Παρουσίαση για το μάθημα Υλικό Υπολογιστή A ΕΠΑΛ. Κεφάλαιο 2. Τα χαρακτηριστικα του επεξεργαστη.

1. Κεφάλαιο 2
Τα χαρακτηριστικά του επεξεργαστή

2. Εισαγωγή
 Επεξεργαστής ή Κεντρική
Μονάδα Επεξεργασίας
(Κ.Μ.Ε).
 Central Processing Unit
(C.P.U).
 Η βασική μονάδα που
δίνει “ζωή” στον
ηλεκτρονικό υπολογιστή.

3. Εισαγωγή (συνέχεια...)

Ο επεξεργαστής κάνει όλους τους
υπολογισμούς, τις πράξεις και τη
γενικότερη επεξεργασία δεδομένων.

Ελέγχει όλες τις περιφερειακές μονάδες.

Ο πρώτος επεξεργαστής σε προσωπικό
υπολογιστή ο Intel 8088 (τη 2η ώρα θα
γίνει ιστορική αναδρομή)

4. Συχνότητα λειτουργίας

Η “καρδιά” του επεξεργαστή είναι το ρολόϊ.

Σε κάθε κύκλο ρολογιού ο επεξεργαστής κάνει
ένα βήμα στην εκτέλεση.

Η συχνότητα λειτουργίας του επεξεργαστή είναι
η συχνότητα του ρολογιού.

Μετράμε τη συχνότητα σε Hertz.

1Hz = ένας κύκλος ρολογιού το δευτερόλεπτο.

5. Συχνότητα λειτουργίας
(συνέχεια...)
 Η συχνότητα λειτουργίας των νέων επεξεργαστών φτάνει τα
μερικά Ghz (δισεκατομμύρια κύκλοι ρολογιού το δευτερόλεπτο).
 Η συνχότητα ρολογιού δεν αποτελεί μέτρο σύγκρισης δύο
επεξεργαστών και αυτό γιατί:
 Κάθε επεξεργαστής χρειάζεται διαφορετικό αριθμό κύκλων
ρολογιού για την εκτέλεση μίας εντολής.
 π.χ. Ένας επεξεργαστής νέας τεχνολογίας μπορεί σε ένα ή δύο
κύκλους να εκτελέσει μία εντολή.

6. Διάδρομος δεδομένων
 Ο διάδρομος δεδομένων
(data bus) είναι
υπεύθυνος για τη
μεταφορά δεδομένω από
τον επεξεργαστή στη
μνήμη και στις υπόλοιπες
μονάδες.

7. Εύρος διαδρόμου δεδομένων
 Το εύρος διαδρόμου καθορίζει πόσα bits
πληροφορίας χωράει.
 Όσο μεγαλύτερο είναι τόσο περισσότερα δεδομένα
μεταφέρονται και η ταχύτητα αυξάνεται.
 Σήμερα στους προσωπικούς υπολογιστές
κυριαρχούν οι διάδρομοι 32-bit αλλά αρχίζουν να
αυξάνονται και αυτοί των 64-bit.

8. Εύρος διαδρόμου δεδομένων
(συνέχεια...)
 Παράδειγμα
 Επεξεργαστής με εύρος διαδρόμου 32 bits θέλει να
γράψει στη μνήμη 4 bytes (4x8 bits ανα byte = 32
bits) άρα μπορεί σε ένα βήμα να κάνει τη μεταφορά.
 Έστω τώρα επεξεργαστής με διάδρομο δεδομένων 8
bits πόσα βήματα χρειάζεται για τη μεταφορά 32 bits
στη μνήμη;

9. Εύρος διαδρόμου δεδομένων
(συνέχεια...)

Λύση

Γνωρίζουμε πως 1 byte είναι ίσο με 8 bits.

Άρα αφού έχουμε διάδρομο 8 bits δηλαδή
έχει δυνατότητα να μεταφέρει 1 byte τη
φορά, για τα 4 bytes θα χρειαστούμε 4
εγγραφές στη μνήμη.

10. Διάδρομος διευθύνσεων

Μεταφέρει τη
διεύθυνση μνήμης
που θέλει να
προσπελάσει ο
επεξεργαστής.

11. Εύρος διαδρόμου δευθύνσεων

Το εύρος του διαδρόμου διεθύνσεων
καθορίζει το πλήθος των bits που
χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό
της θέσης μνήμης.

π.χ. Για ένα εύρος 3 bits ο επεξεργαστής
μπορεί να προσπελάσει (2^3 = 8) θέσεις
μνήμης.

12. Καταχωρητές

Οι καταχωρητές
είναι ο εσωτερικός
χώρος
αποθήκευσης του
επεξεργαστη.

13. Εύρος καταχωρητών

Το εύρος των καταχωρητών ορίζει το μέγιστο
μήκος σε bits των δεδομένων που μπορεί να
διαχειριστή ένας επεξεργαστής.

Έχει άμεσο αντίκτυπο στην ταχύτητα
επεξεργασίας των δεδομένων.

Ένας επεξεργαστής μπορεί να έχει
διαφορετικό εύρος καταχωρητή και διαδρόμου
δεδομένων.

14. Εύρος καταχωρητών
(συνέχεια...)
 Παράδειγμα
 Έστω καταχωρητές με εύρος 32 bits. Ο
επεξεργαστής μπορεί να προσθέσει δύο αριθμούς
των 32 bits σε μία εντολή.
 Έστω τώρα εύρος καταχωρητών 16 bits. Ο
επεξεργαστής για πρόσθεση δύο αριθμών των 32 bits
πρέπει να εκτελέσει δύο προσθέσεις των 16 bits.
 Συμπέρασμα: Διπλάσιος χρόνος με μικρότερο εύρος
καταχωρητών.

15. Τάση τροφοδοσίας

Η τάση τροφοδοσίας καθορίζει την ισχύ
κατανάλωσης του επεξεργαστή.

Η ισχύ παίζει σημαντικό ρόλο σε laptop
όπου μας ενδιαφέρει η διάρκεια της
μπαταρίας.

Η κατανάλωση ισχύς παίζει σημαντικό
ρόλο στην παραγωγή θερμότητας.

16. Τάση τροφοδοσίας (συνέχεια...)
 Η θερμοκρασία
επηρεάζει τόσο την
ταχύτητα όσο και τη
διάρκεια ζωής ενός
επεξεργαστή.

Μεγάλη σημασία
παίζει λοιπόν η ψύξη
του επεξεργαστή.

17. Απορίες

Για τυχόν απορίες που θα σας
δημιουργηθούν εκτός τάξης μπορείτε να τις
δημοσιεύσετε στο forum
(http://ylikoypologistwn.forumgreek.com/)
του μαθήματος.

18. Ευχαριστώ!