Процессоры персональных компьютеров

В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

План.

I.Теоретическая часть. ……………………………………………… 1
1.Введение …………………………………………………………… ..1
2.Основные характеристики микропроцессоров ……………………………… 2
2.1.Архитектура микропроцессоров……………………………………………………..8
2.2.Кэш-память ………………………………………………………...13
2.3.Основные характеристики некоторых процессоров из семейства x86 …………...16
3.Заключение. …………………………………………………………20
II.Практическая часть ………………………………………………22
1.Общая характеристика задачи …………………………………………22
2.Описание алгоритма решения задачи…………………………………………. 23
3.Выбор ППП. …………………………………………………………24
4.Проектирование форм выходных документов и
графическое представление данных по выбранной задаче …………………..….25
5.Инструкция пользователя ………………………………………………31
6. Список литературы…………………………………………………………… 34

I.Теоретическая часть.
1.Введение

В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и мало известным широкой публике. Однако в1971 г. произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструмент десятков миллионов людей. В том, вне всякого сомнения, знаменательном году никому не известная фирма Intel из небольшого американского городка с красивым названием Санта-Клара (шт. Калифорния), выпустила первый микропроцессор i4004. Именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительных систем - персональных компьютеров, которыми теперь пользуются, по существу, все, от учащихся начальных классов и бухгалтеров до маститых ученых и инженеров. Этим машинам, не занимающим и половины поверхности обычного письменного стола, покоряются все новые и новые классы задач, которые ранее были доступны (а по экономическим соображениям часто и недоступны - слишком дорого тогда стоило машинное время мэйнфреймов и мини-ЭВМ) лишь системам, занимавшим не одну сотню квадратных метров. Наверное, никогда прежде человек не имел в своих руках инструмента, обладающего столь колоссальной мощью при столь микроскопических размерах.

2.Основные характеристики микропроцессоров

Неотъемлемым компонентом любой ЭВМ является центральный процессор. В современных ПК функции центрального процессора выполняют микропроцессоры (МП). В настоящее время выпускается несколько сотен различных микропроцессоров, но среди микропроцессоров, используемых в ПЭВМ, наиболее популярными являются микропроцессоры семейства x86. Конструктивно современный микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему, реализованную на одном полупроводниковом кристалле – тонкой пластинке кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров (рис.1). На ней размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми выводами с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера. Основные функции микропроцессора – выполнение вычислений, пересылка данных между внутренними регистрами, управление ходом вычислительного процесса. Микропроцессор непосредственно взаимодействует с оперативной памятью и контроллерами системной платы. Главными носителями информации внутри процессора служат регистры. В состав микропроцессора входят АЛУ (арифметико-логическое устройство), устройство управления, внутренние регистры. Устройство управления вырабатывает управляющие сигналы для управления команд, АЛУ-арифметические и логические операции над данными. Они состоят из нескольких блоков, например, блока обработки целых чисел и блока обработки с плавающей точкой. В современных микропроцессорах в основу работы каждого блока положен принцип конвейера, который заключается в следующем. Реализация каждой машинной команды разбивается на отдельные этапы (как правило, это выборка команды из памяти, декодирования, выполнение и запись результата). Выполнение следующей команды программы может быть начато до завершения предыдущей (например, пока первая команда выполняется, вторая может декодироваться, третья выбираться и т.д.).

Рис. 1. Структурная схема микропроцессора

Таким образом, одновременно микропроцессор может выполнять несколько следующих друг за другом команд программы, и время на выполнение блока команд уменьшается в несколько раз. Если в микропроцессоре имеется несколько блоков обработки, в основу работы которых положен принцип конвейера, то его архитектуру называют суперскалярной. Поскольку в программе могут встречаться команды передачи управления, выполнения которых зависит от результатов выполнения предшествующих команд, в современных микропроцессорах при использовании конвейерной архитектуры предусматриваются механизмы предсказания переходов - так называемое «исполнение по предположению с изменением последовательности». Это означает, что если в очереди команд появилось команда условного перехода, предсказывается, какая команда будет выполняться следующей до определения перехода. Выбранная ветвь программы выполняется в конвейере, но запись результата осуществляется только после вычисления признака перехода в случае, если переход выбран верно. Если выбор ветви программы ошибочен, микропроцессору приходится вернуться назад и выполнить правильные операции в соответствии с вычисленным признаком перехода.
В зависимости о того, в каком формате процессор способен воспринимать и обрабатывать данные, различают микропроцессоры с фиксированной точкой и микропроцессоры с плавающей точкой. При заданной точности вычислений и разрядности, диапазон чисел, представимых в формате с плавающей точкой значительно превышает диапазон чисел в формате с фиксированной точкой. Поэтому вычисления с плавающей точкой используются для обеспечения повышенной точности результата. Реализация подобных алгоритмов на процессорах с фиксированной точкой влечет за собой большое время вычислений и, следовательно, снижение быстродействия системы. Процессоры с плавающей точкой способны выполнять арифметические операции над числами с плавающей точкой с помощью одной команды. Поэтому они выполняют подобные вычисления значительно быстрее, чем процессоры с фиксированной точкой.
Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и являются невзаимозаменяемыми. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим процессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовместимы или ограниченно совместимы на программном уровне. Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейства процессоров. Например, все процессоры Intel Pentium относятся к так называемому семейству х86. Родоначальником этого семейства был 16-разрядный процессор 8086, на базе которого собиралась первая модель компьютера IBM РС. Впоследствии сменилось восемь поколений процессоров фирмы Intel: 8088, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II Pentium III, Pentium IV.
На физическом уровне микропроцессор взаимодействует с памятью и системой ввода-вывода через единый набор системных шин – внутрисистемную магистраль. Она в общем случае состоит из:
- шины данных DB (Data Bus), по которой происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, по которой за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.
- шины адреса AB (Address Bus). У большинства современных процессоров адресная шина 32-разрядная, т.е. состоит из 32 параллельных линий. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то линии или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Комбинации из 32 нолей и единиц образуют 32 разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.
- шины управления CB (Control Bus), по которым передаются управляющие сигналы, реализующие циклы обмена информацией и управляющие работой системы.
В процессорах семейства х86 различают реальный, защищенный и виртуальный режимы работы.
Реальный режим соответствует возможностям первых процессоров 8086/8088, имеющих 20 разрядную адресную шину, позволяя адресовать не более 1 Мбайт (220) памяти. Чтобы поддержать совместимость с ранее разработанными программами, все последующие процессоры поддерживают реальный режим, используя при этом свои минимальные возможности.
Защищенный режим появился впервые в МП 80286. В этом режиме, если физическая память полностью загружена, «непоместившиеся» данные МП располагает на винчестере. При этом он работает не с реальными, а с виртуальными адресами, которые управляются через специальные таблицы, с тем чтобы информацию можно было найти (или снова записать). Эту память называют еще виртуальной памятью, так как фактически она не существует.
Кроме того, в защищенном режиме возможна поддержка мультизадачного режима. При этом СРU может выполнять различные программы в выделенные кванты времени, выпадающие на каждую из программ (пользователю же кажется, что программы выполняются одновременно).
Виртуальный режим. Впервые, начиная с процессора 386, СРU могут эмулировать работу нескольких процессоров 8086 и тем самым обеспечить многопользовательский режим таким образом, что на одном ПК могут быть записаны одновременно даже различные операционные системы. Естественно, увеличивается и возможное количество выполняемых приложений.
Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Ранние модели процессоров х8б имели рабочее напряжение 5 В. С переходом к процессорам Intel Pentium оно было понижено до 3,3 В, а в настоящее время оно составляет менее 3 В., причем ядро процессора питается пониженным напряжением 2,2 В и менее. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры х86 были 16-разрядными. Начиная с процессора 80386, они имеют 32-разрядную архитектуру. Современные процессоры семейства Intel Pentium остаются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется разрядностью внутренних регистров).
Рабочая тактовая частота (таб.1) и коэффициент ее внутреннего умножения. В процессоре исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. Тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты процессоров уже превосходит миллиард тактов в секунду (1 ГГц). Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая по чисто физическим причинам не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет сотни МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и более. Например, частота МП 2,4 ГГц — частота системной шины в 400 МГц, умноженная на коэффициент 6.

Тип процессора
Частота (МГц) Разрядность
шины
данных Разрядность
шины
адреса Адресное пространство
8086 4-12 16 20 1 Мб
80286 8-20 16 24 16 Мб
80386 25-40 32 32 4 Гб
80486 33-100 32 32 4 Гб
Pentium 75-200 64 32 4 Гб
Pentium II 200-300 64 32 4 Гб
Pentium III 500-1000 64 32 4 Гб
Pentium IV 1300-1500 64 32 4 Гб

Таб.1.Характеристики процессоров

2.1.Архитектура микропроцессоров.

Рис 2. Архитектура типового микропроцессора

Архитектура микропроцессора определяет возможности микропроцессора по аппаратной и программной реализации функций, необходимых для построения микропроцессорной системы. Понятие архитектуры микропроцессора отражает:
- его структуру, т.е. совокупность компонентов, составляющих микропроцессор, и связей между ними; для использования достаточно ограничиться регистровой моделью микропроцессора;
- способы предоставления и формы данных;
- способы обращения ко всем программно – доступным для пользователя элементам структуры (адресация к регистрам, ячейкам постоянной и оперативной памяти, внешним устройствам);
- набор операций, выполняемых микропроцессором;
- характеристики управляющих слов и сигналов, вырабатываемых микропроцессором и поступающим в него извне;
- реакцию на внешние сигналы (система обработки прерываний и т.п.)
Анализируя адресные пространства программ и данных, определяют МП с архитектурой фон Неймана (память программ и память данных находится в едином пространстве и нет никаких признаков, указывающих на тип информации в ячейке памяти) и МП с архитектурой Гарвардской лаборатории (память программ и память данных разделены, имеют свои адресные пространства и способы доступа к ним),
Существует несколько подходов к классификации микропроцессоров по типу архитектуры. Так, выделяют МП с CISC (Complete Instruction Set Computer) архитектурой, характеризуемой полным набором команд, и RISC (Reduce Instruction Set Computer) архитектурой, которая определяет систему с сокращенным набором команд одинакового формата, выполняемых за один такт МП. Определяя в качестве основной характеристики МП разрядность, выделяют следующие типы МП архитектуры:
- с фиксированной разрядностью и списком команд (однокристальные);
- с наращиваемой разрядностью (секционные) и микропрограммным управлением.
Процессоры с архитектурой х86 находят широкое применение и в высокопроизводительных вычислительных системах. Сейчас различные модели этого семейства выпускают компании Advanced Micro Devices (AMD), Cyrix Corp и NexGen.
В соответствии с системой команд, как было отмечено выше, процессоры относятся к СISС-архитектуре. Их главными особенностями с точки зрения использования в высокопроизводительных вычислительных системах, являются:
- двухпотоковая суперскалярная организация, допускающая параллельное выполнение пары простых команд;
- наличие двух независимых двухканальных множественно-ассоциативных кэшей для команд и для данных, обеспечивающих выборку данных для двух операций в каждом такте;
-динамическое прогнозирование переходов;
- конвейерная организация устройства плавающей точки с 8 ступенями;
- двоичная совместимость с существующими процессорами семейства х86.
Процессоры с архитектурой SPARK компании Sun Microsystems.. Масштабируемая процессорная архитектура компании Sun Microsystems (SPARK —Scalable Processor Architecture) является наиболее широко распространенной RISK-архитектурой, отражающей доминирующее положение компании на рынке UNIX-рабочих станций и серверов. Процессоры с архитектурой SPARK изготавливаются несколькими производителями, среди которых следует отметить компании Texas Instruments, Fujitsu, LSI Logic, Bipolar International Technology, Philips и Cypress Semiconductor. Эти компании осуществляют поставки процессоров SPARK не только самой Sun Microsystems., но и другим известным производителям вычислительных систем, например Sol Bourne, Toshiba, Matsushita, Tatung и Cray Research.
Процессоры PA-RISK компании Hewlett-Packard. Основой разработки современных изделий Hewlett-Packard выступает архитектура PA-RISK. Она была разработана компанией в 1986 г. и с тех пор прошла несколько стадий своего развития благодаря успехам интегральной технологии от многокристального до однокристального исполнения.
Особенностью архитектуры PA-RISK является внекристальная реализация кэша, что позволяет реализовать различные объемы памяти и оптимизировать конструкцию в зависимости от условия применения. Хранение команд и данных осуществляется в раздельных кэшах, причем процессор соединяется с ними с помощью высокоскоростных 64-битовых шин. Кэш-память реализуется на высокоскоростных кристаллах статической памяти (SPAM), синхронизация которых осуществляется непосредственно тактовой частоте процессора.
Процессор МС88110 компании Моtorolа (рис. 3)

Рис.3 Микропроцессор MC88110 компании Motorola.

Этот процессор относится к разряду суперскалярных RISK-процессоров. Основные особенности связаны с использованием принципов суперскалярной обработки, двух восьмипортовых регистровых файлов, десяти независимых исполнительных устройств, больших по объему внутренних кэшей и широких магистралей данных.
При построении многопроцессорной системы все процессоры и основная память размещаются на одной плате. Для обеспечения хорошей производительности системы каждый процессор в такой конфигурации снабжается кэш-памятью второго уровня емкостью 256 Кбайт. Протокол поддержания когерентного состояния кэш-памяти (протокол наблюдения) базируется на методике записи с аннулированием, гарантирующей размещение модифицированной копии строки кэш-памяти только в. одном из кэшей системы. Протокол позволяет несколькими процессорам иметь одну и ту же копию строки кэш-памяти этом если один из процессоров выполняет запись в память (общую строку кэш-памяти), другие процессоры уведомляются: том, что их копии являются недействительными и должны аннулированы.
Архитектура МIPS компании МIPS Technology. Архитектура МIPS была одной из первых RISK -архитектур, получившей признание со стороны промышленности. Она была анонсирована в 1986 г. Первоначально это была полностью 32-битовая архитектура, которая включала в себя 32 регистра общего назначения длиною в 32 бит, 16 регистров плавающей точки и специальную пару регистров для хранения результатов выполнения операций целочисленного умножения и деления. Размер команд составлял 32 бит, в ней поддерживался всего один метод адресации, а адресное пространство также определялось 32 битами.
Архитектура Аlpha компании DЕС. Первым на рынке появился 64 -разрядный микропроцессор Аlpha (DЕСсiр21064). Он представляет собой RISK -процессор в однокристальном исполнении, в состав которого входят устройства целочисленной и плавающей арифметики, а также кэш-память емкостью 16 Кб. Кристалл проектировался с учетом реализации передовых методов увеличения производительности, включая конвейерную организацию всех функциональных устройств, одновременную выдачу нескольких команд для выполнения, а также средства организации симметричной многопроцессорной обработки.
Микропроцессор Аlpha 21164 представляет собой вторую полностью новую реализацию архитектуры Аlpha, обеспечивает производительность около 1200 МIPS и выполняет до четырех инструкций за такт. Ключевыми моментами для реализации высокой производительности является суперскалярный режим работы процессора, обеспечивающий выдачу для выполнения до четырех команд; дом такте, высокопроизводительная неблокируемая подсистема памяти с быстродействующей кэш-памятью первого уровня, большая, размещенная на кристалле, кэш-память второго уровня и уменьшенная задержка выполнения операций во всех функциональных устройствах.
Архитектура РОWЕR компании IВМ и РоwerРС компаний Моtorola, Аррlе и IВМ. Архитектура РОWЕR во многих отношениях представляет собой традиционную RISK-архитектуру. Она придерживается наиболее важных отличительных особенностей RISK: фиксированной длины команд, архитектуры регистр-регистр, простых способов адресации, простых (не требующих интерпретации) команд, большого регистрового файла и трехоперандного (неразрушительного) формата команд. Однако архитектура РОWЕR имеет также несколько дополнительных свойств, которые отличает ее от других RISK -архитектур.
Во-первых, набор команд основан на идее суперскалярной обработки. Во-вторых, архитектура РОWЕR расширена несколькими «смешанными» командами для сокращения времени выполнения. Третий фактор, который отличает архитектуру РОWЕR многих других RISK -архитектур, заключается в отсутствии механизма «задержанных переходов». Обычно этот механизм обеспечивает выполнение команды, следующей за командой условного перехода, перед выполнением самого перехода. Методика реализации условных переходов, используемая в архитектуре РОWЕR, является четвертым уникальным свойством по сравнению с другими RISK процессорами.

2.2.Кэш-память
Кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств, таких, например как динамическая память с относительно быстрым микропроцессором. Использование кэш-памяти позволяет избегать циклов ожидания в его работе, которые снижают производительность всей системы. У микропроцессора, синхронизируемого, например, тактовой частотой 33 МГц, тактовый период составляет приблизительно 30 нс. Обычные современные микросхемы динамической памяти имеют время выборки от 60 до 80 нс. Отсюда, в частности, следует, что центральный процессор вынужден простаивать 2-3 периода тактовой частоты (т.е. имеет 2-3 цикла ожидания), пока информация из соответствующих микросхем памяти установится на системной шине данных компьютера. Понятно, что в это время процессор не может выполнять никакую другую работу. Такая ситуация ведет обычно к тому, что общая производительность системы снижается, что, разумеется, крайне нежелательно. С помощью технологии обработки, использующей кэш-память, обычно делается попытка согласовать работу медленных внешних устройств с быстрым процессором. В переводе с английского слово «сасhе» означает не что иное, как убежище или тайник. Эти значения, очевидно, можно толковать по-разному: и как то, что кэш, по сути, является промежуточным буферным запоминающим устройством, и как то, что работа кэш-памяти практически прозрачна (т.е. невидима) для пользователя. Кстати, в отечественной литературе синонимом кэш-памяти является термин «сверхоперативная память». Соответствующий контроллер кэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды и данные, которые будут необходимы микропроцессору в определенный момент времени, оказывались в кэш-памяти именно к этому моменту. При некоторых обращениях к оперативной памяти соответствующие значения заносятся в кэш. В ходе последующих операций чтения по адресам памяти обращение происходит только к кэш-памяти, без затраты процессорного времени на ожидание, которое неизбежно при работе с основной динамической памятью. В персональных компьютерах технология использования кэш-памяти находит применение, прежде всего при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью, а также между основной памятью и внешней (накопителями на магнитных носителях). При работе с кэш-памятью применяется ассоциативный принцип, когда старшие разряды адреса используются в качестве признака, а младшие — для выбора слова. Архитектура кэш-памяти определяется тем, каким образом память отображается на кэш. Существуют три разновидности отображения: кэш-память: с прямым отображением, частично ассоциативным и полностью ассоциативным. При прямом отображении каждая ячейка основной памяти может отображаться только на одну ячейку кэша, в частично ассоциативном — на две и больше (т.е. если одна ячейка кэша занята, можно использовать другую). При полностью ассоциативном подходе в качестве разрядов признаков используются все адресные разряды.

Рис.4.Принцип кэширования. Между процессором и основной памятью DRAM предусматривается быстрый кэш SPAM.
В современных МП кэш-память распределяется по нескольким уровням. Кэш первого уровня (L1) выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятка Кбайт. Кэш второго уровня (L1) находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле. Существуют два способа организации такой памяти: общая, когда команды хранятся вместе, и разделенная, когда они хранятся в разных местах. Кэш-память первого и второго уровней работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора. Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.

Рис.5.Обеспечение согласованности кэш-памяти посредством включения.

2.3.Основные характеристики некоторых процессоров из семейства x86

Микропроцессор Pentium был выпущен в 1993 г. и содержал 32-разрядную адресную шину; 64-разрядную внешнюю шину данных, обеспечивающую высокую скорость обмена данными с системной платой. В Pentium реализованы две раздельные 8-килобайтные кэш-памяти: одна - для данных, другая - для команд. Суперскалярная архитектура Pentium содержит два пятиступенчатых блока обработки данных, функционирующих независимо друг от друга и обрабатывающих две команды за один такт. Высокая скорость выполнения операций в Pentium обеспечивается также наличием специализированного аппаратного блока сложе¬ния, умножения и деления для чисел с плавающей запятой с 8-ступенчатой конвейеризацией, что позволяет выполнять такие операции за один такт. В Pentium предусмотрена возможность динамического исполнения команд («исполнение по предположению с изменением последовательности»).
В 1995 г. появился микропроцессор Pentium Рrо. По внутренней и внешней разрядности он аналогичен микропроцессору Pentium. Он также содержит две раздельные 8-килобайтные кэш-памяти для данных и для команд. В то же время: Pentium Рrо значительно отличается от Pentium по архитектуре. В частности в нем имеется еще кэш-память второго уровня, расположенная в том же кристалле и позволяющая значительно повысить производительность процессора. Повышению производительности способствуют также большая глубина конвейеров, большее, чем в Pentium, число ступеней, реализованных в блоке арифметических операций, и дальнейшее развитие возможностей динамически исполнения команд.
Более дорогой по сравнению с Pentium Pentium Рrо имеет повышенную надежность, что особенно важно в серверах для поддержания целостности данных.
В январе 1997 г. фирма Intel объявила о выпуске микропроцессоров Pentium с технологией ММХ (Мulti Мedia еXtension) - мультимедийное расширение. В них предусмотрен дополнительный набор из 57 команд, способных одновременно обрабатывать группы из нескольких данных, размещенных в длинных 64-разрядных регистрах. Применение новых команд обеспечивает высокое быстродействие при реализации алгоритмов, характерных для обработки графических, видео- и аудиоданных.
В мае 1997 г. выпущен микропроцессор Pentium II, сочетающий в себе преимущества новейших микропроцессорных технологий и архитектурных решений. В Pentium II встроенная кэш-память первого уровня вдвое большая, чем у Pentium Рrо (1 Кбайт - для данных и 16 Кбайт - для команд), кэш-память вторе го уровня емкостью 512 Кбайт, выполненная конструктивно в виде отдельных микросхем и расположенная в одном корпусе с микропроцессором, двойная независимая шина (раздельная системная шина и шина кэш-памяти). В результате существенно повысилась производительность компьютеров на базе Pentium II. В Pentium II используются высокопроизводительная технология обработки информации, предложенная впервые в Pentium Pro и технология ММХ, обеспечивающая увеличение производительности процессора при работе с мультимедийными и коммуникационными приложениями. Технология динамического исполнения команд включает такие возможности, как предсказание ветвлений, переименование регистров, а также опережающее и внеочередное исполнение команд (это означает, что очередность исполнения команд не нарушается, даже если последующая команда выполняется быстрее, чем предыдущая).
В феврале 1999 г. выпущен микропроцессор Pentium III. Его нельзя назвать процессором принципиально нового поколения, как это было с Pentium и Pentium II, появление которых связано с существенными изменениями в технологиях обработки данных, кэшировании, взаимодействии с системной шиной. Архитектура Pentium III является дополненной версией процессора Pentium II, которую введены 70 новых инструкций, называемых расширениями Streaming SIDM (потоковые расширения - SIDM-Single Instruction-Mane Data), подразумевающими возможность получения процессором одной инструкции на обработку нескольких массивов однотипных данных. Первые модели Pentium III выпускались с тактовой частотой 450 Мгц, последующие - 500,600 Мгц. Из семидесяти новых инструкций пятьдесят используется для оптимизации операций с плавающей точкой (SIDM FP), двенадцать - являются дополнением к имеющимся в Pentium II мультимедийным инструкциям ММХ и восемь новых инструкций кэширования (инструкций поточного запоминания). Кроме того, в Pentium III имеется дополнительный блок для выполнения инструкций SIDM с плавающей точкой. Расширения Streaming SIDM предназначены для решения задач обработки звука, видео и другой мультимедийной информации, требующей интенсивной работы процессора - фильтрации графических изображений, геометрических 3D вычислений и волнового анализа, которые тормозили работу даже быстрого Pentium II. Однако чтобы воспользоваться преимуществами Pentium III, необходимо разрабатывать новое программное обеспечение.
При работе с приложениями типа Microsoft Office электронной почтой, WEB-браузером пользователь вряд ли почувствует увеличение производительности, используя Pentium III, по сравне¬нию с Pentium II при равной тактовой частоте процессоров. Одним из перспективных применений Pentium III считается распознавание речи и перевод устных фраз в текстовую форму. Программы распознавания речи показывают на Pentium III более высокую точность распознавания и меньшее время обучения особенностям произношения по сравнению с Pentium II.
Pentium IV. Отличительной особенностью этих процессоров является наличие новой системы команд-инструкций, значительно ускоряющей обработку мультимедийной информации (видео, звуки, графики) – SSE2.

Рис.6.Общая структура Pentium IV

Табл.2.Результаты сравнительных испытаний Pentium III и Pentium IV

3.Заключение.

История микропроцессоров началась в 1971 году, когда фирма Intel выпустила первый микропроцессор i4004. Он имел разрядность данных 4 бита, способность адресовать 60 байт памяти, тактовую частоту 108 кГц и производительностью 0,06 MIPS. Создание первого микропроцессора положило начало эпохи компьютеризации. «Благодаря микропроцессорам компьютеры стали массовым, общедоступным продуктом», - заявил Тед Хофф, один из изобретателей первого микропроцессора. За чуть более чем четверть вековую историю микропроцессоры прошли поистине гигантский путь. «Если бы автомобилестроение эволюционировало со скоростью полупроводниковой промышленности, то сегодня Роллс-ройс стоил бы 3 доллара, мог бы проехать полмиллиона миль на одном галлоне бензина, и было бы дешевле его выбросить, чем платить за парковку» - такую оценку успехам микропроцессорной индустрии дал основатель и председатель совета директоров фирмы Intel Гордон Мур. На выставке Computex 2003, проходившей на Тайване, корреспондентам сайта The Inquirer удалось узнать о некоторых перспективах развития процессоров Pentium. Правда, вся информация была предоставлена на условиях анонимности. В общем, анонимы утверждают, что сейчас в Intel идет работа над чипом Pentium V, известным пока под кодовым названием Tejas. В виде лабораторного образца Pentium V должен появиться в январе 2005 г., а его массовое производство планируется начать еще через 4-6 месяцев. Тактовая частота у него будет в диапазоне от 5 до 7 ГГц, а объем кэша второго уровня составит 2 Мбайта. Производиться он будет по 90 нм технологии. Конструкция у него будет слоистая, причем средний слой между процессорными модулями будет теплоотводящим. Ходят также слухи, что тактовая частота системной шины в этом процессоре составит 4 ГГц, но, скорее всего, такая шина будет не у Pentium V, а у следующего Pentium 6.
Такое интенсивное развитие технологий в обществе, где основным предметом труда является информация, является следствием растущего спроса на новые орудия труда – компьютеры. На сегодняшний день компьютеризация является одним из главных направлений научно-технического прогресса и концентрированным его выражением. В формируемом ежегодно в США группой экспертов перечне «критических технологий», охватывающем практически все направления производства, исследований и разработок, оказывающих влияние на военный и экономический статус стран, микроэлектронные технологии традиционно занимают первое место.

Рис.7. Индекс производительности Windows NT.

II.Практическая часть
1.Общая характеристика задачи

Используя ППП на ПК, на основании сведений о денежных суммах, выданных через кассу фирмы, заполняемых по расходным кассовым ордерам и хранящимся в таблице данных КАССА (структура данных таблицы КАССА представлена на рис. 45), необходимо создать:
.форму для заполнения нового кассового ордера;
.отчет, содержащий сведения о выданных через кассу суммах по получателем;
.отчет, содержащий сведения о выданных суммах по видам оплат.
Назначение поля Имя поля Тип данных Кол-во
дес.
знаков
№ расходного кассового ордера
Дата расходного кассового ордера
Наименование получателя
По документу
Основание
Приложение
Сумма
Вид оплаты Номер
Дата
Получатель
Документ
Основание
Приложение
Сумма
Вид числовой
дата
текстовый
текстовый
текстовый
текстовый
денежный
текстовый

2

Рис. 8. Структура данных таблицы КАССА
Введите текущее значение даты между таблицей и ее названием. По данным таблиц постройте гистограмму с заголовком, названием осей координат и легендой.

2.Описание алгоритма решения задачи

Алгоритм решения задачи может быть представлен в виде неформализованного описания (рис. 9) и соответствующей этому описанию инфологической модели (рис. 10)

Рис. 9. Неформализованное описание решения задачи

С- наименование получателя
S1- сумма по получателю по конкретной дате
i- конкретный получатель
S2- суммы, выданные через кассу по получателям

Рис.10.Инфологическая модель решения задачи

3.Выбор ППП.

В моем варианте №13 требуется создать форму для заполнения нового кассового ордера и отчеты, содержащие сведения о выданных через кассу суммах. Для этого удобнее всего использовать Microsoft Access. Access является одной из самых популярных настольных систем управления базами данных (СУБД – комплекс программ, предназначенный для автоматизации процедур создания, хранения и извлечения электронных данных), которая может работать с текстовыми файлами, с электронными таблицами и базами данных наиболее популярных форматов. Access позволяет создавать реляционные базы данных, в которых данные хранятся в виде таблицы. Его можно использовать для анализа данных, создания приложений баз данных, например приложения клиент/сервер.

4.Проектирование форм выходных документов и графическое представление данных по выбранной задаче

Рис.11 .Режим таблицы

КАССА
Код Номер Дата Получатель Документ Основание Приложение Сумма Вид
1 1919 14.03.2005 Иванов С.Ю. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 200,00р. Нал
2 1920 14.03.2005 Козлова Е.П. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 2 400,38р. Нал
3 1921 14.03.2005 Титова Н.В. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 350,50р. Нал
4 1922 14.03.2005 Петров К.А. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 200,00р. Нал
5 2223 26.03.2005 Иванов С.Ю. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 000,00р. Нал
6 2224 26.03.2005 Козлова Е.П паспорт Снятие со счета денежных средств договор 2 655,34р. Нал
7 2225 26.03.2005 Титова Н.В. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 200,00р. Нал
8 2226 26.03.2005 Петров К.А паспорт Снятие со счета денежных средств договор 2 755,13р. Нал

Табл. 3.КАССА

Рис.12.Режим форм

Код Номер Дата Получатель Документ Основание Приложение Сумма Вид

Табл.4. Форма для заполнения нового кассового ордера

Выданные суммы по получателям
Получатель Иванов С.Ю.
Сумма
1 000,00р.
1 200,00р.
Получатель Козлова Е.П.
Сумма
2 655,34р.
2 400,38р.
Получатель Петров К.А.
Сумма
2 755,13р.
1 200,00р.
Получатель Титова Н.В.
Сумма
1 200,00р.
1 350,50р.

Выданные суммы по видам оплат
Вид Нал
Сумма
2 755,13р.
1 200,00р.
2 655,34р.
1 000,00р.
1 200,00р.
1 350,50р.
2 400,38р.
1 200,00р.

Код Номер Дата Получатель Документ Основание Приложение Сумма Вид
5 2223 26-мар-05 Иванов С.Ю. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 000,00р. Нал
1 1919 14-мар-05 Иванов С.Ю. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 200,00р. Нал
Иванов С.Ю. Итог 2 200,00р.
4 1922 14-мар-05 Петров К.А. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 200,00р. Нал
Петров К.А. Итог 1 200,00р.
7 2225 26-мар-05 Титова Н.В. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 200,00р. Нал
3 1921 14-мар-05 Титова Н.В. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 1 350,50р. Нал
Титова Н.В. Итог 2 550,50р.
2 1920 14-мар-05 Козлова Е.П. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 2 400,38р. Нал
6 2224 26-мар-05 Козлова Е.П. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 2 655,34р. Нал
Козлова Е.П. Итог 5 055,72р.
8 2226 26-мар-05 Петров К.А. паспорт Снятие со счета денежных средств договор 2 755,13р. Нал
Петров К.А. Итог 2 755,13р.
Общий итог 13 761,35р.

Табл.5.Подведение итогов

Сумма по полю Сумма
Получатель Итог
Иванов С.Ю. 2200
Козлова Е.П. 5055,72
Петров К.А. 3955,13
Титова Н.В. 2550,5
Общий итог 13761,35

Таблица 6. Сводная таблица итоговых сумм

Рис.16. Гистограмма

5.Инструкция пользователя
Для запуска программы Microsoft Access из главного меню Windows XP Professional нажимаем кнопку Пуск и выбираем Microsoft Access в меню Программы. Для создания файла новой базы данных необходимо:
• В окне Microsoft Access выбираем параметр Новая база данных и нажимаем ОК;
• В открывшемся окне «Файл новой базы данных» в поле Имя файла вводим имя создаваемой базы данных – «КАССА»;
• Нажимаем кнопку Создать. На экране открывается окно базы данных, состоящее из шести пустых вкладок.
Создадим таблицу базы данных:
• Выбираем вкладку Таблицы в окне «Новая база данных» и нажимаем кнопку Создать;
• В окне «Новая таблица» выбираем режим конструктора и нажимаем кнопку ОК;
• В каждой стоке верхней половины окна конструктора таблицы вводим имя поля и тип хранимых данных, соответствующий имени поля;
• В нижней половине окна для каждого поля указываем его свойства, используя информацию из табл.;
• Выделяем поле Код, которое должно стать ключевым, затем выбираем команду Правка - Ключевое поле;
• Сохраним структуру таблицы, выполнив команду Файл → Сохранить, и вводим имя таблицы: КАССА.(рис.11)
Введем данные в таблицу. Для этого переключимся в режим таблицы: выбираем команду Вид→Режим таблицы. Ввод данных в таблицу осуществляется аналогично вводу данных в программе Microsoft Exsel 2003 и Microsoft Word 2003.Заполненная данными таблица КАССА представлена в виде таб.3.
Для отображения на экране табличных данных в упорядоченном и привлекательном виде создадим форму, для заполнения нового кассового ордера. Так как форма должна быть незаполненная, удалим содержимое таблицы КАССА.
• Выбираем вкладку формы окна базы данных и нажимаем кнопку Создать;
• В окне «Новая форма» выбираем Мастер форм;в нижней части окна выделяем таблицу КАССА и нажимаем кнопку Далее;
• Для копирования всех полей таблицы КАССА в список Выбранные поля нажимаем кнопку >> и кнопку ОК, затем кнопку Далее;
• Выбираем виды формы – ленточный, и нажимаем кнопку Далее;
• Выбираем стиль выполнения формы и нажимаем кнопку Далее;
• Указываем название формы КАССА и нажимаем кнопку Готово.(рис.12)
Готовая форма для заполнения нового кассового ордера представлена в таблице 4.
Для создания отчета о выданных через кассу суммах по получателям необходимо:
• Выбираем вкладку отчеты в окне базы данных и нажимаем кнопку Создать;
• В окне «Новый отчет» выбираем Мастер отчетов;
• В нижней части окна выделяем таблицу КАССА и нажимаем кнопку Далее;
• Для копирования полей получатель и сумма, нажимаем > для каждого поля;
• Для добавления уровня группировки выделяем поле получатель с помощью кнопки > и нажимаем кнопку Далее;
• Сортировку записей выбираем по возрастанию и нажимаем кнопку Далее;
• Выбираем вид отчета – структура 1 и нажимаем кнопку Далее;
• Выбираем стиль выполнения отчета и нажимаем кнопку Далее;
• Указываем название отчета КАССА и нажимаем кнопку Готово.
Готовый отчет о выданных через кассу суммах по получателем представлен на рис 13.
Для создания отчета о выданных через кассу суммах по видам оплат необходимо выполнить вышеуказанные действия, только копировать нужно поля сумма и вид. Готовый отчет о выданных через кассу суммах по видам оплат представлен на рис.14.
Интегрируем таблицу КАССА из Microsoft Access 2003 в Microsoft Exsel 2003, выполнив команду Сервис→Связи с Office→Анализ в Microsoft Exsel .
Произведем сортировку данных.
• Выделим ячейку Сумма;
• Нажимаем на кнопку Данные и выбираем Сортировка;
• В графе Сортировать по выбираем Сумма по возрастанию и нажимаем кнопку ОК.
Используя отсортированные данные, подведем итоги:
• Выделим таблицу КАССА;
• Нажимаем на кнопку Данные и выбираем Итоги;
• В графе «при каждом изменении в» выбираем Сумма;
• В графе «Операция» выбираем Сумма;
• Нажимаем кнопку ОК.
Список итогов по выданным через кассу суммах представлены в таблице 5.
Составим сводную таблицу итоговых сумм по получателям:
• Установим курсор в начальной клетке таблицы КАССА;
• Выполним комаду Данные→Сводная таблица Microsoft Exsel 2003
• На появившейся диалоговой панели Мастер сводных таблиц и диаграмм нажимаем на кнопку «В списке или базе данных», а затем кнопку Далее;
• В появившемся окне Диапазон нажимаем Далее;
• Для построения макета сводной таблицы на диалоговой панели нажимаем кнопку Получатель и, не отпуская ее, перетаскиваем в поле Строка, а затем нажимаем кнопку Сумма и, не отпуская ее, перетаскиваем в поле данные;
• Нажимаем на кнопку ОК;
• Для окончательного построения сводной таблицы нажимаем кнопку Готово.
Сводная таблица итоговых сумм представлена в таблице 6.
Для построения гистограммы по данным таблицы итоговых сумм по получателям выделяем область данных сводной таблицы и выполняем команду Вставка→Диаграмма→Гистограмма. Microsoft Access создает нужную гистограмму автоматически. (рис.16)

6. Список литературы.

1. «Информатика» под ред.проф.Н.В.Макаровой, М.из-во «Финансы и статистика», 1997г.
2. «информатика-базовый курс»,О.А.Акулов,Н.В.Медведев, М,из-во Омега-Л,2004г.
3. «Экономическя информатика», М, из-во «Финансы и статистика», 2001г.
4. //rff.tsu.ru/method/cpu.php
5. www.infogs.narod.ru/2/htm
6. www.ets.info.ru:8101/denisov/lec/lec5/htm
7. www.intel.com/ru/eBusiness/products/desktop/p4p/ar014501sum.htm
8. //cisc.narod.ru/
9. «Microsoft Office 2003», М, из-во «Бином», 2004г.


Скачиваний: 0
Просмотров: 0
Скачать реферат Заказать реферат