Характеристики процессора и внутренней памяти компьютера (быстродействие, разрядность, объем памяти и др.)
Характеристики
процессора и внутренней памяти компьютера (быстродействие, разрядность, объем
памяти и др.)
А.П.Шестаков
Необычайно быстрое развитие
вычислительной техники приводит к тому, что одновременно в употреблении
находится большое количество компьютеров с достаточно разнообразными
характеристиками. Поэтому очень полезно знать, каковы основные характеристики
узлов компьютера, на что они влияют и как их подбирать. Здесь будут рассмотрены
параметры наиболее важных устройств компьютера, таких как процессор и
внутренняя память.
Начнем с процессора. Очевидно, что
пользователя в первую очередь интересует его производительность, т.е. скорость
выполнения предложенной процессору задачи. Традиционно быстродействие
процессора измерялось путем определения количества операций в единицу времени,
как правило, в секунду. До тех пор, пока машины выполняли только вычисления,
такой показатель был достаточно удобен. Однако по мере развития вычислительной
техники количество видов обрабатываемой информации возрастало, и обсуждаемый
показатель перестал быть универсальным. В самом деле, в простейшем случае даже
количество арифметических действий над целыми и над вещественными числами может
для одного и того же компьютера отличаться на порядок! Что говорить о скорости
обработки графической или видео информации, которые к тому же зависят не только
от самого процессора, но и от устройства видеоблоков компьютера... Кроме того,
современные процессоры, например, Pentium, имеют очень сложное внутренне
устройство и могут выполнять машинные команды параллельно. Иными словами,
процессор может одновременно выполнять несколько разных инструкций, а значит,
время завершения команды уже зависит не только от нее самой, но и от
"соседних" операций! Таким образом, количество выполняемых за секунду
операций перестает быть постоянным и выбирать его в качестве характеристики
процессора не очень удобно.
Именно поэтому сейчас получила
широкое распространение другая характеристика скорости работы процессора – его
тактовая частота. Рассмотрим данную величину подробнее. Любая операция
процессора (машинная команда) состоит из отдельных элементарных действий –
тактов. Для организации последовательного выполнения требуемых тактов друг за
другом, в компьютере имеется специальный генератор импульсов, каждый из которых
инициирует очередной такт машинной команды (какой именно, определяется
устройством процессора и логикой выполняемой операции). Очевидно, что чем чаще
следуют импульсы от генератора, тем быстрее будет выполнена операция, состоящая
из фиксированного числа тактов. Из сказанного следует, что тактовая частота
определяется количеством импульсов в секунду и измеряется в мегагерцах – т.е.
миллионах импульсов за 1 сек. Разумеется, тактовая частота не может быть
произвольно высокой, поскольку в какой-то момент процессор может просто
"не успеть" выполнить очередной такт до прихода следующего импульса.
Однако инженеры делают все возможное для повышения значения этой характеристики
процессора, и на данный момент тактовая частота самых современных процессоров
уже превышает 1000 МГц, т.е. 1 ГГц (1 гигагерц).
Следует четко представлять, что
сравнение тактовых частот позволяет надежно определить, какой из двух
процессоров более быстродействующий только в том случае, если оба процессора
устроены примерно одинаково. Если же попытаться сравнить процессоры,
произведенные разными изготовителями и работающие по разным принципам, можно
получить абсолютно неправильные выводы. В самом деле, если в одном из
процессоров команда выполняется за 2 такта, а в другом – за 3, то при
совершенно одинаковой частоте первый будет работать в полтора раза быстрее!
Кроме того, не нужно забывать, что производительность современной компьютерной
системы определяется не только быстродействием отдельно взятого процессора, но
и скоростями работы остальных узлов компьютера и даже способами организации
всей системы в целом: очевидно, что чрезмерно быстрый процессор будет вынужден
постоянно простаивать, ожидая, например, медленно работающую память; или другой
пример – очень часто простое увеличение объема ОЗУ дает гораздо больший эффект,
чем замена процессора на более быстрый.
Косвенно скорость обработки
информации зависит и еще от одного параметра процессора – его разрядности. Под
разрядностью обычно понимают число одновременно обрабатываемых процессором
битов. Формально эта величина есть количество двоичных разрядов в регистрах
процессора и для современных моделей она равна 32. Тем не менее, все не так
просто. Дело в том, что помимо описанной "внутренней" разрядности
процессора существует еще разрядность шины данных, которой он управляет, и
разрядность шины адреса. Эти характеристики далеко не всегда совпадают (данные
для таблицы взяты из книги М.Гука "Процессоры Intel: от 8086 до Pentium
II". – СПб.: Питер, 1997):
|
Процессор
Похожие работы на - Характеристики процессора и внутренней памяти компьютера (быстродействие, разрядность, объем памяти и др.)
|