คำจำกัดความของความถี่สัญญาณนาฬิกา ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ (CPU) คืออะไร
พารามิเตอร์หลักของโปรเซสเซอร์คือ:
ความลึกบิต
แรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการ,
ตัวคูณการคูณนาฬิกาภายใน
ขนาดหน่วยความจำแคช
ความถี่สัญญาณนาฬิกากำหนดจำนวนการดำเนินการเบื้องต้น (รอบ) ที่ดำเนินการโดยโปรเซสเซอร์ต่อหน่วยเวลา ความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์สมัยใหม่วัดเป็น MHz (1 Hz สอดคล้องกับการดำเนินการหนึ่งครั้งในหนึ่งวินาที 1 MHz = 106 Hz) ยิ่งความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงขึ้นเท่าใด คำสั่งที่โปรเซสเซอร์สามารถดำเนินการก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และประสิทธิภาพก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น โปรเซสเซอร์ตัวแรกที่ใช้ในพีซีทำงานที่ความถี่ 4.77 MHz ปัจจุบันความถี่การทำงานของโปรเซสเซอร์สมัยใหม่สูงถึง 2 GHz (1 GHz = 103 MHz)
ความลึกบิตโปรเซสเซอร์จะแสดงจำนวนบิตของข้อมูลที่สามารถรับและประมวลผลในรีจิสเตอร์ในรอบสัญญาณนาฬิกาหนึ่งรอบ ความจุของโปรเซสเซอร์ถูกกำหนดโดยความจุของบัสคำสั่ง นั่นคือจำนวนตัวนำในบัสที่ใช้ส่งคำสั่ง โปรเซสเซอร์ตระกูล Intel สมัยใหม่เป็นแบบ 32 บิต
แรงดันไฟฟ้าขณะทำงานมีโปรเซสเซอร์มาให้ เมนบอร์ดดังนั้นโปรเซสเซอร์ยี่ห้อต่างๆ จึงสอดคล้องกับมาเธอร์บอร์ดที่แตกต่างกัน แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของโปรเซสเซอร์ไม่เกิน 3 V การลดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานทำให้สามารถลดขนาดของโปรเซสเซอร์ได้ตลอดจนลดการสร้างความร้อนในโปรเซสเซอร์ซึ่งช่วยให้เพิ่มประสิทธิภาพได้โดยไม่ต้องกังวลเรื่องความร้อนสูงเกินไป
ตัวคูณนาฬิกาภายใน- นี่คือค่าสัมประสิทธิ์ที่ควรคูณความถี่สัญญาณนาฬิกาของเมนบอร์ดเพื่อให้ได้ความถี่ของโปรเซสเซอร์ โปรเซสเซอร์รับสัญญาณนาฬิกาจากเมนบอร์ดซึ่งล้วนๆ เหตุผลทางกายภาพไม่สามารถทำงานกับสิ่งเหล่านี้ได้ ความถี่สูงอ่า เหมือนโปรเซสเซอร์เลย วันนี้ความถี่สัญญาณนาฬิกาของเมนบอร์ดอยู่ที่ 100-133 MHz เพื่อให้ได้ความถี่ที่สูงขึ้น โปรเซสเซอร์ภายในจะคูณด้วยปัจจัย 4, 4.5, 5 หรือมากกว่า
ข้อมูลที่ถูกเก็บไว้.การแลกเปลี่ยนข้อมูลภายในโปรเซสเซอร์นั้นเร็วกว่าการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์และ แกะ- ดังนั้นเพื่อลดจำนวนการเข้าถึง RAM จึงเรียกว่า super-RAM หรือหน่วยความจำแคชจึงถูกสร้างขึ้นภายในโปรเซสเซอร์ เมื่อโปรเซสเซอร์ต้องการข้อมูล โปรเซสเซอร์จะเข้าถึงหน่วยความจำแคชก่อน และเมื่อไม่มีข้อมูลที่จำเป็นเท่านั้นจึงจะเข้าถึง RAM ได้ ยิ่งแคชมีขนาดใหญ่เท่าใด โอกาสที่จะมีข้อมูลที่จำเป็นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงจึงมีขนาดแคชที่ใหญ่กว่า
มีหน่วยความจำแคชระดับแรก (ดำเนินการบนชิปตัวเดียวกันกับโปรเซสเซอร์และมีปริมาณคำสั่งหลายสิบ KB) ระดับที่สอง (ดำเนินการบนชิปแยกต่างหาก แต่อยู่ภายในขอบเขตของโปรเซสเซอร์โดยมี ปริมาตรหนึ่งร้อย KB ขึ้นไป) และระดับที่สาม (ดำเนินการบนวงจรไมโครความเร็วสูงแยกต่างหากที่ตั้งอยู่บน เมนบอร์ดและมีโวลุ่มตั้งแต่หนึ่ง MB ขึ้นไป)
ในระหว่างการดำเนินการ โปรเซสเซอร์จะประมวลผลข้อมูลที่อยู่ในรีจิสเตอร์, RAM และพอร์ตโปรเซสเซอร์ภายนอก ข้อมูลบางส่วนถูกตีความว่าเป็นข้อมูลเอง ข้อมูลบางส่วนถูกตีความว่าเป็นข้อมูลที่อยู่ และบางส่วนถูกตีความว่าเป็นคำสั่ง ชุดคำสั่งต่างๆ ที่โปรเซสเซอร์สามารถดำเนินการกับข้อมูลจะสร้างระบบคำสั่งของโปรเซสเซอร์ ยังไง ชุดเพิ่มเติมคำสั่งของโปรเซสเซอร์ ยิ่งสถาปัตยกรรมซับซ้อนมากขึ้น คำสั่งก็จะเขียนเป็นไบต์นานขึ้น และระยะเวลาเฉลี่ยในการเรียกใช้คำสั่งก็จะนานขึ้น
โปรเซสเซอร์ Intel ที่ใช้ในพีซีที่ใช้ร่วมกันของ IBM มีคำสั่งมากกว่าหนึ่งพันคำสั่ง และจัดเป็นโปรเซสเซอร์ที่มีชุดคำสั่งเพิ่มเติม - ซีไอเอสซี-โปรเซสเซอร์ (CISC - คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งที่ซับซ้อน) ตรงกันข้ามกับโปรเซสเซอร์ CISC โปรเซสเซอร์ของสถาปัตยกรรมได้รับการพัฒนา RISCด้วยชุดคำสั่งแบบลดขนาด (RISC - คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบลดขนาด) ด้วยสถาปัตยกรรมนี้ จำนวนคำสั่งจะน้อยกว่ามากและแต่ละคำสั่งจะดำเนินการเร็วขึ้น ดังนั้นโปรแกรมที่ประกอบด้วยคำสั่งง่ายๆ จะทำงานได้เร็วขึ้นมากบนโปรเซสเซอร์ RISC ข้อเสียของระบบคำสั่งแบบย่อก็คือ การดำเนินการที่ซับซ้อนจะต้องถูกจำลองโดยลำดับคำสั่งที่ง่ายกว่าซึ่งไม่ได้มีประสิทธิภาพเสมอไป ดังนั้นโปรเซสเซอร์ CISC จึงใช้ในระบบคอมพิวเตอร์อเนกประสงค์และโปรเซสเซอร์ RISC จึงถูกใช้ในระบบเฉพาะทาง สำหรับแพลตฟอร์ม IBM PC โปรเซสเซอร์ CISC มีความโดดเด่น จากอินเทลแม้ว่าเมื่อเร็วๆ นี้ AMD ได้ผลิตโปรเซสเซอร์ตระกูล AMD-K6 ซึ่งมีสถาปัตยกรรมไฮบริด (คอร์ภายในของโปรเซสเซอร์เหล่านี้สร้างตามสถาปัตยกรรม RISC และโครงสร้างภายนอกใช้สถาปัตยกรรม CISC)
คอมพิวเตอร์พีซี IBM ใช้โปรเซสเซอร์ที่พัฒนาโดย Intel หรือโปรเซสเซอร์ที่เข้ากันได้จากบริษัทอื่นที่อยู่ในตระกูล x86 บรรพบุรุษของตระกูลนี้คือโปรเซสเซอร์ Intel 8086 16 บิต ต่อมามีการผลิตโปรเซสเซอร์ Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486 พร้อมการดัดแปลงและรุ่นต่างๆ อินเทล เพนเทียม, Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III รุ่นใหม่ล่าสุดโปรเซสเซอร์ Pentium IV ของ Intel ผู้ผลิตโปรเซสเซอร์รายอื่นๆ ได้แก่ AMD ซึ่งมีรุ่น AMD-K6, Athlon, Duron และ Cyrix
ยาง
โปรเซสเซอร์เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นๆ และเชื่อมต่อกับ RAM โดยกลุ่มตัวนำที่เรียกว่าบัส ยางหลักมีสามยาง:
บัสข้อมูล,
รถบัสที่อยู่
รถบัสคำสั่ง
รถบัสที่อยู่ข้อมูลที่ส่งผ่านบัสนี้จะถูกตีความว่าเป็นที่อยู่ของเซลล์ RAM มาจากบัสนี้ที่โปรเซสเซอร์อ่านที่อยู่ของคำสั่งที่ต้องดำเนินการตลอดจนข้อมูลที่คำสั่งทำงาน ใน โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยแอดเดรสบัสเป็นแบบ 32 บิต กล่าวคือ ประกอบด้วยตัวนำไฟฟ้าแบบขนาน 32 ตัว
บัสข้อมูลบัสนี้จะคัดลอกข้อมูลจาก RAM ไปยังการลงทะเบียนโปรเซสเซอร์และในทางกลับกัน บนพีซี โปรเซสเซอร์อินเทลบัสข้อมูล Pentium เป็นแบบ 64 บิต ซึ่งหมายความว่าในหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกาจะได้รับข้อมูล 8 ไบต์พร้อมกันสำหรับการประมวลผล
รถบัสสั่งการ.บัสนี้บรรจุคำสั่งจาก RAM ที่ดำเนินการโดยโปรเซสเซอร์ คำสั่งจะแสดงเป็นไบต์ คำสั่งง่ายๆถูกฝังอยู่ในหนึ่งไบต์ แต่ก็มีคำสั่งที่ต้องใช้ไบต์สองสามไบต์ขึ้นไปด้วย โปรเซสเซอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่มีบัสคำสั่ง 32 บิต แม้ว่าจะมีโปรเซสเซอร์ 64 บิตที่มีบัสคำสั่งก็ตาม
บัสบนมาเธอร์บอร์ดถูกใช้เป็นมากกว่าการสื่อสารกับโปรเซสเซอร์ อื่นๆ ทั้งหมด อุปกรณ์ภายในมาเธอร์บอร์ดตลอดจนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะโต้ตอบกันโดยใช้บัส ประสิทธิภาพของพีซีโดยรวมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมขององค์ประกอบเหล่านี้
อินเทอร์เฟซบัสหลักของมาเธอร์บอร์ด:
คือ(สถาปัตยกรรมมาตรฐานอุตสาหกรรม) ให้คุณเชื่อมโยงอุปกรณ์ทั้งหมดเข้าด้วยกัน หน่วยระบบและยังให้การเชื่อมต่ออุปกรณ์ใหม่ ๆ ผ่านสล็อตมาตรฐานได้อย่างง่ายดาย แบนด์วิธสูงถึง 5.5 MB/s ใน คอมพิวเตอร์สมัยใหม่สามารถใช้เชื่อมต่อเท่านั้น อุปกรณ์ภายนอกซึ่งไม่ต้องการอะไรมากไปกว่านั้น แบนด์วิธ (การ์ดเสียง, โมเด็ม ฯลฯ)
อีซ่า(ISA ขยาย) การขยายมาตรฐาน ISA แบนด์วิดท์เพิ่มขึ้นเป็น 32 MB/s เช่นเดียวกับมาตรฐาน ISA มาตรฐานนี้ได้ใช้ความสามารถจนหมดและในอนาคตการผลิตบอร์ดที่รองรับอินเทอร์เฟซเหล่านี้จะหยุดลง
วีแอลบี(รถท้องถิ่น VESA) อินเตอร์เฟสบัสท้องถิ่นมาตรฐาน VESA โลคัลบัสเชื่อมต่อโปรเซสเซอร์กับ RAM โดยข้ามบัสหลัก ทำงานที่ความถี่สูงกว่าบัสหลักและให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงกว่า ต่อมาอินเทอร์เฟซสำหรับเชื่อมต่ออะแดปเตอร์วิดีโอซึ่งต้องการแบนด์วิธเพิ่มขึ้นถูก "ฝัง" ไว้ในบัสท้องถิ่นซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของมาตรฐาน VLB แบนด์วิดท์สูงถึง 130 MB/s ความถี่สัญญาณนาฬิกาในการทำงานคือ 50 MHz แต่ขึ้นอยู่กับจำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับบัส ซึ่งเป็นข้อเสียเปรียบหลักของอินเทอร์เฟซ VLB
พีซีไอ(การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงระหว่างกัน) มาตรฐานสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกที่นำมาใช้ในพีซีที่ใช้โปรเซสเซอร์ Pentium โดยแกนหลักคืออินเทอร์เฟซบัสภายในที่มีขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อส่วนประกอบภายนอก อินเทอร์เฟซนี้รองรับความถี่บัสสูงสุด 66 MHz และให้ความเร็วสูงสุด 264 MB/s โดยไม่คำนึงถึงจำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ นวัตกรรมที่สำคัญของมาตรฐานนี้คือการสนับสนุนกลไก Plug-and-Play ซึ่งสาระสำคัญก็คือหลังจากนั้น การเชื่อมต่อทางกายภาพเมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกเข้ากับขั้วต่อบัส PCI อุปกรณ์จะได้รับการกำหนดค่าโดยอัตโนมัติ
เอฟเอสบี(รถโดยสารด้านหน้า). เริ่มต้นด้วยโปรเซสเซอร์ Pentium Pro บัส FSB พิเศษใช้เพื่อสื่อสารกับ RAM บัสนี้ทำงานที่ความถี่ 100-133 MHz และมีทรูพุตสูงถึง 800 MB/s ความถี่ รถเมล์เอฟเอสบีเป็นพารามิเตอร์หลักซึ่งระบุไว้ในข้อมูลจำเพาะของเมนบอร์ด ฟังก์ชันเดียวที่ทิ้งไว้เบื้องหลังบัส PCI คือการเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกใหม่
เอจีพี(พอร์ตกราฟิกขั้นสูง) อินเตอร์เฟสบัสพิเศษสำหรับเชื่อมต่ออะแดปเตอร์วิดีโอ พัฒนาขึ้นเนื่องจากพารามิเตอร์บัส PCI ไม่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของอะแดปเตอร์วิดีโอ ความถี่ของบัสนี้คือ 33 หรือ 66 MHz แบนด์วิดท์สูงถึง 1,066 MB/s
ยูเอสบี(ยูนิเวอร์แซลอนุกรมบัส) มาตรฐาน Universal Serial Bus กำหนดไว้ วิธีการใหม่ปฏิสัมพันธ์ของคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ต่อพ่วง ช่วยให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ ได้มากถึง 256 เครื่องด้วยอินเทอร์เฟซแบบอนุกรม และอุปกรณ์สามารถเชื่อมต่อแบบลูกโซ่ได้ ประสิทธิภาพของบัส USB ค่อนข้างต่ำและอยู่ที่ 1.55 Mbit/s ข้อดีของมาตรฐานนี้คือความสามารถในการเชื่อมต่อและยกเลิกการเชื่อมต่ออุปกรณ์ใน "โหมดร้อน" (นั่นคือโดยไม่ต้องรีบูตคอมพิวเตอร์) รวมถึงความสามารถในการรวมคอมพิวเตอร์หลายเครื่องเข้ากับเครือข่ายแบบง่ายโดยไม่ต้องใช้ ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์พิเศษ
หน่วยความจำภายในหมายถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลทุกประเภทที่อยู่บนเมนบอร์ด ซึ่งรวมถึงหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว และหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน
การดำเนินงานหน่วยความจำRAM (หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม)
หน่วยความจำ RAM คืออาร์เรย์ของเซลล์ผลึกที่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้ ใช้สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างรวดเร็ว (คำสั่งและข้อมูล) ระหว่างโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำภายนอก และระบบต่อพ่วง จากนั้นโปรเซสเซอร์จะนำโปรแกรมและข้อมูลมาประมวลผลและผลลัพธ์ที่ได้รับจะถูกเขียนลงไป ชื่อ "ออนไลน์" มาจากการทำงานที่รวดเร็วมากและโปรเซสเซอร์ไม่จำเป็นต้องรอเมื่ออ่านหรือเขียนข้อมูลจากหน่วยความจำ อย่างไรก็ตาม ข้อมูลจะถูกบันทึกชั่วคราวเมื่อเปิดคอมพิวเตอร์เท่านั้น ไม่เช่นนั้นข้อมูลจะหายไป
ตามหลักการทำงานทางกายภาพ หน่วยความจำแบบไดนามิกมีความโดดเด่น แดรมและหน่วยความจำแบบคงที่ สแรม.
เซลล์หน่วยความจำแบบไดนามิกสามารถแสดงเป็นไมโครคาปาซิเตอร์ที่สามารถสะสมได้ ค่าไฟฟ้า- ข้อเสียของหน่วยความจำ DRAM: การเขียนและอ่านข้อมูลช้าลงและต้องชาร์จใหม่อย่างต่อเนื่อง ข้อดี: ใช้งานง่ายและต้นทุนต่ำ
เซลล์หน่วยความจำแบบคงที่ถือได้ว่าเป็นองค์ประกอบย่อยทางอิเล็กทรอนิกส์ - ทริกเกอร์ที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ ทริกเกอร์ไม่ได้เก็บประจุ แต่เป็นสถานะ (เปิด/ปิด) ข้อดีของหน่วยความจำ SRAM: ประสิทธิภาพที่เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ข้อเสีย: กระบวนการผลิตที่ซับซ้อนมากขึ้นทางเทคโนโลยีและทำให้ต้นทุนสูงขึ้น
ชิปหน่วยความจำแบบไดนามิกถูกใช้เป็น RAM หลัก และชิปหน่วยความจำคงที่ถูกใช้สำหรับหน่วยความจำแคช
เซลล์หน่วยความจำแต่ละเซลล์มีที่อยู่ของตัวเองซึ่งแสดงเป็นตัวเลข พีซีสมัยใหม่ที่ใช้โปรเซสเซอร์ Intel Pentuim ใช้การกำหนดแอดเดรสแบบ 32 บิต ซึ่งหมายความว่ามีที่อยู่อิสระทั้งหมด 232 ที่อยู่ ดังนั้นพื้นที่ที่อยู่ที่เป็นไปได้คือ 4.3 GB อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าจะมี RAM อยู่ในระบบได้จำนวนเท่าใด ขนาดหน่วยความจำสูงสุดถูกกำหนดโดยชิปเซ็ตของเมนบอร์ดและโดยปกติจะอยู่ที่หลายร้อยเมกะไบต์
RAM ในคอมพิวเตอร์ตั้งอยู่บนแผงมาตรฐานที่เรียกว่าโมดูล โมดูล RAM จะถูกเสียบเข้าไปในช่องที่เกี่ยวข้องบนเมนบอร์ด โครงสร้างโมดูลหน่วยความจำมีสองการออกแบบ - แถวเดียว ( โมดูล SIMM) และสองแถว ( โมดูล DIMM- บนคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์ Pentium โมดูลแถวเดียวสามารถใช้ได้เป็นคู่เท่านั้น (จำนวนตัวเชื่อมต่อสำหรับการติดตั้งบนเมนบอร์ดจะเป็นจำนวนเท่ากันเสมอ) DIMM - สามารถติดตั้งโมดูลได้ทีละโมดูล คุณไม่สามารถรวมโมดูลต่างๆ ไว้ในบอร์ดเดียวได้
ลักษณะสำคัญของโมดูล RAM:
หน่วยความจำ,
เวลาเข้าถึง
โมดูล SIMM มีความจุ 4, 8, 16, 32, 64 เมกะไบต์ DIMM - โมดูล - 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB เวลาในการเข้าถึงจะแสดงว่าต้องใช้เวลานานเท่าใดในการเข้าถึงเซลล์หน่วยความจำ ยิ่งน้อยก็ยิ่งดี วัดเป็นนาโนวินาที SIMM - โมดูล - 50-70 ns, DIMM - โมดูล - 7-10 ns
หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว (ROM)
เมื่อคอมพิวเตอร์เปิดอยู่ ไม่มีข้อมูลใน RAM เนื่องจาก RAM ไม่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้เมื่อปิดคอมพิวเตอร์ แต่โปรเซสเซอร์ต้องการคำสั่งรวมถึงทันทีหลังจากเปิดเครื่อง ดังนั้นโปรเซสเซอร์จึงไปยังที่อยู่เริ่มต้นพิเศษซึ่งรู้อยู่เสมอสำหรับคำสั่งแรก ที่อยู่นี้ชี้ไปที่หน่วยความจำ ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว (ROM) หรือหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว (ROM) ชิป ROM มีความสามารถ เวลานานบันทึกข้อมูลแม้ในขณะที่คอมพิวเตอร์ปิดอยู่ พวกเขาบอกว่าโปรแกรมที่อยู่ใน ROM นั้น "เดินสาย" เข้าไป - เขียนไว้ที่นั่นในขั้นตอนการผลิตไมโครวงจร ชุดโปรแกรมที่อยู่ใน ROM จะสร้างระบบอินพุต/เอาท์พุต BIOS พื้นฐาน (Basic อินพุตเอาต์พุตระบบ).
วัตถุประสงค์หลักของโปรแกรมเหล่านี้คือเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบและการทำงานของระบบ และให้แน่ใจว่ามีการโต้ตอบกับแป้นพิมพ์ จอภาพ ฮาร์ดดิสก์ และฟล็อปปี้ดิสก์
หน่วยความจำ CMOS แบบไม่ลบเลือน
งานดังกล่าว อุปกรณ์มาตรฐานเช่นเดียวกับแป้นพิมพ์ สามารถให้บริการได้โดยโปรแกรม BIOS แต่ด้วยเครื่องมือดังกล่าว จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะจัดหาอุปกรณ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดให้กับหุ่นยนต์ (เนื่องจากมีความหลากหลายมากและมีพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันจำนวนมาก) แต่ในการทำงาน โปรแกรม BIOS ต้องการข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับการกำหนดค่าระบบปัจจุบัน ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน ข้อมูลนี้จึงไม่สามารถจัดเก็บไว้ใน RAM หรือหน่วยความจำถาวรได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ เมนบอร์ดมีชิปหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนที่เรียกว่า CMOS มันแตกต่างจาก RAM ตรงที่เนื้อหาจะไม่หายไปเมื่อปิดคอมพิวเตอร์ แต่ หน่วยความจำถาวรมันแตกต่างตรงที่สามารถป้อนข้อมูลที่นั่นและเปลี่ยนแปลงได้อย่างอิสระ ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบ
ชิปหน่วยความจำ CMOS ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่อยู่บนเมนบอร์ดอย่างต่อเนื่อง หน่วยความจำนี้เก็บข้อมูลเกี่ยวกับความยืดหยุ่นและ ฮาร์ดดิสก์, โปรเซสเซอร์ ฯลฯ ความจริงที่ว่าคอมพิวเตอร์ติดตามวันที่และเวลาอย่างชัดเจนก็เนื่องมาจากการที่ข้อมูลนี้ถูกจัดเก็บ (และอัปเดต) อย่างต่อเนื่องในหน่วยความจำ CMOS ดังนั้นโปรแกรม BIOS จะอ่านข้อมูลองค์ประกอบ ระบบคอมพิวเตอร์จากชิป CMOS หลังจากนั้นจะสามารถเข้าถึงฮาร์ดไดรฟ์และอุปกรณ์อื่นๆ ได้
คำถามควบคุม
เมนบอร์ดคืออะไร? มีส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลอะไรบ้าง?
การทำงานของโปรแกรมโดยโปรเซสเซอร์กลางคืออะไร?
พารามิเตอร์โปรเซสเซอร์หลักคืออะไร? ความถี่สัญญาณนาฬิกามีลักษณะอย่างไรและวัดในหน่วยใด
หน่วยความจำแคชคืออะไร? ระดับแคช?
ยางมีไว้เพื่ออะไร? ยางมีกี่ประเภท?
คุณรู้จักอินเทอร์เฟซบัสของเมนบอร์ดอะไรบ้าง
RAM แตกต่างจากหน่วยความจำถาวรอย่างไร
โปรเซสเซอร์ RISC คืออะไร แตกต่างจากโปรเซสเซอร์ CISC อย่างไร
โปรแกรม BIOS เก็บไว้ในหน่วยความจำใด
ข้อมูลใดถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน?
คุณรู้จัก RAM ประเภทใด ความแตกต่างระหว่างพวกเขาคืออะไร?
วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์. หลักสูตรพื้นฐาน- / เอ็ด. เอส.วี.ซิโมโนวิช. - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 2000
A.P. Miklyaev, คู่มือผู้ใช้ IBM PC ฉบับที่ 3 M.:, "Solon-R", 2000, 720 p.
Simonovich S.V., Evseev G.A., Murakhovsky V.I. คุณซื้อคอมพิวเตอร์: คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับผู้เริ่มต้นในการถามและตอบ - อ.: AST-PRESS BOOK; Inforcom-Press, 2001.- 544 หน้า: ป่วย. (1,000 เคล็ดลับ)
Kovtanyuk Yu.S. , Solovyan S.V. คู่มือการใช้งานด้วยตนเองในการทำงาน คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล- ก.:จูเนียร์, 2544.- 560 หน้า, ป่วย.
หน่วยความจำภายนอกคือหน่วยความจำที่ใช้งานในรูปแบบของภายนอกโดยสัมพันธ์กับมาเธอร์บอร์ดอุปกรณ์ที่มีหลักการจัดเก็บข้อมูลและประเภทสื่อที่แตกต่างกันสำหรับ การจัดเก็บข้อมูลระยะยาวข้อมูล. โดยเฉพาะใน หน่วยความจำภายนอกทุกอย่างถูกเก็บไว้ ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์. อุปกรณ์หน่วยความจำภายนอกสามารถอยู่ได้ทั้งในยูนิตระบบของคอมพิวเตอร์และใน อาคารที่แยกจากกัน- ทางกายภาพ หน่วยความจำภายนอกถูกนำมาใช้ในรูปแบบของไดรฟ์ ไดรฟ์เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ออกแบบมาเพื่อจัดเก็บข้อมูลปริมาณมากในระยะยาว (ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟ) ความจุของไดรฟ์นั้นมากกว่าความจุของ RAM หลายร้อยเท่าหรือแม้กระทั่งไม่จำกัดเมื่อเป็นไดรฟ์ที่มีสื่อแบบถอดได้
ไดรฟ์ถือได้ว่าเป็นการผสมผสานระหว่างสื่อบันทึกข้อมูลและไดรฟ์ที่เกี่ยวข้อง มีไดรฟ์ที่มีสื่อแบบถอดได้และถาวร ไดรฟ์คือการรวมกันของกลไกการอ่าน-เขียนที่เกี่ยวข้องกัน วงจรอิเล็กทรอนิกส์การจัดการ. การออกแบบถูกกำหนดโดยหลักการทำงานและประเภทของผู้ให้บริการ สื่อคือสื่อทางกายภาพสำหรับการจัดเก็บข้อมูล รูปร่างอาจเป็นดิสก์หรือเทปก็ได้ ตามหลักการจัดเก็บ สื่อแม่เหล็ก ออปติคัล และแมกนีโตออปติคัลจะมีความโดดเด่น สื่อเทปต้องเป็นแม่เหล็กเท่านั้น สื่อดิสก์ใช้วิธีการแม่เหล็ก แมกนีโตออปติคัล และออปติคอลในการบันทึกและอ่านข้อมูล
ที่พบมากที่สุดคือดิสก์ไดรฟ์แบบแม่เหล็กซึ่งแบ่งออกเป็น ขับต่อไป แม่เหล็กแข็งดิสก์(HDD) และ ฟลอปปีดิสก์ไดรฟ์(NGMD) และ ออปติคัลไดรฟ์, เช่น ไดรฟ์ซีดีรอม, ซีดี-อาร์, ซีดี-RW และดีวีดีรอม
ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (HDD)
HDD เป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการจัดเก็บข้อมูลและโปรแกรมจำนวนมากในระยะยาว ชื่ออื่นๆ: ฮาร์ดไดรฟ์, ฮาร์ดไดรฟ์, HDD (ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์) ภายนอกฮาร์ดไดรฟ์จะเป็นกล่องแบนปิดผนึกอย่างแน่นหนา ภายในมีแผ่นอลูมิเนียมหรือกระจกแข็งทรงกลมหลายแผ่นอยู่บนแกนทั่วไป พื้นผิวของดิสก์ใด ๆ ถูกปกคลุมด้วยชั้นเฟอร์โรแมกเนติกบาง ๆ (สารที่ทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กภายนอก) และข้อมูลที่บันทึกไว้จะถูกเก็บไว้จริง ในกรณีนี้จะทำการบันทึกบนพื้นผิวทั้งสองของแต่ละแผ่น (ยกเว้นแผ่นด้านนอก) โดยใช้บล็อกหัวแม่เหล็กพิเศษ แต่ละหัวจะอยู่เหนือพื้นผิวการทำงานของดิสก์ที่ระยะ 0.5-0.13 ไมครอน ชุดดิสก์หมุนอย่างต่อเนื่องและด้วยความเร็วสูง (4,500-10,000 รอบต่อนาที) ดังนั้นจึงไม่สามารถยอมรับการสัมผัสทางกลของหัวและดิสก์ได้
การเขียนข้อมูลลงฮาร์ดดิสก์มีดังต่อไปนี้ เมื่อกระแสที่ไหลผ่านส่วนหัวเปลี่ยนแปลง ความเข้มของสนามแม่เหล็กแบบไดนามิกในช่องว่างระหว่างพื้นผิวและส่วนหัวจะเปลี่ยนไป ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กที่อยู่นิ่งของชิ้นส่วนเฟอร์โรแมกเนติกของการเคลือบดิสก์ การดำเนินการอ่านเกิดขึ้นในลำดับย้อนกลับ อนุภาคแม่เหล็กของการเคลือบเฟอร์โรแมกเนติกทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในการเหนี่ยวนำตัวเองของหัวแม่เหล็ก สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในกรณีนี้จะถูกขยายและส่งเพื่อการประมวลผล
การทำงานของฮาร์ดไดรฟ์ถูกควบคุมโดยอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ลอจิคัลพิเศษ - คอนโทรลเลอร์ ฮาร์ดไดรฟ์- ในอดีต นี่เป็นบอร์ดลูกแยกต่างหากที่เชื่อมต่อผ่านสล็อตเข้ากับเมนบอร์ด ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ฟังก์ชั่นของตัวควบคุมฮาร์ดไดรฟ์นั้นดำเนินการโดยวงจรขนาดเล็กพิเศษที่อยู่ในชิปเซ็ต
ไดรฟ์สามารถมีดิสก์ได้สูงสุดสิบแผ่น พื้นผิวของมันถูกแบ่งออกเป็นวงกลมที่เรียกว่าราง แต่ละแทร็กมีหมายเลขของตัวเอง แทร็กที่มีหมายเลขเดียวกันซึ่งอยู่เหนืออีกอันหนึ่งบนดิสก์ต่างกันจะประกอบกันเป็นทรงกระบอก แทร็กบนดิสก์แบ่งออกเป็นเซกเตอร์ (เริ่มจากหนึ่ง) เซกเตอร์ใช้พื้นที่ 571 ไบต์: 512 ได้รับการจัดสรรสำหรับการบันทึก ข้อมูลที่จำเป็นส่วนที่เหลือภายใต้หัวข้อ (คำนำหน้า) ซึ่งกำหนดจุดเริ่มต้นและหมายเลขของส่วนและจุดสิ้นสุด (ส่วนต่อท้าย) ที่เขียน ตรวจสอบผลรวมจำเป็นในการตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อมูลที่เก็บไว้ เซกเตอร์และแทร็กจะถูกสร้างขึ้นระหว่างการฟอร์แมตดิสก์ ผู้ใช้ทำการฟอร์แมตโดยใช้โปรแกรมพิเศษ ไม่สามารถเขียนข้อมูลลงแผ่นดิสก์ที่ไม่ได้ฟอร์แมตได้ ฮาร์ดดิสสามารถแบ่งออกเป็นไดรฟ์แบบลอจิคัล วิธีนี้สะดวกเนื่องจากการมีไดรฟ์แบบลอจิคัลหลายตัวช่วยลดความยุ่งยากในการจัดโครงสร้างของข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในฮาร์ดไดรฟ์
มีปริมาณมาก รุ่นที่แตกต่างกัน ฮาร์ดไดรฟ์หลายบริษัท เช่น Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu เป็นต้น เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ของฮาร์ดไดรฟ์ จึงได้มีการพัฒนามาตรฐานสำหรับคุณลักษณะต่างๆ ซึ่งกำหนดช่วงของตัวนำเชื่อมต่อ ตำแหน่งในตัวเชื่อมต่ออะแดปเตอร์ และพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของสัญญาณ มาตรฐานอินเทอร์เฟซที่พบบ่อยที่สุดคือ IDE (Integrated Drive Electronics) หรือ ATA และ EIDE (Enhanced IDE) และ SCSI (Small Computer System Interface) ที่มีประสิทธิผลมากขึ้น ลักษณะของอินเทอร์เฟซที่ฮาร์ดไดรฟ์เชื่อมต่อกับเมนบอร์ดจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของฮาร์ดไดรฟ์สมัยใหม่เป็นส่วนใหญ่
ในบรรดาพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของ HDD ควรสังเกตสิ่งต่อไปนี้:
ความเร็วของดิสก์- ปัจจุบันไดรฟ์ EIDE ผลิตด้วยความเร็ว 4,500-7200 รอบต่อนาทีและไดรฟ์ SCSI - 7,500-10,000 รอบต่อนาที
ความจุแคช- ดิสก์ไดรฟ์สมัยใหม่ทั้งหมดมีบัฟเฟอร์แคชติดตั้งซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการแลกเปลี่ยนข้อมูล ยิ่งความจุมากขึ้นเท่าใดโอกาสที่หน่วยความจำแคชจะมีข้อมูลที่จำเป็นซึ่งไม่จำเป็นต้องอ่านจากดิสก์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น (กระบวนการนี้ช้ากว่าหลายพันเท่า) ความจุบัฟเฟอร์แคชใน อุปกรณ์ที่แตกต่างกันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 64 KB ถึง 2 MB;
เวลาเข้าถึงโดยเฉลี่ย- เวลา (เป็นมิลลิวินาที) ในระหว่างที่บล็อกส่วนหัวเคลื่อนที่จากกระบอกสูบหนึ่งไปยังอีกกระบอกสูบหนึ่ง ขึ้นอยู่กับการออกแบบของเฮดไดรฟ์และจะใช้เวลาประมาณ 10-13 มิลลิวินาที
เวลาล่าช้า- นี่คือเวลาจากช่วงเวลาที่บล็อกของหัวถูกวางตำแหน่งบนกระบอกสูบที่ต้องการไปจนถึงตำแหน่งของหัวเฉพาะบนเซกเตอร์เฉพาะ กล่าวอีกนัยหนึ่ง นี่คือเวลาของการค้นหาเซกเตอร์ที่ต้องการ
อัตรารับส่งข้อมูล- กำหนดจำนวนข้อมูลที่สามารถถ่ายโอนจากไดรฟ์ไปยังไมโครโปรเซสเซอร์และไปยัง ทิศทางย้อนกลับในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ค่าสูงสุดพารามิเตอร์นี้เท่ากับแบนด์วิดท์อินเตอร์เฟสของดิสก์และขึ้นอยู่กับโหมดที่ใช้: PIO หรือ DMA; ในโหมด PIO การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างดิสก์และคอนโทรลเลอร์จะเกิดขึ้นโดยมีส่วนร่วมโดยตรง โปรเซสเซอร์กลางยิ่งหมายเลขโหมด PIO สูงเท่าใด ความเร็วในการแลกเปลี่ยนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น การทำงานในโหมด DMA (Direct Memory Access) ช่วยให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลโดยตรงไปยัง RAM โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของโปรเซสเซอร์ ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลในฮาร์ดไดรฟ์สมัยใหม่อยู่ระหว่าง 30-60 MB/s
ฟล็อปปี้ดิสก์ไดรฟ์แม่เหล็ก (FMD)
ฟลอปปีดิสก์ไดรฟ์หรือดิสก์ไดรฟ์ถูกสร้างขึ้นในยูนิตระบบ สื่อที่ยืดหยุ่นสำหรับฟล็อปปี้ดิสก์ไดรฟ์ผลิตขึ้นในรูปแบบของฟล็อปปี้ดิสก์ (ชื่ออื่นสำหรับฟล็อปปี้ดิสก์) ที่จริงแล้วตัวพานั้นเป็นดิสก์แบนที่มีฟิล์มพิเศษที่มีความหนาแน่นพอสมควร เคลือบด้วยชั้นเฟอร์โรแมกเนติก และวางไว้ในซองป้องกันที่มีสลักแบบเคลื่อนย้ายได้ที่ด้านบน ฟลอปปีดิสก์ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อถ่ายโอนข้อมูลจำนวนเล็กน้อยจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งอย่างรวดเร็ว ข้อมูลที่บันทึกไว้ในฟล็อปปี้ดิสก์สามารถป้องกันไม่ให้ถูกลบหรือเขียนทับได้ ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องย้ายสไลด์ป้องกันขนาดเล็กที่ด้านล่างของฟล็อปปี้ดิสก์เพื่อให้เกิดหน้าต่างที่เปิดอยู่ หากต้องการเปิดใช้งานการบันทึก จะต้องย้ายแถบเลื่อนนี้กลับไปและปิดหน้าต่าง
แผงด้านหน้าของไดรฟ์อยู่ที่แผงด้านหน้าของยูนิตระบบมีกระเป๋าอยู่ซึ่งมีม่านซึ่งใส่ฟล็อปปี้ดิสก์ไว้ปุ่มสำหรับถอดฟล็อปปี้ดิสก์และไฟแสดงสถานะ ใส่ฟล็อปปี้ดิสก์เข้าไปในไดรฟ์โดยให้สไลด์ด้านบนไปข้างหน้า ต้องใส่เข้าไปในช่องใส่ไดรฟ์และดันไปข้างหน้าอย่างนุ่มนวลจนกว่าจะมีเสียงคลิก ทิศทางที่ถูกต้องในการใส่ฟล็อปปี้ดิสก์จะมีลูกศรกำกับไว้บนกล่องพลาสติก หากต้องการถอดฟล็อปปี้ดิสก์ออกจากไดรฟ์คุณต้องกดปุ่มดังกล่าว ไฟแสดงสถานะบนไดรฟ์แสดงว่าอุปกรณ์ไม่ว่าง (หากไฟสว่างอยู่ ไม่แนะนำให้ถอดฟล็อปปี้ดิสก์ออก) ดิสก์ใน HDD ต่างจากฮาร์ดไดรฟ์ตรงที่หมุนเฉพาะระหว่างคำสั่งอ่านหรือเขียนเท่านั้น ส่วนในบางครั้งดิสก์จะพักอยู่ ในระหว่างการทำงาน หัวอ่าน-เขียนจะสัมผัสกับพื้นผิวของฟล็อปปี้ดิสก์ ซึ่งทำให้ฟล็อปปี้ดิสก์สึกหรออย่างรวดเร็ว
เช่นเดียวกับฮาร์ดไดรฟ์ พื้นผิวของฟล็อปปี้ดิสก์จะถูกแบ่งออกเป็นแทร็ก ซึ่งจะถูกแบ่งออกเป็นเซกเตอร์ ได้รับเซกเตอร์และแทร็กระหว่างการฟอร์แมตฟล็อปปี้ดิสก์ ทุกวันนี้ฟล็อปปี้ดิสก์ได้รับการฟอร์แมตแล้ว
พารามิเตอร์หลักของฟล็อปปี้ดิสก์คือขนาดทางเทคโนโลยี (หน่วยเป็นนิ้ว) ความหนาแน่นในการบันทึก และความจุรวม ตามขนาดมีฟล็อปปี้ดิสก์ขนาด 3.5 นิ้วและฟล็อปปี้ดิสก์ขนาด 5.25 นิ้ว (เลิกใช้แล้ว) ความหนาแน่นในการบันทึกอาจเป็นแบบ SD แบบธรรมดา (ความหนาแน่นเดี่ยว), DD สองเท่า (ความหนาแน่นสองเท่า) และ HD สูง (ความหนาแน่นสูง) ความจุมาตรฐานของฟล็อปปี้ดิสก์ขนาด 3.5 นิ้วคือ 1.44 MB; สามารถใช้ฟล็อปปี้ดิสก์ที่มีความจุ 720 KB มาตรฐานปัจจุบันคือฟล็อปปี้ดิสก์ขนาด 3.5 นิ้ว ความหนาแน่นสูง HD มีความจุ 1.44 MB.
วัตถุประสงค์ของงาน: การกำหนดประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ในการดำเนินงานเบื้องต้น
พัฒนาโค้ดโปรแกรมเพื่อกำหนดความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์
พัฒนาโค้ดโปรแกรมเพื่อกำหนดเวลาที่ใช้ในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ 1,000,000 ครั้งของการบวก การหาร ตลอดจนการดำเนินการเกี่ยวกับตรีโกณมิติ 1,000,000 ครั้ง
ใช้ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้น ทำการศึกษาประสิทธิภาพของ CPU ต่างๆ
คอมพิวเตอร์ถูกควบคุมตามโปรแกรมที่เตรียมไว้ล่วงหน้า โปรเซสเซอร์มีหน้าที่รับผิดชอบในการรันโปรแกรมนี้ โปรแกรมใดๆ ประกอบด้วยชุดของการดำเนินการเบื้องต้นที่ทำการคัดลอกข้อมูล การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ การควบคุมการไหลของโปรแกรม ฯลฯ
วงจรเบื้องต้นของโปรเซสเซอร์คือนาฬิกาเครื่อง แต่ละรอบการทำงานของเครื่องจักรจะดำเนินการภายในช่วงเวลาที่กำหนดอย่างเคร่งครัด ช่วงเวลานี้จัดทำโดยเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา จำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาต่อหน่วยเวลาเรียกว่าความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์
ลองพิจารณาสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ x86 (32 บิต) หากต้องการคัดลอกข้อมูล ให้ใช้คำสั่งช่วยจำแอสเซมเบลอร์:
ตัวรับ mov, แหล่งที่มา
แหล่งที่มาและตัวรับสัญญาณสามารถเป็นได้ทั้งรีจิสเตอร์ภายในและเซลล์ในหน่วยความจำภายนอก หากดำเนินการคัดลอกจากรีจิสเตอร์หนึ่งไปยังอีกรีจิสเตอร์หนึ่ง การดำเนินการนี้เรียกว่า register-register หากจากรีจิสเตอร์ไปยังหน่วยความจำภายนอก จากนั้นจึงลงทะเบียนหน่วยความจำ และจากหน่วยความจำไปยังรีจิสเตอร์ - หน่วยความจำ-ลงทะเบียน มีความจำเป็นต้องกำหนดจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาที่ใช้ในการดำเนินการคำสั่งดังกล่าว
มีคำสั่งโปรเซสเซอร์ที่ส่งคืนจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่เริ่มต้นโปรเซสเซอร์ - rdtsc เป็นจำนวนเต็ม 64 บิต ผลลัพธ์จะถูกป้อนลงในรีจิสเตอร์ EDX (ไบต์ที่สำคัญที่สุดอันดับที่ 4) และ EAX (ไบต์ล่าง) ความจุของตัวเลข 32 บิตช่วยให้คุณสามารถเก็บค่าได้สูงสุด 2 32 นั่นคือตัวอย่างเช่นโปรเซสเซอร์ที่มีความถี่ 1 GHz จะเพิ่มตัวเลขต่ำสุดเป็นเวลา 4.2 วินาทีจากนั้นจึงเพิ่มตัวเลขสูงสุดเท่านั้น ซึ่งจะล้นเหลือเพียงในปี 572 เท่านั้น
การกำหนดความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์
ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องบันทึกค่าของตัวนับรอบนาฬิกาในหน่วยความจำภายนอกเรียกระบบปฏิบัติการเพื่อหยุดการทำงานของโปรแกรมชั่วคราว ช่วงเวลาที่กำหนดเวลา ลบค่าก่อนหน้าที่เก็บไว้ในหน่วยความจำภายนอกออกจากค่าใหม่ของตัวนับนาฬิกา ค้นหาอัตราส่วนของผลต่างผลลัพธ์กับช่วงเวลาที่ผ่านไป นี่จะเป็นความถี่สัญญาณนาฬิกา
ไม่มีประโยชน์ที่จะคำนึงถึงการปรับรอบการใช้งานเมื่อบันทึกผลลัพธ์ระดับกลาง เนื่องจากค่านี้มีขนาดหลายคำสั่งน้อยกว่าจำนวนรอบของตัวประมวลผลใน 1 วินาที
เราใช้ฟังก์ชันระบบ Sleep() ซึ่งจะหยุดเธรดตามระยะเวลาที่กำหนด
โมฆะการนอนหลับ (ใน DWORD dwMilliseconds);
รวมไฟล์ส่วนหัว: windows.h (ประกาศใน winbase.h)
การใช้งานซอฟต์แวร์มีลักษณะดังนี้:
ไม่ได้ลงนามintuHigh, uLow;
rdtsc;รับจำนวนรอบของตัวประมวลผลจาก
;จุดเริ่มต้นของการทำงาน
mov uLow, EAX; บันทึกส่วนล่าง
mov uHigh, EDX; รักษาส่วนที่สูงที่สุด
EAX ย่อย, uLow; ความแตกต่างของส่วนล่างของค่าตัวนับนาฬิกา
sbb EDX, uHigh; ความแตกต่างของส่วนสูงสุดโดยคำนึงถึงแฟล็ก
;carry CF (แครี่ แฟล็ก)
mov uLow, EAX; รักษาความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ไว้ที่
mov uHigh, EDX; ตัวแปร uHigh และ uLow
ในช่วงเริ่มต้นของงานในห้องปฏิบัติการมีข้อสังเกตว่าโปรเซสเซอร์ที่มีความถี่ 1 GHz ควรใช้เวลา 4.2 วินาทีในการเพิ่มตัวเลขลำดับต่ำของจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกา หากความถี่ของโปรเซสเซอร์สูงกว่ามาก เพื่อความง่าย คุณควรลดเวลาหยุดชั่วคราว เช่น เหลือ 500 มิลลิวินาทีหรือน้อยกว่านั้น คุณควรคำนึงถึงเวลานี้เมื่อแปลงความถี่เป็น MHz
โปรเซสเซอร์กลาง (CPU หรือหน่วยประมวลผลกลาง - CPU; หน่วยประมวลผลกลางภาษาอังกฤษ, CPU, ตัวอักษร - หน่วยประมวลผลกลาง) - ผู้ดำเนินการคำสั่งเครื่อง, ส่วน ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์หรือตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ มีหน้าที่ดำเนินการตามโปรแกรมที่กำหนด MP มีโครงสร้างที่ซับซ้อนในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ วงจรลอจิก- ส่วนประกอบประกอบด้วย:
1) ALU เป็นอุปกรณ์ทางคณิตศาสตร์-ตรรกะที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการทางคณิตศาสตร์และ การดำเนินการเชิงตรรกะที่อยู่ข้อมูลและหน่วยความจำ
2) ลงทะเบียนหรือหน่วยความจำไมโครโปรเซสเซอร์
Ultra-RAM ซึ่งทำงานด้วยความเร็วของโปรเซสเซอร์ ALU ทำงานร่วมกับพวกมันได้
3) CU - ชุดควบคุม - ควบคุมการทำงานของโหนด MP ทั้งหมดโดยการสร้างและส่งพัลส์ควบคุมไปยังส่วนประกอบอื่น ๆ ที่มาจาก
เครื่องกำเนิดนาฬิกาควอทซ์ซึ่งเมื่อเปิดพีซีจะเริ่มสั่นด้วย
ความถี่คงที่ ความผันผวนเหล่านี้ส่งผลต่อการทำงานของมาเธอร์บอร์ดทั้งหมด โปรเซสเซอร์ “พูดคุย” กับอุปกรณ์อื่นๆ (RAM) โดยใช้ข้อมูล ที่อยู่ และบัสควบคุม ความกว้างของบัสจะเป็นผลคูณของ 8 เสมอ (เป็นที่ชัดเจนว่าทำไม ถ้าเราจัดการกับไบต์) และจะแปรผันระหว่าง การพัฒนาทางประวัติศาสตร์ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์และจะแตกต่างกันสำหรับรุ่นที่แตกต่างกัน และสำหรับบัสข้อมูลและบัสที่อยู่ก็ไม่เหมือนกันด้วย
ความกว้างของบัสข้อมูลระบุจำนวนข้อมูล (จำนวนไบต์) ที่สามารถถ่ายโอนได้ในแต่ละครั้ง (ต่อรอบสัญญาณนาฬิกา) จำนวน RAM สูงสุดที่โปรเซสเซอร์สามารถทำงานได้นั้นขึ้นอยู่กับความกว้างของแอดเดรสบัส
กำลัง (ประสิทธิภาพ) ของโปรเซสเซอร์ไม่เพียงได้รับผลกระทบจากความถี่สัญญาณนาฬิกาและความกว้างของบัสข้อมูลเท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญอีกด้วย
ข้อมูลจำเพาะของโปรเซสเซอร์:
1 .ความถี่สัญญาณนาฬิกา คือจำนวนการดำเนินการที่โปรเซสเซอร์สามารถทำได้ต่อวินาที หน่วยวัดคือ MHz และ GHz (เมกะเฮิรตซ์และกิกะเฮิรตซ์) 1 MHz หมายความว่าโปรเซสเซอร์สามารถทำงานได้ 1 ล้านการดำเนินการต่อวินาที หากโปรเซสเซอร์คือ 3.16 GHz ดังนั้นจึงสามารถทำงานได้ 3 พันล้าน 166 ล้านการดำเนินการใน 1 วินาที
ความเร็วสัญญาณนาฬิกามีสองประเภท - ภายในและภายนอก
ความเร็วสัญญาณนาฬิกาภายใน-นี้ ความถี่สัญญาณนาฬิกา, sซึ่งทำงานภายในโปรเซสเซอร์
ความถี่สัญญาณนาฬิกาภายนอกหรือความถี่บัสระบบคือความถี่สัญญาณนาฬิกา, s
ซึ่งมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์และ RAM ของคอมพิวเตอร์
จนถึงปี 1992 โปรเซสเซอร์มีความถี่ภายในและภายนอกเท่ากัน และในปี 1992 บริษัทอินเทลเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 80486DX2 ซึ่งความถี่ภายในและภายนอกแตกต่างกัน
ความถี่ภายในสูงกว่าความถี่ภายนอก 2 เท่า โปรเซสเซอร์ดังกล่าวสองประเภทเปิดตัวด้วยความถี่ 25/50 MHz และ 33/66 MHz จากนั้น Intel เปิดตัวโปรเซสเซอร์ 80486DX4 พร้อมความถี่ภายในสามเท่า (33/100 MHz)
ตัวอย่างเช่นในโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ 3 GHz ความถี่บัสระบบคือ 800 MHz
2 .คุณสมบัติหลักอีกประการหนึ่งของโปรเซสเซอร์คือความจุบิต.
ความจุของโปรเซสเซอร์ถูกกำหนดโดยความจุของรีจิสเตอร์
คอมพิวเตอร์สามารถทำงานพร้อมกันกับชุดข้อมูลจำนวนจำกัด ชุดนี้ขึ้นอยู่กับความลึกบิตของรีจิสเตอร์ภายใน ตัวเลขเป็นหน่วยเก็บข้อมูล ในรอบการทำงานหนึ่ง คอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลปริมาณข้อมูลที่สามารถบรรจุลงในรีจิสเตอร์ได้ หากรีจิสเตอร์สามารถจัดเก็บข้อมูลได้ 8 หน่วย แสดงว่าเป็น 8 บิต และตัวประมวลผลจะเป็น 8 บิต ถ้ารีจิสเตอร์เป็น 16 บิต ตัวประมวลผลจะเป็น 16 บิต เป็นต้น ยิ่งโปรเซสเซอร์มีความจุมากขึ้น ข้อมูลก็จะประมวลผลได้มากขึ้นในรอบสัญญาณนาฬิกาเดียว ซึ่งหมายความว่าโปรเซสเซอร์จะทำงานได้เร็วยิ่งขึ้น
โปรเซสเซอร์ Pentium 4 เป็นแบบ 32 บิต ปัจจุบันมีโปรเซสเซอร์แบบ 64 บิตเพิ่มมากขึ้น
แคช 3.CPU- ค่อนข้างเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญ ยิ่งมีขนาดใหญ่ ข้อมูลก็ยิ่งถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำพิเศษซึ่งจะทำให้โปรเซสเซอร์เร็วขึ้น แคชของโปรเซสเซอร์ประกอบด้วยข้อมูลที่อาจจำเป็นในอนาคตอันใกล้นี้ เพื่อที่คุณจะได้ไม่สับสนเกี่ยวกับระดับแคช โปรดจำคุณสมบัติหนึ่งไว้: แคชระดับแรกนั้นเร็วที่สุด แต่เล็กที่สุด ระดับที่สองช้ากว่า แต่ใหญ่กว่า และแคชระดับที่สามนั้นช้าที่สุดและใหญ่ที่สุด (ถ้า มันมีอยู่)
4.กระบวนการทางเทคนิค (บางครั้งเป็นเทคโนโลยีการเขียน)- ไม่ใช่คุณสมบัติหลักของโปรเซสเซอร์สำหรับคนทั่วไป แต่คุณจำเป็นต้องรู้เพื่อทำความเข้าใจบทความที่ลึกซึ้งบนเว็บไซต์คอมพิวเตอร์ ยิ่งกระบวนการเล็กลงก็ยิ่งดีตามที่พวกเขาพูด อันที่จริงนี่คือพื้นที่ของคริสตัลบนโปรเซสเซอร์ ยิ่งคริสตัลมีขนาดเล็กเท่าไร คุณก็ยิ่งสามารถใส่คริสตัลได้มากขึ้นเท่านั้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความถี่สัญญาณนาฬิกา และคริสตัลที่มีขนาดเล็กกว่าจะต้องมีแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า ดังนั้นการกระจายความร้อนจึงลดลง ดังนั้นคุณจึงสามารถเพิ่มความถี่สัญญาณนาฬิกาได้อีกครั้ง ห่วงโซ่นี้เป็นตัวอย่างเพื่อให้คุณเข้าใจว่าทุกสิ่งเชื่อมโยงถึงกันอย่างไร กระบวนการทางเทคนิคอาจไม่ได้เขียนไว้ในรายการราคา แต่มักกล่าวถึงในบทวิจารณ์เกือบทุกครั้ง
5.ซ็อกเก็ต– จำเป็นต้องใช้พารามิเตอร์นี้เพื่อสร้างมาตรฐานให้กับโปรเซสเซอร์ทั้งหมดตามตัวเชื่อมต่อที่เชื่อมต่อกับเมนบอร์ด ตัวอย่างเช่น ซ็อกเก็ต LGA775 - หากคุณพบคุณสมบัติดังกล่าวบนมาเธอร์บอร์ดเฉพาะโปรเซสเซอร์ที่มีป้ายกำกับว่า Socket LGA775 และไม่มีตัวอื่นใดที่จะเหมาะกับมัน ใช้กฎตรงกันข้ามเช่นกัน
ระบบอินเทอร์เฟซคือ:
บัสควบคุม (CB) - ออกแบบมาเพื่อส่งสัญญาณพัลส์ควบคุมและซิงโครไนซ์สัญญาณไปยังอุปกรณ์พีซีทั้งหมด - แอดเดรสบัส (ABA) - ออกแบบมาเพื่อส่งรหัสที่อยู่ของเซลล์หน่วยความจำหรือพอร์ตอินพุต/เอาท์พุตของอุปกรณ์ภายนอก
Data bus (SD) - ออกแบบมาเพื่อการส่งบิตทั้งหมดของรหัสตัวเลขแบบขนาน -พาวเวอร์บัส - สำหรับเชื่อมต่อยูนิตพีซีทั้งหมดเข้ากับระบบจ่ายไฟ
ระบบอินเทอร์เฟซให้การถ่ายโอนข้อมูลสามทิศทาง:
ระหว่าง MP และ RAM
ระหว่าง MP และพอร์ตอินพุต/เอาท์พุตของอุปกรณ์ภายนอก
ระหว่าง RAM และพอร์ต I/O ของอุปกรณ์ภายนอก
การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์และ บัสระบบเกิดขึ้นโดยใช้รหัส ASCII
หน่วยความจำ
หน่วยความจำเป็นอุปกรณ์สำหรับจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบของข้อมูลและโปรแกรม หน่วยความจำแบ่งออกเป็นหน่วยความจำภายในเป็นหลัก (อยู่ที่ บอร์ดระบบ) และภายนอก (อยู่บนสื่อจัดเก็บข้อมูลภายนอกที่หลากหลาย)
หน่วยความจำภายในแบ่งออกเป็น:
- รอม(หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว) หรือ ROM (หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว) ซึ่งประกอบด้วย - ข้อมูลถาวรที่บันทึกไว้แม้ในขณะที่ปิดเครื่องซึ่งทำหน้าที่ทดสอบหน่วยความจำและฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ บูตสแตรปพีซีเมื่อเปิดเครื่อง การบันทึกลงในตลับ ROM พิเศษจะเกิดขึ้นที่โรงงานของผู้ผลิตพีซีและมีลักษณะเฉพาะตัว ปริมาณ ROM มีขนาดค่อนข้างเล็ก - ตั้งแต่ 64 ถึง 256 KB
- แกะ(หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม) หรือ RAM (หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม) ใช้สำหรับจัดเก็บการทำงานของโปรแกรมและข้อมูลที่บันทึกไว้ในช่วงเวลาการทำงานของพีซีเท่านั้น มีความผันผวนเมื่อปิดเครื่องข้อมูลจะสูญหาย OP โดดเด่นด้วยฟังก์ชันพิเศษและการเข้าถึงเฉพาะ:
OP ไม่เพียงจัดเก็บข้อมูลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโปรแกรมที่กำลังดำเนินการอยู่ด้วย
o MP มีความสามารถในการเข้าถึง OP ได้โดยตรง โดยข้ามระบบอินพุต/เอาท์พุต
แคช -มีเวลาเข้าถึงสั้น ใช้สำหรับจัดเก็บผลลัพธ์ระดับกลางชั่วคราวและเนื้อหาของเซลล์ OP และรีจิสเตอร์ที่ใช้บ่อยที่สุด
การจัดระเบียบหน่วยความจำแบบลอจิคัล - การกำหนดแอดเดรสการจัดวางข้อมูลถูกกำหนดโดยซอฟต์แวร์ที่ติดตั้งบนพีซี ได้แก่ ระบบปฏิบัติการ
หน่วยความจำภายนอกอุปกรณ์หน่วยความจำภายนอกมีความหลากหลายมาก การจำแนกประเภทที่เสนอคำนึงถึงประเภทของสื่อ เช่น วัตถุวัตถุที่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้
เทปไดรฟ์ในอดีตปรากฏเร็วกว่าดิสก์ไดรฟ์แม่เหล็ก รีลไดรฟ์ใช้ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์และเมนเฟรม
แผ่นดิสก์อ้างถึงสื่อที่เข้าถึงโดยตรง เช่น พีซีสามารถเข้าถึงแทร็กที่ส่วนที่มีข้อมูลที่จำเป็นเริ่มต้นหรือตำแหน่งที่จำเป็นต้องบันทึก ข้อมูลใหม่, โดยตรง.
ดิสก์แม่เหล็ก(MD) - วัสดุแม่เหล็กที่มีคุณสมบัติพิเศษที่สามารถบันทึกการเกิดแม่เหล็กได้สองทิศทางจะใช้เป็นสื่อในการจัดเก็บ วันนี้ไม่ค่อยได้ใช้.
ฮาร์ดดิสหรือ “ฮาร์ดไดรฟ์” ทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์หรือเซรามิกและเคลือบด้วยเฟอร์โรแลคเกอร์ พร้อมด้วยบล็อกหัวแม่เหล็กวางอยู่ในกล่องที่ปิดสนิท เนื่องจากการบันทึกที่หนาแน่นมากความจุจึงสูงถึงหลายกิกะไบต์และประสิทธิภาพยังสูงกว่าดิสก์แบบถอดได้ (เนื่องจากความเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้นเนื่องจากดิสก์ได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนากับแกนหมุน) แบบจำลองแรกปรากฏที่ IBM ในปี พ.ศ. 2516 โดยมีความจุ 16 KB และ 30 แทร็ก/30 เซกเตอร์ ซึ่งบังเอิญเกิดขึ้นพร้อมกับลำกล้องของปืนลูกซอง Winchester ยอดนิยมขนาด 30"730"
LMD แต่ละตัวต้องผ่านขั้นตอน การจัดรูปแบบระดับต่ำ- ข้อมูลการบริการจะถูกบันทึกไว้ในสื่อบันทึกซึ่งกำหนดโครงร่างของกระบอกสูบของดิสก์เป็นเซกเตอร์และหมายเลขเซกเตอร์ที่ชำรุดจะถูกทำเครื่องหมายเพื่อแยกออกจากการทำงานของดิสก์ พีซีมีไดรฟ์หนึ่งหรือสองตัว รางรถไฟเส้นหนึ่งสามารถพังได้โดยใช้ โปรแกรมพิเศษลงบนโลจิคัลไดรฟ์หลายตัวและทำงานร่วมกับฮาร์ดไดรฟ์ต่างๆ
จีซีดี(ออปติคัลดิสก์ไดรฟ์) ดิสก์แบบเลเซอร์หรือคอมแพคดิสก์ (ซีดี, ดีวีดี) ในออปติคัลไดรฟ์ของพีซี แทร็กนี้ถูกอ่านด้วยลำแสงเลเซอร์ เนื่องจากการบันทึกมีความหนาแน่นสูง จึงมีความจุสูงสุด 8 GB
หน่วยความจำแฟลช- ประเภทของหน่วยความจำที่เขียนซ้ำได้แบบไม่ลบเลือนของเซมิคอนดักเตอร์โซลิดสเตต (PROM)
สามารถอ่านได้หลายครั้งตามต้องการ (ภายในระยะเวลาจัดเก็บข้อมูล โดยทั่วไปคือ 10-100 ปี) แต่สามารถเขียนลงในหน่วยความจำดังกล่าวได้ในจำนวนจำกัดเท่านั้น (สูงสุด - ประมาณหนึ่งล้านรอบ) หน่วยความจำแฟลชเป็นเรื่องปกติและสามารถทนต่อรอบการเขียนซ้ำได้ประมาณ 100,000 รอบ ซึ่งมากกว่าฟล็อปปี้ดิสก์หรือ CD-RW ที่สามารถทนต่อได้