 |
Система охлаждения и её виды.
|
|
|
|
Структура типового процессора
1) АЛУ (арифметико-логический узел) – выполняет все арифметические и логические операции;
2) Внутренняя шина – обеспечивает обмен данными между узлами процессора, а также связь с внешними интерфейсами, узлами адресно-сетевых буферов;
3) Узел обработки команд – получает, сохраняет, декодирует команды и передает в узел управления условия выполнения программы;
4) Узел адресной логики – преобразовывает адреса ячеек памяти в абсолютные (физические) адреса;
5) Узел управления – подает синхросигналы, контролирует выполнение внутренних команд процессоров и всю систему в целом.
Функциональные компоненты процессора
1) Ядро – основной компонент, выполняет команды.
2) Модуль предсказания перехода – заранее пересылает команды в дерекордер команд;
3) Сопроцессор – выполняет операции с нецелыми числами;
4) Кэш-память 1-го уровня – внутренняя сверхоперативная память процессора;
5) Интерфейсный модуль системной шины – связывает процессор с шиной.
Функции процессора. Классификация процессоров.
Функции:
1) выборка команд программы из основной памяти;
2) дешифрация команд;
3) выполнение арифметических и логических операций в закодированных командах;
4) пересылка информацию между регистрами и основной памятью, устройствами ввода-вывода;
5) обработка сигналов от устройств, в т.ч. прерываний;
6) управление и координация работы основных узлов процессора.
Классификация:
1) По числу БИС (Больших Интегральных Схем) – однокристальные (все узлы на одной БИС), многокристальные (несколько БИС, каждая работает как независимый процессор), многокристальные-секционные (один процессор разбит на несколько БИС).
|
|
|
2) По назначению – универсальные (широкий круг задач, средняя эффективность) и специализированные (узкий круг задач, высокая эффективность);
3) По характеру временно`й характеристики – синхронные (время начала и конца операции жестко задается заранее) и асинхронные (следующая операция начинается, как только заканчивается предыдущая);
4) По количеству выполняемых программ – однопрограммные и многопрограммные.
Процессор и его характеристики.
Процессор – часть аппаратного обеспечения, выполняющая логические и арифметические вычисления, обработку информации в двоичном коде.
Характеристики процессора:
1) тактовая частота – количество тактов в единицу времени (такт/с, в герцах(Гц));
2) разрядность – ширина шины процессора (в битах, х32-64);
3) объем кэш-памяти (в байтах)
Эти три параметра влияют на производительность процессора – число операций с плавающей запятой в единицу времени (опер/с, измеряется во флопс).
Тенденции развития процессора.
1) Укорочение длины канала транзистора;
2) Остановка роста тактовой частоты на величине около 3ГГц;
3) Снижение площади транзистора;
4) Усложнение структуры процессора;
5) Приближения значения TDP к предельному (TDP характеризует отвод тепловой мощности);
6) Увеличение числа контактов сокета;
7) Движение вверх высокочастотной границы помех;
8) Рост числа ядер и объема кэш-памяти.
Новые решения в развитии процессоров
1) Транзисторы с вертикальной структурой;
2) Двухзатворные транзисторы;
3) Новые полупроводники;
4) Оптические технологии построения процессоров.
Архитектура процессора. Система команд.
Архитектура – система команд и способы адресации, наличие дополнительных устройств в составе процессора, принципы и режимы его работы.
Основные типы архитектур:
· RISC – сокращенный набор команд;
· CISC – комплексный набор команд;
|
|
|
· MISC – минимальный набор команд;
· URISC – предельный случай RISC (выполняется только один тип инструкций).
Система команд – документ, в котором написано, какая инструкция что выполняет.
Элементы команды:
· код операции
· режим адресации операнд
· код анализируемых признаков (для команд условного перехода)
Типы команд:
1) Пересылки – не требуют выполнения операций, просто пересылают операнды от источника в приемник;
2) Арифметические – сложение, умножение, деление, увеличение на единицу и т.д.
1-2 входных операнда, 1 выходной.
3) Логические – лог. И, ИЛИ, НЕ и т.д. 1-2 операнда на входе, 1 на выходе;
4) Переходы – изменяют порядок выполнения программы, создают сложные алгоритмы.
Сопроцессор. Назначение и виды.
Сопроцессор – специализированный процессор, расширяющий возможности центрального за счет более эффективного решения узкого круга задач. Не является полноценным процессором.
Виды:
1) математический общего назначения – ускоряет вычисления с плавающей запятой;
2) ввода-вывода – разгружает ЦП от контроля за операциями ввода-вывода или расширяет его адресное пространство;
3) графический – процессор видеокарты, работает с графикой.
4) процессоры для узкоспециализированных задач.
Классификация памяти.
1) Доступные операции с данными:
· только для чтения (ROM)
· для чтения/записи
2) Энергонезависимость:
· Энергонезависимая память – записи не стираются при снятии электропитания (ПЗУ и ППЗУ);
· Энергозависимая память – записи стираются при снятии электропитания (ОЗУ, кэш-память):
o Статическая память – для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения;
o Динамическая память – информация со временем разрушается (деградирует), и, кроме подачи электропитания, необходимо производить ее периодическое восстановление (регенерацию).
3) Метод доступа:
· Последовательный доступ (SAM) – ячейки памяти считываются последовательно, одна за другой, в очередности их расположения (стековая память);
· Произвольный доступ (RAM) – вычислительное устройство может обратиться к произвольной ячейке памяти по любому адресу.
4) Назначение:
· Буферная память – предназначена для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами или программами;
|
|
|
· Временная память – память для хранения промежуточных результатов обработки;
· Кеш-память – часть архитектуры устройства или ПО, осуществляющая хранение часто используемых данных для предоставления их в более быстрый доступ;
· Корректирующая память – часть памяти, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти;
· Управляющая память – содержащая управляющие программы (обычно реализуется в виде ПЗУ);
· Разделяемая память – доступная одновременно нескольким пользователям, процессам или процессорам.
5) Организация адресного пространства:
· Реальная или физическая память – способ адресации соответствует физическому расположению ее данных;
· Виртуальная память – способ адресации не отражает физического расположения данных;
· Оверлейная память – присутствует несколько областей с одинаковыми адресами, из которых в каждый момент доступна только одна.
6) Удаленность и доступность для процессора:
· Первичная память – доступна процессору без какого-либо обращения к внешним устройствам:
o Регистры процессора, расположенные непосредственно в АЛУ;
o Кэш процессора.
· Вторичная память – доступна процессору путем прямой адресации через шину адреса. Таким образом доступны основная память и порты ввода-вывода;
· Третичная память – доступна только путем нетривиальной последовательности действий. Сюда входят все виды внешней памяти.
7) Управление процессором:
· Непосредственно управляемая (оперативно доступная) память – память, непосредственно доступная в данный момент центральному процессору;
· Автономная память – память, реализованная, например, с помощью службы внешних носителей.
8) Организация хранения данных:
· Адресуемая память – адресация осуществляется по местоположению данных;
· Ассоциативная память – адресация осуществляется по содержанию данных;
· Магазинная (стековая) память – реализация стека;
· Матричная память – доступ осуществляется по двум и более координатам;
|
|
|
· Объектная память – память, система управления которой ориентирована на хранения объектов;
· Семантическая память – данные размещаются и списываются в соответствии с некоторой структурой понятийных признаков.
Система охлаждения и её виды.
Виды систем охлаждения конденсаторов и водоохладителей
Применяют следующие системы охлаждения: водяную, воздушную и испарительную.
1)При водяной системе охлаждения вода служит промежуточным теплоносителем, с помощью которого теплота, выделяемая при конденсации хладагента, отводится в воздух.
2)При воздушной системе охлаждения теплота, выделяемая в конденсаторе холодильной установки, отводится непосредственно в воздух.
3) Испарительная система охлаждения конденсаторов является комбинацией водяной и воздушной систем охлаждения и представляет собой аппарат, в котором совмещены процессы охлаждения элементов конденсаторов водой и охлаждения этой воды воздухом.
Пассивное охлаждение.
Пассивное охлаждение - это когда деталь охлаждается не вентилятором, а специальной железкой, которая создает температуру, при которой устройство работает.
На самой железке ничего нет, это просто металл, в отличии от fan охлаждения
пассивное бесшумно.
Активное- куллеры
Пассивное – отвод тепла
Воздушное охлаждение.
Принцип работы заключается в непосредственной передаче тепла от нагревающегося компонента на радиатор за счёт теплопроводности материала или с помощью тепловых трубок (или их разновидностей, таких как термосифон и испарительная камера). Радиатор излучает тепло в окружающее пространство тепловым излучением и передаёт тепло теплопроводностью окружающему воздуху, что вызывает естественную конвекцию окружающего воздуха. Для увеличения излучаемого радиатором тепла применяют чернение поверхности радиатора.
|
|
|
