Центральный процессор (ЦП) — это сердце компьютера. ЦП представляет собой очень маленький кремниевый кристалл с огромным количеством (несколько млн.) размещенных в нем транзисторов. ЦП часто называют чипом, микропроцессором (МП) (эти слова в последнее время стали синонимами).
В компьютерах типа IBMPC используются МП фирмы Intel, а также совместимые с ними МП других фирм: AMD, Cyrix, IBM и др.
МП отличаются 2 характеристиками:
модель (тип). Наиболее распространены Intel-8088, 80 286, 80 386, 80 486, Pentium. вычислительный кодирование процессор компьютер тактовая частота — количество выполняемых МП элементарных операций за 1 секунду, МГц. Intel-8088 имел тактовую частоту 4,77 МГц.
Сейчас эти цифры выросли до сотен МГц (Celeron — 600МГц).
Разные модели МП выполняют одни и те же операции за разное число тактов. Чем выше модель МП, тем меньше тактов требуется для выполнения одной и той же операции. Это значит, что, например, Intel-80 386 работает в 2 раза быстрее, чем Intel-80 286 с такой же тактовой частотой.
Действия ЦП заключаются в выполнении некоторой программы, т. е. набора команд, поступающих в строго определенном порядке. Процесс выполнения команды состоит в следующем. Вначале двоичный код команды извлекается из памяти по заданному адресу. Затем он преобразуется во внутренний для процессора код (команда дешифруется). И, наконец, команда исполняется. Для выполнения многих команд добавляются действия по считыванию данных из памяти. Такие команды выполняются дольше, т.к. создается интервал времени, когда ЦП ожидает поступления данных. Чтобы ускорить работу ЦП, применяется механизм конвейеризации: пока одна команда извлекается из памяти, вторая в это же время дешифруется, а третья исполняется. Одновременно в конвейере могут находиться 5 — 6 команд, каждая на разной стадии работы с ней. Быстродействие компьютера значительно увеличивается.
ЦП могут работать в различных режимах:
реальный (стандартный) режим — однозадачный, т. е., прежде чем перейти к очередной задаче, нужно закончить предыдущую.
защищенный — многозадачный. Т.к. все одновременно выполняемые программы используют одни и те же ресурсы компьютера, то возникает задача защиты данных одной программы от повреждения со стороны другой программы.
Сопроцессор — это специальное устройство для выполнения математических операций над вещественными (дробными) числами. МП Intel-8088, 286, 386 не содержат специальных команд для работы с числами с плавающей точкой. Каждое действие над такими числами моделируется с помощью нескольких десятков операций МП, что сильно снижает эффективность работы ПК. Поэтому нужно использовать математические сопроцессоры Intel-8087, 80 287, 80 387. При этом скорость выполнения операций с вещественными числами может возрасти в 5 — 15 раз. МП Intel-80 486 и выше сами поддерживают операции с плавающей точкой (сопроцессор встроен в МП).
