Модель IBM PC XT использовали более мощный INTEL-80286, и ее производительность в 4-5 раз, больше, чем у IBM PC XT. Исходные варианты IBM PC AT работали на микропроцессоре с тактовой частотой 6 МГц. В 1988-1991 гг. большая часть выпускаемых компьютеров была основана на достаточно мощном микропроцессоре INTEL-80386. Этот микропроцессор (называемый также 80386DX) работает в 2 раза быстрее, чем работал бы 80286 с той же тактовой частотой. Диапазон тактовой частоты 80386DX- от 25 до 40 МГц. В 1993 г. фирмой INTEL был выпущен новый микропроцессор PENTIUM (ранее анонсировавшийся под названием 80586). Этот микропроцессор еще более мощен, особенно при вычислениях над вещественными числами. Все эти процессоры отличаются друг от друга скоростью работы, архитектурой, исполнением и внешним видом... словом, буквально всем. Причем отличаются не только количественно, но и качественно. Так, при переходе от Pentium к Pentium II и затем — к Pentium III была значительно расширена система команд (инструкций) процессора. В частности были добавлены инструкции для работ с мультимедиа MMX.

     Если  взять за точку отсчета изделия  «королевы» процессорного рынка, корпорации Intel, то за всю 27-летнюю историю процессоров этой фирмы сменилось восемь их поколений: 8088, 286, 386, 486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4.

     В каждом поколении имеются модификации, отличающиеся друг от друга назначением и ценой. Например, в семействе Pentium числятся три модификации — старшая, Xeon, работает на мощных серверах серьезных учреждений. Средняя модификация Pentium, трудится на производительных настольных компьютерах, ну и младшая Celeron верно служит простому люду на домашних компьютерах. Схожая ситуация — и в конкурирующем с Intel семействе процессоров AMD, Для дорогих настольных компьютеров и графических станций фирма предлагает процессоры Athlon, а для недорогих домашних ПК предназначен другой процессор — Duron.

     В пределах одного поколения все ясно: чем больше тактовая частота, тем  быстрее процессор. А как же быть, если на рынке имеются два процессора разных поколений, но с одинаковой тактовой частотой? Например, Celeron-800 и Pentium III-800... Конечно, второй процессор поколения будет работать быстрее — на 10—15 %, в зависимости от задачи. Связано это с тем, что в новых процессорах часто бывают встроены новые системы команд-инструкций, оптимизирующих обработку некоторых видов информации. Например, в процессорах Intel начиная с Pentium появилась новая система команд для обработки мультимедиа-информации ММХ, a Pentium III дополнительно оснащен новой системой инструкций SSL.

     Тип ядра и технология производства. В пределах одного поколения, даже одной модификации процессоры могут отличаться технологией производства и типом «ядра». Так 1999 году, след за переходом на новую, 0,13-микроннную технологию, произошла смена «ядер» у процессоров Intel. Торговые марки остались прежние (Pentium III и Celeron), однако на смену «ядрам» под кодовым названием Katmai (Pentium III)и Mendocino (Celeron). Пришло новое, под названием Coppernine. Смена «ядра», конечно же, привела к серьезным изменениям в производительности процессоров, хотя их рабочая частота осталась прежней. Именно поэтому продавцы обычно указывают в прайс-листах, наряду с поколением, модификацией и частотой процессора, тип использованного в нем «ядра». Например

     Pentium III (Coppernine) – 667,

     Athlon (Thtumderbird) – 800.

     Очередную смену «ядра» оба производителя  совершили в начале 2001 года. Так, базовым «ядром» для процессоров  AMD в 2001 году стали Palomino ( Athlon) и Morgan (Duron) (0,13-микронная технология).

     Форм-фактор. То есть – тип исполнения процессора, его внешности и способа подключения к материнской плате.

     Как правило, все элементы процессора расположены  на одном и том же кристалле  кремния – и лишь в редких случаях  кэш-память второго уровня выносится  за пределы процессора. Обычно процессоры первого типа – «все в одном» - квадратной формы (тип разъема «Сокет»). Эдакий прямоугольный корпус с торчащими из него ножками-контактами. Процессоры второго типа куду более громоздки – обе микросхемы размещены на небольшой плате и надежно упрятаны в металлический кожух. Обычно в формате «Слот» выпускаются первые, пробные модели каждого нового поколения процессора – позднее, по мере обкатки технологии производства, их производители переходят на более компактный и дешевый формат «Сокет».

     Еще не так давно рынок не был избалован обилием форм-факторов: разные процессоры от разных фирм -производителей походили друг на друга, как две капли воды, и могли работать на одних и тех же материнских платах. Ситуация начала меняться в 1995 году, а сегодня мы наблюдаем уже настоящий «беспредел» многообразия несовместимых друг с другом форм-факторов:

     Старые  модели процессоров.

     Процессоры  для разъема SuperSocket 7 – прцессоры фирм AMD (К6, К6-2), Cyriх (М2), Centaur Technology (IDT).

     Процессоры  для разъема Slot 1 – процессоры фирмы Intel: Pentium II (233-450 МГц), Pentium III и Celeron (300-450 МГц).

     Процессоры  для разъема Slot A – процессоры фирмы AMD ( Athlon).

     Процессоры  для разъема Socket – 370 (PGA) – процессоры фирмы Intel: Celeron (от 450 Мгц) и Pentium III (от 450 МГц).

     Новые модели процессоров.

     Процессоры  для разъема Socket A - процессоры фирмы AMD (Athlon Thunderbird, Duron).

     Процессоры  для разъема FC-PGA – процессоры фирмы Intel: Pentium III Coppermine ( от 500МГц), Celeron Coppermine (от 533 МГц).

     Процессоры  для разъема Socket – 423 – Pentium 4.

     Последний технологический параметр процессора, с которым нам придется столкнуться  в рамках этой главы это частота  системной шины. Связан он уже с  совершенно другим устройством —  материнской платой. Шиной называется та аппаратная магистраль, по которой идут от устройства к устройству данные. Чем выше частота шины — тем больше данных поступает за единицу времени к процессору.

     Частота системной шины прямо связана  и с частотой самого процессора через  так называемый «коэффициент умножения». Процессорная частота — это и есть частота системной шины, умноженная процессором на некую заложенную в нем величину. Например, частота процессора 500 МГц — это частота системной шины в 100 МГц умноженная на коэффициент 5.

     Большинство дорогих моделей процессором Intel как раз и работает на частотах системной шины 100 и 133 МГц. А частота для старых моделей Celeron, была искусственно снижена до 66 МГц. На такой частоте медленнее работает не только процессор, но и вся система. Правда, в конце 2000 года на рынке появились новые модели Celeron (от 800 МГц), поддерживающие частоту системной шины в 100 МГц. Но и Pentium 4 к этому времени перешел на новую частоту системной шины — 133 МГц, так что отставание дешевых процессоров от дорогих сохранилось.

     Схожая  ситуация наблюдается и у процессоров  AMD — правда, последние за счет умения. Вот так и объясняется парадокс — частоты процессоров одинаковы, ну а скорости работы компьютеров отличаются на десятки процентов. Правда, можно принудительно заставить процессор работать на более высокой частоте системной шины, чем та, что предназначила для них сама природа вкупе с инженерами Intel. Это издевательство называется в компьютерных кругах «разгоном» и, в случае удачи, резко повышает производительность компьютера. Так, поднятие частоты системной шины для процессора Celeron-600 (коэффициент умножения 9) с 66 до 100 МГц не только увеличивает скорость обмена данными по системной шине, на и повышает скорость работы самого процессора до 900 МГц! Конечно, далеко не все процессоры выдерживают «разгон» — большинство в лучшем случае откажется работать, ну а в худшем — выйдет из строя...