Центральний процесор, його будова, принцип дії і характеристика

Процесор зсередини

Всі інтегральні схеми (чіпи) в комп'ютері — це невеликі плоскі шматочки кремнію, захищені корпусом. Структура типового чіпа показана на малюнку:

Проводи до виводів корпусу

Він складається із захисного шару, металічних шарів, самих пристроїв, кремнієвої підкладки та корпусу. Ось функція кожного з шарів:

¨    Захисний шар. Цей шар захищає чіп від дії повітря.

¨    Металічні шари. Металічні доріжки на пристроях забезпечують можливість підключення. Вони подібні до доріжок на друкованих мікросхемах, але набагато вужчі і більш точно напрямлені.

¨    Пристрої. Пристрої, що дозволяють чіпу виконувати його функції, друкуються на кремнієву підкладку з використанням ретельно дозованих домішок. Ці домішки змінюють характеристики чистого кремнію.

¨    Кремнієва підкладка. Це плоский шматок чистого кремнію, з якого і починається виготовлення чіпа.

¨    Корпус. Оберігає кремнієві чіпи. Оскільки в процесорах Pentium та Pentium Pro чіп кріпиться до нижньої частини корпусу, для таких процесорів наш малюнок слід перевернути.

Виробники чіпів друкують пристрої і розводку на плоский шматок чистого кремнію. Таким чином, на одній кремнієвій пластині одночасно створюється багато чіпів. При розрізуванні такої пластини отримуються окремі чіпи, які вмонтовуються в порожнину всередині корпусу.

Конвеєр та суперскалярна технологія

В чіп Pentium вмонтовано більше трьох мільйонів транзисторів, а чіп Pentium Pro має їх більше п'яти мільйонів (і це не враховуючи чіп кешу, який також знаходиться в корпусі).

Суперскалярне виконання інструкцій. В процесорах Pentium та Pentium Pro суперскалярна технологія включає конвеєрну обробку даних в чіпі. Якщо вся робота виконується одним пристроєм, на кожний етап затрачується один такт і за цей час більше нічого не відбувається. Розподіл роботи на кілька задач і передача їх від одного пристрою до іншого застосовує кілька виконавців (пристроїв); таким чином, за один такт виконується більший об'єм роботи.

Кожний з таких пристроїв у конвеєрі процесора виконує певний етап (крок, підзадачу) обробки даних. На кожному етапі виконується специфічна для цього етапу обробка даних, і тому для виконання роботи на кожному етапі потрібне робоче місце зі специфічним "обладнанням", яке інколи називається сегментом конвеєра. Час виконання етапів роботи часто називається також кроком чи тактом конвеєра. В конвеєрі процесора Pentium виконується п'ять етапів, а в конвеєрі Pentium Pro — дванадцять.

В 486-му також використовувався конвеєр. В процесорах Pentium цю ідею розвинули, ввівши два конвеєри, які виконують інструкції незалежно один від одного. Нижче перераховано п'ять етапів, які виконуються в конвеєрах Pentium:

¨    вибірка з попередженням;

¨    дешифрування інструкції;

¨    формування адреси;

¨    виконання;

¨    запис.

32-розрядний процесор Pentium Pro

Щоб вдосконалити Pentium Pro, фірма Intel була змушена прийняти деякі досить складні рішення. Її 16-розрядний набір інструкцій декілька відрізнявся від 32-розрядного, а характеристики 16-розрядного коду створюють проблеми в конвеєрах і в технологій нелінійного виконання команд процесора Pentium Pro. Оскільки не можна змінювати порядок виконання певних 16-розрядних операцій, вони зводять до нуля переваги конвеєрної обробки. Коли Pentium Pro зштовхується з такими інструкціями, він змушений очистити конвеєри. При цьому він губить цілий ряд можливостей роботи з новими інструкціями. Конвеєри зупиняються в очікуванні нових команд.

В результаті швидкодію, що досягається процесором Pentium Pro з допомогою 32-розрядного коду, неможливо отримати з допомогою 16-розрядного. Таким чином, Pentium Pro стане стандартом продуктивності, який витримає будь-яку конкуренцію.

Варіації на тему

Word 97
Соціологія освіти — галузь соціологічного вчення, яка вивчає систему закономірностей розвитку і функціонування освіти як соціального інституту і його взаємодії з суспільством.

нститут освіти має відносну самостійність по відношенню до своїх соціальних функцій, володіє здібністю активно впливати на функціонування і розвиток суспільства. Стан і функції цієї системи визначаються пануючими в даному суспільстві способом виробництва і економічними відносинами, які ним породжені, структурою соціальних зв’язків і відносин, а в зв’язку з цим і соціальною структурою, особливостями політичних та ідеологічних відносин.

Разом з тим соціетальні функції освіти визначаються і загальнолюдськими потребами в соціальному відтворенні і передачі нагромаджених людьми знань і навиків з покоління в покоління, тенденцією переходу нових поколінь до більш високого рівня освіти і культури, хоча історія знає і зворотні рухи.

В цьому плані закономірністю суспільства є неухильний ріст рівня освіти населення. Результати перепису населення проілюстрували той факт, що до початку 60-х років у нас була повністю ліквідована неграмотність, на даний час зросла кількість людей, які мають вищу освіту та середню спеціальну.

Ефективність системи освіти пов’язана з розв’язанням наступних протиріч:

1)   між суспільною потребою в розвитку соціально-галогенного суспільства і його диференціацією, яка зберігається і в значній мірі зумовлена рівнем і якістю отриманої загальної і професійної освіти;

2)   між зростаючими потребами виробництва і соціально-професійними орієнтаціями молодих людей;

3)   між необхідним рівнем розвитку особистості і реальним рівнем загального розвитку випускників навчальних закладів.

В руках держави система освіти може бути одним із сильних засобів управління розвитком соціальної і професійної структур, удосконалення духовного життя суспільства.

Унаочненням цього служать такі дані: в період між переписами населення рівень освіти робітників підвищувався більш швидкими темпами, ніж службовців.

В результаті в суспільстві склалася негативна закономірність: число спеціалістів із закінченою вищою освітою зростає, а якість їх роботи спадає. Не робітничий клас, його рівень кваліфікації і професіоналізм піднімаються до рівня інтелігенції, а інтелігенція опускається до рівня робітничого класу.

В якості соціального інституту система освіти повинна здійснювати функції соціального контролю за процесами інтелектуального, морального і фізичного розвитку молодого покоління, а система професійної освіти, крім цього, і за розподілом вступаючого в трудовий процес покоління по різних елементах соціальної структури: класах, соціальних групах, шарах, трудових колективах і т. п. В цих цілях різним ланкам системи освіти надані визначені повноваження, які не тільки володіють правом (посвідченням) засвідчувати за допомогою державного документу (атестату, диплому) отримані людьми знання, але й дають право переходу на наступний освітній ступінь або на заняття відповідних отриманій освіті посад, виконання конкретних видів праці. В той же час треба відмітити що соціальна ефективність освіти залежить не тільки від об’єму і якості отриманих робітниками знань, але й від степеня їх застосування, практичної реалізації в праці і в суспільній діяльності людей. Саме в цій сфері існує зараз багато нерозв’язаних проблем.

За даними досліджень серед зайнятих в переробній промисловості тільки біля 72% робітників оцінили свою кваліфікацію як таку, що відповідає потребам виконуваної роботи, а серед виробничої інтелігенції — 66%.

З підвищенням рівня кваліфікації робітників степінь її відповідності вимогам виконуваної роботи зростає: з 64% робітників низької до 77% у робітників високої кваліфікації.

У виробничої інтелігенції існує зворотна тенденція: з ростом рівня освіти степінь відповідності кваліфікації вимогам виконуваної роботи понижується.

Отже, очевидно, що по крайній мірі 1/10 представників виробничої інтелігенції потребує перепідготовки. В той же час приблизно у 1/6 робітників переробної промисловості країни рівень кваліфікації вище вимог виконуваної роботи.

Існує значна кількість робітників високої кваліфікації і спеціалістів з вищою освітою, які не застосовують на практиці своїх знань і умінь, отриманих в системі освіти.

Дослідження стану загальної освіти в країні дозволяють виявити і ряд проблем, пов’язаних з наявністю розриву між формальним рівнем освіти і фактичним об’ємом знань у різних соціальних групах населення, між загальноосвітньою і професійною підготовкою молоді, між потребами суспільства і життєвими планами випускників шкіл.

Рівень і якість загальноосвітньої підготовки, степінь її відповідності вимогам виконуваної роботи, особистим інтересам і можливостям реалізації в праці отриманих знань зумовлюють феномен задоволеності трудящих освітою, який є важливим соціальним показником освітньої ситуації в цілому.

45,4% — задоволені освітою робітники,

40,6% — незадоволені освітою.