однокристальный 2)многокристальный 3) многокристальный секционныйПо числу больших интегральных схем в микропроцессорном комплекте различают микропроцессоры однокристальные, многокристальные и многокристальные секционные. Однокристальные микропроцессоры получаются при реализации всех аппаратных средств процессора в виде одной больших интегральных схем или сверхбольших интегральных схем. По мере увеличения степени интеграции элементов в кристалле и числа выводов корпуса параметры однокристальных микропроцессоров улучшаются. Однако возможности однокристальных микропроцессоров ограничены аппаратными ресурсами кристалла и корпуса. Для получения многокристального микропроцессора необходимо провести разбиение его логической структуры на функционально законченные части и реализовать их в виде больших интегральных схем. Функциональная законченность больших интегральных схем многокристального микропроцессора означает, что его части выполняют заранее определенные функции и могут работать автономно. Многокристальные секционные микропроцессоры получаются в том случае, когда в виде больших интегральных схем реализуются части (секции) логической структуры процессора при функциональном разбиении ее вертикальными плоскостями. Для построения многоразрядных микропроцессоров при параллельном включении секций больших интегральных схем в них добавляются средства "стыковки". Классификация по назначению Универсальные микропроцессоры могут быть применены для решения широкого круга разнообразных задач. При этом их эффективная производительность слабо зависит от проблемной специфики решаемых задач. Специализация МП, т.е. его проблемная ориентация на ускоренное выполнение определенных функций позволяет резко увеличить эффективную производительность при решении только определенных задач. Среди специализированных микропроцессоров можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных последовательностей логических операций, математические МП, предназначенные для повышения производительности при выполнении арифметических операций за счет, например, матричных методов их выполнения, МП для обработки данных в различных областях применений и т.д. С помощью специализированных МП можно эффективно решать новые сложные задачи параллельной обработки данных. Например, конволюция позволяет осуществить более сложную математическую обработку сигналов, чем широко используемые методы корреляции. Последние в основном сводятся к сравнению всего двух серий данных: входных, передаваемых формой сигнала, и фиксированных опорных и к определению их подобия. Конволюция дает возможность в реальном масштабе времени находить соответствие для сигналов изменяющейся формы путем сравнения их с различными эталонными сигналами, что, например, может позволить эффективно выделить полезный сигнал на фоне шума. Классификация по характеру временной организации работы Синхронные микропроцессоры - микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов). Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции. Для более эффективного использования каждого устройства микропроцессорной системы в состав асинхронно работающих устройств вводят электронные цепи, обеспечивающие автономное функционирование устройств. Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции. При этом роль естественного распределителя работ принимает на себя память, которая в соответствии с заранее установленным приоритетом выполняет запросы остальных устройств по обеспечению их командной информацией и данными. Классификация по количеству выполняемых программ: В однопрограммных микропроцессорах выполняется только одна программа. Переход к выполнению другой программы происходит после завершения текущей программы. В много или мультипрограммных микропроцессорах одновременно выполняется несколько (обычно несколько десятков) программ. Организация мультипрограммной работы микропроцессорных управляющих систем позволяет осуществить контроль за состоянием и управлением большим числом источников или приемников информации.
1.3 Основные характеристики процессоров Центральный процессор в общем случае содержит в себе: арифметико-логическое устройство; шины данных и шины адресов; регистры; счетчики команд; кэш; математический сопроцессор чисел с плавающей точкой. Центральный процессор - исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающий за выполнение операций, заданных программами. Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем, реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами. С середины 1980-х последние практически вытеснили прочие виды ЦП, вследствие чего термин стал всё чаще и чаще восприниматься как обыкновенный синоним слова «микропроцессор». Тем не менее, это не так: центральные процессорные устройства некоторых суперкомпьютеров даже сегодня представляют собой сложные комплексы больших и сверхбольших интегральных схем. Изначально термин «Центральное процессорное устройство» описывал специализированный класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ. Вследствие довольно точного соответствия этого назначения функциям существовавших в то время компьютерных процессоров, он естественным образом был перенесён на сами компьютеры. Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным системам было положено в 1960-е годы. Устройство, архитектура и реализация процессоров с тех пор неоднократно менялись, однако их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде. Ранние ЦП создавались в виде уникальных составных частей для уникальных, и даже единственных в своём роде, компьютерных систем. Позднее от дорогостоящего способа разработки процессоров, предназначенных для выполнения одной единственной или нескольких узкоспециализированных программ, производители компьютеров перешли к серийному изготовлению типовых классов многоцелевых процессорных устройств. Тенденция к стандартизации компьютерных комплектующих зародилась в эпоху бурного развития полупроводниковых элементов, мейнфреймов и миникомпьютеров, а с появлением интегральных схем она стала ещё более популярной. Создание микросхем позволило ещё больше увеличить сложность ЦП с одновременным уменьшением их физических размеров. Стандартизация и миниатюризация процессоров привели к глубокому проникновению основанных на них цифровых устройств в повседневную жизнь человека. Современные процессоры можно найти не только в таких высокотехнологичных устройствах, как компьютеры, но и в автомобилях, калькуляторах, мобильных телефонах и даже в детских игрушках. Чаще всего они представлены микроконтроллерами, где помимо вычислительного устройства на кристалле расположены дополнительные компоненты (память программ и данных, интерфейсы, порты ввода/вывода, таймеры, и др.). Современные вычислительные возможности микроконтроллера сравнимы с процессорами персональных ЭВМ десятилетней давности, а чаще даже значительно превосходят их показатели. Большинство современных процессоров для персональных компьютеров, в общем, основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённого Джоном фон Нейманом. Д. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в 1946 году. В различных архитектурах и для различных команд могут потребоваться дополнительные этапы. Например, для арифметических команд могут потребоваться дополнительные обращения к памяти, во время которых производится считывание операндов и запись результатов. Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти. Этапы цикла выполнения: Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса, и отдаёт памяти команду чтения; Выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных, и сообщает о готовности; Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её; Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды. Во время этого процесса, процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода - тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды останова или переключение в режим обработки прерывания. Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы. Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой.
1.4 Процессоры семейства Intel: Не секрет что первые процессоры были созданы фирмой Intel, и поэтому мы проведем обзор процессоров именно этой фирмы. Процессор 8086/88. 1979 г. фирма Intel первой выпустила 16-битный микропроцессор 8086, возможности которого были близки к возможностям процессоров миникомпьютеров 70-х годов. Микропроцессор 8086 оказался "прародителем" целого семейства, которое называют семейством 80x86. Несколько позже появился микропроцессор 8088, архитектурно повторяющий микропроцессор 8086 и имеющий 16-битный внутренние регистры, но его внешняя шина данных составляет 8 бит. Широкой популярности микропроцессора способствовало его применение фирмой IBM в персональных компьютерах PC и PC/XT. Процессор 80186/88. В 1981 г. появились микропроцессоры 80186/80188, которые сохраняли базовую архитектуру микропроцессоров 8086/8088, но содержали на кристалле контроллер прямого доступа к памяти, счетчик/таймер и контроллер прерываний. Кроме того, была несколько расширена система команд. Однако широкого распространения эти микропроцессоры, не получили. Процессор 80286. Следующим крупным шагом в разработке новых идей стал микропроцессор 80286, появившийся в 1982 году. При разработке были учтены достижения в архитектуре микрокомпьютеров и больших компьютеров. Процессор 80286 может работать в двух режимах: в режиме реального адреса он эмулирует микропроцессор 8086, а в защищенном режиме виртуального адреса (Protected Virtual Adress Mode) или P-режиме предоставляет программисту много новых возможностей и средств. Среди них можно отметить расширенное адресное пространство памяти 16 Мбайт, появление дескрипторов сегментов и дескрипторных таблиц, наличие защиты по четырем уровням привилегий, поддержку организации виртуальной памяти и мультизадачности. Процессор 80386. При разработке 32-битного процессора 80386 потребовалось решить две основные задачи - совместимость и производительность. Первая из них была решена с помощью эмуляции микропроцессора 8086 - режим реального адреса (Real Adress Mode) или R-режим. В Р – режиме процессор 80386 может выполнять 16-битные программы (код) процессора 80286 без каких-либо дополнительных модификаций. Вместе с тем, в этом же режиме он может выполнять свои "естественные" 32-битные программы, что обеспечивает повышение производительности системы. Именно в этом режиме реализуются все новые возможности и средства процессора 80386, среди которых можно отметить масштабированную индексную адресацию памяти, ортогональное использование регистров общего назначения, новые команды, средства отладки. Адресное пространство памяти в этом режиме составляет 4 Гбайт. Микропроцессор 80386 разделен внутри на 6 автономно и параллельно работающих блоков с соответствующей синхронизацией. Все внутренние шины, соединяющие эти блоки, имеют разрядность 32 бит. Конвейерная организация функциональных блоков в 80386 допускает временное наложение выполнения различных стадий команды и позволяет одновременно выполнять несколько операций. Кроме конвейерной обработки всех команд, в 80386 выполнение ряда важных операций осуществляется специальными аппаратными узлами. Блок умножения/деления 80386 может выполнять 32-битное умножение за 9-41 такт синхронизации, в зависимости от числа значащих цифр; он может разделить 32-битные операнды за 38 тактов (в случае чисел без знаков) или за 43 такта (в случае чисел со знаками). Регистр группового сдвига 80386 может за один такт сдвигать от 1 до 64 бит. Обращение к более медленной памяти (или к устройствам ввода/вывода) может производиться с использованием конвейерного формирования адреса для увеличения времени установки данных после адреса до 3 тактов при сохранении двухтактных циклов в процессоре. Вследствие внутреннего конвейерного формирования адреса при исполнении команды, 80386, как правило, вычисляет адрес и определяет следующий магистральный цикл во время текущего магистрального цикла. Узел конвейерного формирования адреса передает эту опережающую информацию в подсистему памяти, позволяя, тем самым, одному банку памяти дешифрировать следующий магистральный цикл, в то время как другой банк реагирует на текущий магистральный цикл. Процессор 80486. В 1989 г. Intel представила первого представителя семейства 80х86, содержащего более миллиона (а точнее, 1,2 миллиона) транзисторов в чипе. Этот чип во многом сходен с 80386. Он на 100% программно совместим с микропроцессорами 386(ТМ) DX & SX. Один миллион транзисторов объединенной кэш-памяти (сверхбыстрой оперативной памяти), вместе с аппаратурой для выполнения операций с плавающей запятой и управлением памяти на одной микросхеме, тем не менее поддерживают программную совместимость с предыдущими членами семейства процессоров архитектуры 86. Часто используемые операции выполняются за один цикл, что сравнимо со скоростью выполнения RISC-команд. Восьмикилобайтный унифицированный кэш для кода и данных, соединенный с шиной пакетного обмена данными со скоростью 80/106 Мбайт/сек при частоте 25/33 Мегагерц гарантируют высокую производительность системы даже с недорогими дисками (DRAM). Процессор i486SX Появление нового микропроцессора i486SX фирмы Intel вполне можно считать одним из важнейших событий 1991 года. Уже предварительные испытания показали, что компьютеры на базе i486SX с тактовой частотой 20 МГц работают быстрее (примерно на 40%) компьютеров, основанных на i80386DX с тактовой частотой 33 МГц. Микропроцессор i486SX, подобно оригинальному i486DX, содержит на кристалле и кэш-память, а вот математический сопроцессор у него заблокирован. Значительная экономия (благодаря исключению затрат на тестирование сопроцессора) позволила фирме Intel существенно снизить цены на новый микропроцессор. Надо сказать, что если микропроцессор i486DX был ориентирован на применение в сетевых серверах и рабочих станциях, то i486SX послужил отправной точкой для создания мощных настольных компьютеров. Вообще говоря, в семействе микропроцессоров i486 предусматривается несколько новых возможностей для построения мультипроцессорных систем: соответствующие команды поддерживают механизм семафоров памяти, аппаратно - реализованное выявление недостоверности строки кэш-памяти обеспечивает согласованность между несколькими модулями кэш-памяти и т.д. Для микропроцессоров семейства i486 допускается адресация физической памяти размером 64 Тбайт Процессор Pentium. В то время, когда Винод Дэм делал первые наброски, начав в июне 1989 года разработку Pentium процессора, он и не подозревал, что именно этот продукт будет одним из главных достижений фирмы Intel. Как только выполнялся очередной этап проекта, сразу начинался процесс всеобъемлющего тестирования. Для тестирования была разработана специальная технология, позволившая имитировать функционирование Pentium процессора с использованием программируемых устройств, объединенных на 14 платах с помощью кабелей. Только когда были обнаружены все ошибки, процессор смог работать в реальной системе. В дополнение ко всему, в процессе разработки и тестирования Pentium процессора принимали активное участие все основные разработчики персональных компьютеров и программного обеспечения, что немало способствовало общему успеху проекта. В конце 1991 года, когда была завершен макет процессора, инженеры смогли запустить на нем программное обеспечение. Проектировщики начали изучать под микроскопом разводку и прохождение сигналов по подложке с целью оптимизации топологии и повышения эффективности работы. Проектирование в основном было завершено в феврале 1992 года. Началось всеобъемлющее тестирование опытной партии процессоров, в течение которого испытаниям подвергались все блоки и узлы. В апреле 1992 года было принято решение, что пора начинать промышленное освоение Pentium процессора. Объединяя более, чем 3.1 миллион транзисторов на одной кремниевой подложке, 32-разрядный Pentium процессор характеризуется высокой производительностью с тактовой частотой 60 и 66 МГц. Его суперскалярная архитектура использует усовершенствованные способы проектирования, которые позволяют выполнять более, чем одну команду за один период тактовой частоты, в результате чего Pentium в состоянии выполнять огромное количество PC-совместимого программного обеспечения быстрее, чем любой другой микропроцессор. Cуперскалярная архитектура Pentium процессора представляет собой совместимую только с Intel двухконвейерную индустриальную архитектуру, позволяющую процессору достигать новых уровней производительности посредством выполнения более, чем одной команды за один период тактовой частоты. Термин "суперскалярная" обозначает микропроцессорную архитектуру, которая содержит более одного вычислительного блока. Эти вычислительные блоки, или конвейеры, являются узлами, где происходят все основные процессы обработки данных и команд. Появление суперскалярной архитектуры Pentium процессора представляет собой естественное развитие предыдущего семейства процессоров с 32-битовой архитектурой фирмы Intel. Например, процессор Intel486 способен выполнять несколько своих команд за один период тактовой частоты, однако предыдущие семейства процессоров фирмы Intel требовали множество циклов тактовой частоты для выполнения одной команды Другое важнейшее революционное усовершенствование, реализованное в Pentium процессоре, это введение раздельного кэширования. Кэширование увеличивает производительность посредством активизации места временного хранения для часто используемого программного кода и данных, получаемых из быстрой памяти, заменяя по возможности обращение ко внешней системной памяти для некоторых команд. Процессор Intel486, например, содержит один 8-KB блок встроенной кэш-памяти, используемой одновременно для кэширования программного кода и данных. Pentium процессор позволяет выполнять математические вычисления на более высоком уровне благодаря использованию усовершенствованного встроенного блока вычислений с плавающей запятой, который включает восьмитактовый конвейер и аппаратно реализованные основные математические функции. Четырехтактовые конвейерные команды вычислений с плавающей запятой дополняют четырехтактовую целочисленную конвейеризацию. Большая часть команд вычислений с плавающей запятой могут выполняться в одном целочисленном конвейере, после чего подаются в конвейер вычислений с плавающей запятой. Обычные функции вычислений с плавающей запятой, такие как сложение, умножение и деление, реализованы аппаратно с целью ускорения вычислений.
1.5 Процессоры семейства AMD Современные процессоры AMD маркируют трехзначными и четырехзначными числами. На 2012 год для процессоров AMD самым распространенным сокетом является Socket AM3+. Socket AM3+ частично совместим с Socket AM3, поэтому процессор предназначенный для Socket AM3 сможет работать на платформе с Socket AM3+, но при работе Socket AM3+ процессора на сокете AM3 некоторые вспомогательные функции, такие как режим контроля температуры и энергосбережения не будут задействованы. Выбирая процессор AMD, обратите внимание на тактовую частоту процессора, объем кэша, тип, частоту поддерживаемой оперативной памяти и сокет. Процессоры A-series, Athlon II и Phenom II – самые распространенные на сегодняшний день. Самым слабым процессором AMD-является A-series, его предназначение офисные конфигурации ПК. Обладает встроенным видеоядром и оборудован для установки на сокет FM1. Его аналогом в семействе процессоров Intel можно назвать Celeron. Процессор Athlon обладает средней мощностью, работает на сокете AM3/AM3+, новые модели работают на сокете Socket FM1. Аналог intel Pentium и Core i3/i5. Самым мощным на сегодняшний день процессором AMD -является Phenom. Подходит для игровых конфигураций системных блоков. 6 ядерные модели Phenom по производительности сравнимы с процессорами серии Core i5-2 и Core i7 от intel. Процессоры AMD A-series: 2 ядерные процессоры этой модели обозначаются буквой «A» с цифрой «4», цифрой 6 обозначают 3 ядерный процессор и четырехзначным числом. Чем больше число, тем выше тактовая частота ЦП. Размер кэша второго уровня процессоров линейки A4 равен 1 Мб, у процессоров A6 – кэш 3 Мб. Процессоры AMD Athlon II: Буквенно-цифровое обозначение процессоров Athlon II зависит от тактовой частоты и кол-ва ядер. Серия X2 2- 2-ядерные, Х3 4- 3-ядерные, Х4 6-4-ядерные. Трехзначное число зависит от объёма кэша (от 1 до 4 Мб), также тактовой частоты процессора. Процессоры AMD Phenom II: Процессоры Phenom II бывают 2 ядерными (X2),4 ядерными (X4), 6 ядерными (X6). В каждой из этих серий процессоры маркируют в зависимости от тактовой частоты, чем выше трехзначное число, тем выше частота. Phenom II X2 имеют кэш- L2 с объемом 1 Мб и 6 Мб кэш L3. Основные характеристики процессоров перечислены ниже: Что такое процессор с горем пополам знают многие люди, но как разбираться в технической документации к нему. Что в прайсе значат непонятные цифры и другие подобные вопросы осилит далеко не каждый пользователь. Да и порой знатоки компьютера не всегда четко представляют, что значит разрядность, например. Давайте продолжим разбирать основные характеристики процессора. 1. Количество ядер — этот параметр показывает количество одновременно работающих программ. Но не думайте, что если вы запустите Word и Winamp на компьютере с одним ядром, что у вас программы работают одновременно. Они работают последовательно переключаясь с одной на другую, но делают это так быстро, если у вас быстрый компьютер, что мы этого не замечаем. Количество ядер в последнее время прочно вошло в основные характеристики процессора, что многие ошибочно полагают, что если ядер больше, то всегда будет прирост производительности. К сожалению если программа не оптимизирована под 4 ядра, то вы хоть убейтесь она 4 ядра использоваться не будет. 2.Частота процессора — это скорость с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной компьютера. Её любят указывать продавцы в прайсах. Измеряется точно также как тактовая частота и по понятным причинам всегда ниже. 3.Коэффициент умножения (или умножение) – он нужен, чтобы получить тактовую частоту процессора. Частоту шины вам нужно умножить коэффициент. Помнить нужно только одно в процессорах Intel есть одна полезная технология со смешным названием Quad Pumping — так вот она позволяет передать 4 блока данных за такт, поэтому маркетологи пользуются этим и преувеличивают в 4 раза физическую частоту шины. 4. Тепловыделение процессора — измеряется в ватах. Простым языком если сказать, то показывает какой мощности у вас должен быть вентилятор (кулер), чтобы обеспечить бесперебойную работу. 5.Максимальная рабочая температура — всё то, что вы прочитали о тепловыделении можно отнести и к температуре. Если вы превысите максимум, то процессор перегреется, и вполне возможно компьютер или выключится или сам начнет перезагружаться. 6. Поддержка различных технологий — если в прайсе вдруг через запятую перечисляются непонятные для вас технологии типа SSE2 или 3DNow, то знайте, что это хорошо. Мир не стоит на месте, вот и производители придумывают разные фишки для лучшей работы процессора. Это всё равно, что на соковыжималке будет написано, «а ещё она умеет шинковать кубиками, колечками и посуду моет». Чем больше функциональности тем лучше. Ну вот так примерно в двух частях и рассказаны были основные характеристики процессора. Виды процессоров буферный процессор - процессор или специализированная микро ЭВМ, реализующие промежуточную обработку данных, которыми обмениваются центральный процессор или центральная ЭВМ с устройствами ввода-вывода. Препроцессор - 1. Программа, выполняющая предварительную обработку данных для другой программы; 2. То же, что буферный процессор CISC (Complex Instruction Set Computing) - “ Вычислитель со сложным набором команд” - Технология и архитектура построения микропроцессоров фирмы Intel (см. ниже также RISC). RISC (Redused Instruction-Set Computer) - “ Вычислитель с сокращенным набором команд” - Технология и архитектура построения микропроцессоров, альтернативная технологии CISC. Принцип построения RISC- процессоров основан на применении набора простых команд и “на их основе сборки” требуемых более сложных команд. Это позволяет сделать микропроцессоры более компактными и производительными, а также менее энергоемкими и дорогими. Другое преимущество технологии RISC заключается в принципиальной возможности обеспечения совместимости ПЭВМ типа IBM PC и Macintosh фирмы Apple. Работы, направленные на реализацию указанной возможности, ведутся с 1992 г. фирмами Apple, IBM и Motorola в рамках проекта PowerPCTM. В 1994 г. фирмой Apple была выпущена первая ПЭВМ “Power Macintosh” с МП PowerPC (Performance Optimized With Enhanced RISC Perconal Computer). Последний из выпускаемых МП этого вида - 132-х Мгц PowerPC 604 является самым “быстрым” или производительным и в указанном плане составляет конкуренцию МП Pentium, а возможно и Pentium Pro. Однако полной совместимости с МП ряда Intel он, также как и другие модели PowerPC пока не обеспечивает (для согласования этих систем используется программный транслятор, преобразующий команды х86 в команды PowerPC, который обеспечивает возможность поддержки ограниченного числа применяемых IBM PC программных продуктов). Сказанное сдерживает массовое применение МП PowerPC. Тем не менее объем продаж МП PowerPC в течение одного года с момента выпуска первой ПЭВМ “Power Macintosh” составил более одного млн. машин. Подробнее о последних разработках Power Mac. Фирмы Intel и Hewlett-Packard ведут разработку следующего за Pentium Pro поколения микропроцессоров, которые будут построены по гибридной технологии, объединяющей признаки CISC и RISC архитектуры. Процессор-клон, клон - Процессор, выпускаемый другой фирмой - не его основным разработчиком и производителем, в том числе по лицензии или без нее. Наибольшее распространение на мировом рынке средств вычислительной техники получили клоны микропроцессоров моделей ряда х386, х486, Pentium, Pentium III и т.д., выпускаемые другими фирмами - не Intel. Как правило, клоны представляют собой собственную разработку выпускающих их фирм. При этом они могут быть как полностью, так и только частично совместимы с оригинальной продукцией фирмы Intel, иметь отличные от них характеристики и даже успешно конкурировать с ними. Так, например, 29 ноября 1999 г. фирма AMD выпустила и произвела презентацию микропроцессора Athlon 750 (МГц), впервые в мире произведенного по т.н. “аллюминиевой” 0,18 мкм технологии и превысившего по производительности микропроцессор Intel Pentium III 733 МГц. В марте 2000 г. фирма AMD выпустила на мировой рынок первую партию микропроцессоров с тактовой частотой в 1 ГГц, а в октябре этого же года – процессор Athion 1,2 ГГц и Duron 800 ГГц. Наиболее известными фирмами-производителями клонов являются: AMD, Cyrix, IBM Microelectronics, SGS-Thomson, Texas Instruments, NexGen. ГЛАВА II. ОБСЛУЖИВАНИЕ ПРОЦЕССОРОВ
2.1 Обслуживание процессоров Профилактика процессора заключается в замене термопасты и прочистке кулера процессора для лучшего отвода тепла, профилактика подачи электропитания на процессор.
В процессорах некоторые контакты при нормальной работе просто сдублированы. И используются в случае если главный контакт поврежден. То есть смысл такой - что если какой то контакт в процессоре отвалилась то можно перепаять на ее место ногу с какого нить дубля. Отжиг - это процесс, позволяющий частично или полностью восстановить работоспособность процессора, повысить порог его стабильной работы и увеличить стабильность при частых сбоях не связанных с напряжением и стабильностью питания, охлаждением, физическими и прочими повреждениями. Отжиг заключается в нагреве процессора до температуры близкой к расплавлению припоя на его подложке и выдерживанию его в таком режиме в течении нескольких минут. В некоторых случаях этот метод позволяет полностью восстановить работоспособность процессора и изменить его разгонный потенциал. Технология отжига, инструменты и приспособления: - понадобится нагревательный элемент, позволяющий плавно изменять температуру. Например паяльная печь или бытовая духовка. Термометр для этих целей непригоден т.к. с его помощью очень трудно выдержать заданную температуру и можно просто сдуть ножки с подложки процессора. В дополнение к этому при применении термометрена возможны резкие колебания температуры, которые могут привести к разрушению кристалла процессора. Микроволновая печь тоже не подходит для прогрева; - необходим прибор для измерения температуры в пределах 300'C, например мультиметр с термопарой, инфракрасный термометр и.т.п. Процессор желательно завернуть в фольгу и немного примять её для фиксации ножек при превышении температуры плавления припоя. Далее процессор ставится в холодную духовку на толстую подложку из негорючего материала и запускается цикл прогрева. Опытным путём установлено что оптимальной температурой для отжига является 180-220'C. Необходимо выдержать процессор при такой температуре в течении как минимум 5-ти минут после чего плавно опустить температуру до минимума. Важно не допускать повышения температуры выше 250' и следить за тем чтобы не было резких скачков. Установка процессора. Установка процессора на платформе LGA1366 конструктивно похожа на установку процессора сокета 775, приведённого на рисунке 9. В отличие от предыдущих моделей, эти процессоры не оснащены «ножками», тем самым уменьшается риск повредить его при неаккуратном обращении. На процессорах 775 сокета расположены контактные точки, а «ножки» расположены на самой системной плате. Итак, перед нами материнская плата и процессор. В центре платы расположен сокет, защищенный защитной крышкой. Для того чтобы установить процессор, необходимо выполнить следующие действия: - отвести и поднять рычаг гнезда на сокете (Приложение, Рис.6); - открыть пластину крепления; - удалить защитную крышку сокета; - взять процессор из коробки и удалить черную защитную пластину.
- далее нужно убедиться, что все крепления надежно закреплены. Осталось лишь подключить процессорный кулер в разъем с пометкой CPU-FAN на материнской плате; - процессор установлен.
У процессоров сокета 939 и AM2, в одном из его углов несколько «ножек» располагаются иначе, чем в остальных. Это место помечено желтой стрелочкой, эта же стрелочка есть и на сокете материнской платы. Далее отодвигаем рычаг сокета, устанавливаем процессор и возвращаем рычаг на место. Радиатор устанавливается совсем иначе: с двух сторон сокета расположены пластмассовые выступы, за которые и цепляется металлическая пластина радиатора. Далее опускаем небольшой рычажок, для лучшего прижима радиатора к процессору, и подключаем кулер.
Замена процессора Для замены процессора или термоинтерфейса нам понадобятся: 1) Открываем крышку системного блока (Приложение, Рис. 1Снятие крышки) 2) Отсоединить держатели кулера (Приложение, Рис.2 Снятие кулера) 3)Снять вентилятор и радиатор (Приложение, Рис.4, 6 Снятие вентилятора, снятие радиатора). Для этого отсоедините вентилятор от материнской платы (Приложение, Рис.3 Отсоединение провода питание куллера). 2) Стереть старую термопасту с процессора. Поднять защелку на стороне процессорного разъема (Приложение, Рис.7 Поднятие защелки), который немного приподнимет процессор, затем удалить его (Приложение, Рис.8 Извлечение процессора). 3) Вставить новый процессор в гнездо так, чтобы угол с наименьшими контактами был в верхнем правом углу гнезда (Приложение, Рис.11 Установка процессора); 4) Опустить защелку, чтобы CPU надежно был подключен к гнезду на материнской плате; 5) Нанести термопасту на новый процессор ровным слоем так, чтобы паста покрывала всю верхнюю поверхность (Приложение, Рис.9, 10 Нанесение термопасты). 6) Установить радиатор на новый процессор (Приложение, Рис.12Установка радиатора и кулера) и подключите кабель питания вентилятора к выходу на материнской плате (Приложение, Рис.13 Отключение/Подключение кабелей материнской платы).
2.4 Неисправности процессоров и их устранение Неисправности подразделяют на аппаратные и программные виды. Причинами аппаратных неисправностей может быть: – неправильная установка и охлаждение системы процессора; – неправильная установка и эксплуатация; – недостаточное питание в системе; – повреждение поверхности процессора; – неправильный разгон процессора. Причинами программные неисправности может быть: – неправильная настройка в Bios; – некорректная установка операционной системы. Основные виды неисправности: – Персональный компьютер не загружается или не включается. Убедитесь, что: 1. блок питания и системная плата соответствует процессору, расширительные платы установлены правильно; 2. все посадочные места для соединений расположены в соответствии с заводскими настройками; 3. выемки соединений должны быть перпендикулярны радиатору; 4. кабель вентилятора процессора подключен к правильному коннектору; 5. теплопроводящий материал или теплопроводящая паста применены надлежащим образом); – операционная система начинает загрузку, но не доходит до завершения (выполнить осмотр процессора, проверить на другом компьютере); – процессор загружается, но зависает (проверить напряжение, убедиться, что работают правильно все вентиляторы, проверить контакты в слоте процессора); – использование диагностических программ. В персональном компьютере при его неисправности, может выдавать звуки, которые показывают что неисправность в процессоре: – 5 коротких (ошибка процессора, неисправность процессора); –7 коротких (ошибка виртуального режима процессора, неисправность в процессоре или в системной плате). Способы устранения неисправностей Перезагружается циклически компьютер, не стартует материнская плата, нет загрузки с жесткого диска; не устанавливается, не загружается Windows, сильно греется процессор или детали питания процессора на материнской плате. Иногда программы работают с ошибками. В новых процессорах встроен контроллер памяти, иногда неправильная работа памяти происходит из-за неисправного процессора. Неисправность процессора Intel — крайне редкое явление, горелые процессоры AMD встречаются значительно чаще. Процессор может сгореть из-за неправильной сборки, если загнуть контакты сокета платы или процессора, вызвав КЗ. В этом случае процессор меняют на новый. Горелый процессор способен «спалить» материнскую плату, переставлять его в новый компьютер опасно. Самому в домашних условиях определить неисправность процессора трудно и рискованно. Устранение поломки: только замена.
ГЛАВА III. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
3.1 Требования к технике безопасности при выполнении работ Обеспечение безопасности рабочего места: 1. Правильный выбор рабочего места – дисплей (монитор) является источником электромагнитного излучения. Рекомендуется устанавливать защитный экран для снижения воздействия электромагнитного излучения от задней части другого дисплея. Недопустимо устраивать рабочие места близко одно от другого. Размещать компьютер необходимо вдали от отопительных приборов и исключать попадания на него прямых солнечных лучей. Недопустимо работать напротив боковой или задней части другого дисплея, если расстояние до него - менее 2 м. 2. Расположение оргтехники: · системный блок – помещается на надежную поверхность (крепкий стол, массивная подставка/тумба) – так, чтобы исключать даже случайное его сотрясение; · дисплей необходимо устанавливать на такой высоте, чтобы центр экрана был на 15-20 см ниже уровня глаз. Расстояние от глаз до экрана – не менее 50 см; · клавиатура располагается на расстоянии 15-30 см от края столешницы или на специальной выдвижной доске. Не рекомендуется установка компьютера (и клавиатуры) на поверхность, которая создает блики и легко «собирает» статическое электричество (оргстекло, полированная и покрытая лаком доска). 3. Рабочая мебель: · кресло – ширина и глубина сиденья не менее 40см.; спинка: высота опорной поверхности 30±2 см; ширина не менее 38 см.; подлокотники: длина не менее 25 см; ширина 5-7 см., высота над сиденьем 23+3 см.; · стол – размеры рабочей поверхности (столешницы): длина – 80-120 см; ширина – 80-100 см.; высота (расстояние от пола до рабочей поверхности) 68-85 см; оптимальная высота 72,5 см.; · подставки – для рук: опорная планка для запястья («подзапястник») - плоская или изогнутая пластина из мягкого материала; помещается перед клавиатурой. Для ног: ширина не менее 30 см; длина (глубина) не менее 40 см. 4.Помещение: · площадь одного рабочего места с компьютером - не менее 6 м2; · освещение должно быть естественным и искусственным. Рекомендуется работать в помещении, где окна выходят на север или северо-восток. Местное освещение не должно создавать блики на поверхности экрана дисплея. Недопустим яркий не рассеянный верхний свет (с потолка). Сдерживать поток избыточного света от окон следует с помощью жалюзи (или тканевых штор); · чистота обязательна при работе за компьютером. Влажную уборку помещения следует проводить ежедневно. Недопустима запыленность воздуха, пола, рабочей поверхности стола и техники. Помещение должно быть оборудовано системами вентиляции, кондиционирования и отопления. Запрещается работа на компьютере в подвальных помещениях. 5. Микроклимат · температура воздуха - от 21 до 25°С (в холодное время года); от 23 до 25˚С (в теплое время года); · влажность воздуха (относительная) - от 40 до 60%. Недопустимы резкие перепады температуры и влажность воздуха более 75%; · ионизация воздуха – образующиеся в помещении положительно заряженные ионы очень вредны для здоровья, вызывают быстрое утомление, головную боль, учащение пульса и дыхания (из-за недостаточного поступления кислорода в кровь). Специальные устройства - аэроионизаторы - нормализуют аэроионный режим, увеличивая концентрацию легких отрицательно заряженных ионов (воздух становится живительным, как в горах или на море). Перед включением аэроионизатора следует очистить воздух от пыли и аэрозолей. В больших помещениях используют аэроионизаторы типа люстры Чижевского, в небольшой комнате (15-20 м2) достаточно установить переносной аэроионизатор (некоторые модифицированные аппараты позволяют и очищать, и ионизировать воздух). Необходимо в начале работы включать общее питание, периферийные устройства, системный блок, в конце работы наоборот – выключать системный блок, периферийные устройства, общее питание. Не обязательно выключать компьютер на время небольших перерывов в работе. Перед подсоединением/отсоединением устройств ввода-вывода требуется полностью отключать эту технику и компьютер от электросети. Недопустимо попадание влаги на системный блок, дисплей, клавиатуру и другие устройства (лучше не ставить рядом чашку с чаем или кофе, стакан с соком). При интенсивной работе резко возрастает напряженность электрического поля на клавиатуре и «мыши». От трения рук о них через 0,5-1 час работы электростатический потенциал достигает 10-20 кВ/м, что оказывает на организм вредное воздействие. Работать с «мышью» нужно на специальном коврике. Необходимо несколько раз в течение рабочей смены (лучше ежечасно) смачивать руки водой, чтобы снимать электростатические заряды, а по завершении работы вымыть с мылом руки и лицо, ежедневно протирать влажной салфеткой экран дисплея, клавиатуру, «мышь» - убирать статическое электричество, регулярно проводить влажную антистатическую обработку помещения. Рабочая поза Правильная рабочая поза позволяет избегать перенапряжения мышц, способствует лучшему кровотоку и дыханию. Следует сидеть прямо (не сутулясь) и опираться спиной о спинку кресла. Прогибать спину в поясничном отделе нужно не назад, а, наоборот, немного вперед. Недопустимо работать, развалившись в кресле. Такая поза вызывает быстрое утомление, снижение работоспособности. Чтобы не травмировать позвоночник, важно: избегать резких движений; · поднимаясь/садясь, · держать голову и торс прямо. Необходимо найти такое положение головы, при котором меньше напрягаются мышцы шеи. Рекомендуемый угол наклона головы - до 20°. В этом случае значительно снижается нагрузка на шейные позвонки и на глаза. Положение рук и ног. Во время работы за компьютером необходимо расслабить руки, держать предплечья параллельно полу, на подлокотниках кресла, кисти рук - на уровне локтей или немного ниже, запястья - на опорной планке. Тогда пальцы получают наибольшую свободу передвижения. Не следует высоко поднимать запястья и выгибать кисти - это может стать причиной боли в руках и онемения пальцев. Можно надевать легкие перчатки без пальцев, Если стынут руки. Колени должны располагаться на уровне бедер или немного ниже. При таком положении ног не возникает напряжение мышц. Нельзя скрещивать ноги, класть ногу на ногу - это нарушает циркуляцию крови из-за сдавливания сосудов. Лучше держать обе стопы на подставке или на полу. Необходимо сохранять прямой угол (90°) в области локтевых, тазобедренных, коленных и голеностопных суставов. Дыхание и расслабление мышц Во время работы за компьютером необходимо: · дышать ритмично, свободно, глубоко, чтобы обеспечить кислородом все части тела; · держать в расслабленном состоянии плечи и руки - в руках не будет напряжения, если плечи опущены; · чаще моргать и смотреть вдаль. Моргание способствует не только увлажнению и очищению поверхности глаз, но и расслаблению лицевых, лобных мышц (без сдвигания бровей). Малая подвижность и длительное напряжение глазных мышц могут стать причиной нарушения аккомодации. При ощущении усталости какой-либо части тела необходимо сделать глубокий вдох и сильно напрячь уставшую часть тела, после чего задержать дыхание на 3-5 секунды и на выдохе расслабиться; можно повторить. При ощущении усталости глаз нужно в течение 2-3 мин окинуть взглядом комнату, устремлять взгляд на разные предметы, смотреть вдаль (в окно). Если резко возникло общее утомление, появилось дрожание изображения на экране дисплея (покачивание, подергивание, рябь), следует сообщить об этом руководителю. 6 Вредные факторы при работе с ЭВМ: негативное влияние на зрение – зрительная система человека приспособлена для восприятия объектов в отраженном свете (картин природы, рисунков, печатных текстов и т.д.), а не для работы с дисплеем. Изображение на дисплее принципиально отличается от привычных глазу объектов наблюдения – оно светится, состоит из дискретных точек; оно мерцает, т.е. эти точки с определенной частотой зажигаются и гаснут; цветное компьютерное изображение не соответствует естественным цветам. При работе за компьютером часами у глаз не бывает необходимых фаз расслабления, глаза напрягаются, их работоспособность снижается. · Микротравма – это постепенный износ организма в результате ежедневных нагрузок. Большинство нарушений в организме происходит из-за накапливающихся микротравм. · Заболевания, вызванные повторяющимися нагрузками: повторяющиеся действия приводят к накоплению продуктов распада в мышцах. Эти продукты и вызывают болезненные ощущения · Неудобное сидячее положение, что приводит к неправильной осанке, сутулости. · Умственное перенапряжение. · Эмоциональные перегрузки. · Монотонность труда. 7 При работе с любой аппаратурой нужна аккуратность и неспешность. Простой пример: «При установке или снятии процессора с сокета можно легко погнуть контакты сокета (они пружинные), чтобы избежать этого – не касайтесь контактов и при транспортировке одевайте специальную заглушку сокета!» Третье правило: «Будьте аккуратны!» Выделим несколько наиболее важных факторов, которым следует уделить внимание: · Перед тем как снять крышку с системного блока в обязательном порядке отключите его от электросети. · Компьютер нельзя включать, если в него попала влага. Прежде чем приступить к работе его следует просушить, при этом не стоит пользоваться какими-либо нагревательными приборами. · Кроме того, руки должны быть по возможности чистыми и обязательно сухими.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно. Мощность процессоров возрастает, а, следовательно, возрастают производительность систем, возрастают возможности обработки больших объёмов данных. Старые модели процессоров не справляются с таким объемом данных. Поэтому актуальность исследования обусловлена потребностью улучшения производительности ПК, путем замены комплектующих компьютера, в частности процессора. А для этого необходимо разобраться с его сущностью. Таким образом, в данной работе рассмотрены теоретические и практические аспекты современных процессоров: понятие и основные характеристики процессора, архитектуру процессора так же были рассмотрены несколько моделей многоядерных процессоров, и их развитие и основные технические характеристики. А так же рассмотрена профилактика и техническое обслуживание которая заключается в замене термопасты и прочистке кулера процессора для лучшего отвода тепла, профилактика подачи электропитания на процессор. Рассмотрен метод программной диагностики процессоров, аппаратные и программные неисправности процессоров. На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно. Мощность процессоров возрастает, а, следовательно, возрастают производительность систем, возрастают возможности обработки больших объёмов данных. Старые модели процессоров не справляются с таким объемом данных. Поэтому актуальность исследования обусловлена потребностью улучшения производительности ПК, путем замены комплектующих компьютера, в частности процессора. А для этого необходимо разобраться с его сущностью. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. А. Алексеев, Г. Евсеев, В. Мураховский, С. Симонович. Новейший самоучитель работы на компьютере. – М.: Десс,1999. – 654 с. 2. Денисов Д. В. Аппаратное обеспечение вычислительных систем. Маркет ДС, 2010. – 184 с. 3. Жмакин А.П.Архитектура ЭВМ. – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 320 с. 4..Ковтанюк Ю.С., Соловьян С.В. Самоучитель работы на персональном компьютере. - К.:Юниор, 2006.- 560с. 5. Кузин А.В., Пескова С.А. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. – М.: Инфра-М, 2006. – 350 с. 6.Макарова Н.В., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф. Компьютерное делопроизводство. - СПб.: Издательский дом «Питер», 2002. 7.Логинов М.Д, Т.А. Логинова. Техническое обслуживание средств вычислительной техники. – М.:БИНОМ: Лаборатория знаний, 2010. – 350 с. 8. Микляев А.П. Настольная книга пользователя IBM PC. – М.: Солон-Р, 2008. – 720 с. 9. Могилев А. В., Пак Н. И., Хеннер Е. К. Информатика. – М.: Академия, 2009, - 608 с. 10. Норенков И.П, В.А. Трудоношин. Телекоммуникационные технологии. - M.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 248 с. 11. Назаров П.М. Компьютерные технологии обработки информации. - М.: Финансы и статистика, 1995. 12. Платонов П.М. Компьютерные технологии обработки информации. - М.: Финансы и статистика, 1995. 13. Родин А.В., Тюнин Н.А. Современные процессоры. Секреты эксплуатации и ремонта. – М.: Солон-Пресс, 2006. – 288 с. 14. Синдеев Ю.Г. Персональный компьютер: ремонт, обслуживание. – Ростов на Дону: Феникс, 2011. – 235 с. 15. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК 17-е изд. 2007. 16. С. Мюллер. Модернизация и ремонт персональных компьютеров. – М.: БИНОМ, 2010. – 314с. 17. Таненбаум Э.С. Архитектура компьютера. Классика computer science. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 704с. 18. Титоренко Г. А. Информационные системы и технологии управления: учеб-ник / Под ред. Г. А. Титоренко. – М.: ЮНИТИ, 2012. – 541с. 19. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2006. - 687с. 20. Шуремова Е.Л., доц. Тимаковой Н.А., доц. Мамонтовой Е.А. Практикум по экономической информатике. - М.: Перспектива, 2000. – 542с. 21. Устройство и ремонт персонального компьютера. Аппаратная платформа и основные компоненты – www.compremont.org ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис. 1 Снимаем крышку системного блока.
Рис. 2 Поднимаем ручку держателя..
Рис. 3 Отсоединение провода питание куллера.
Рис. 4 Отсоединяем кулер.
Рис.5 Инструменты для замены процессора
Рис. 6 Снятие кулера и радиатора.
Рис.7 Поднимаем защелку.
Рис. 8 Вынимаем процессор с сокета.
Рис. 9 Наносим термопасту
Рис. 10 Наносим термопасту на процессор ровным слоем.
Рис. 11
Рис. 12 Ставим кулер и радиатор.
Рис. 13 Подсоединяем провод питание кулера.
|
