Пристрої, що входять до складу процесора: короткий опис, функції

Сьогодні в будинках переважної більшості жителів розвинених країн є по кілька комп’ютерів, а також планшетів та інших мобільних пристроїв. «Серцем» будь-кого з них є процесор (ЦП або CPU). Він має складну будову. Щоб зрозуміти, як працює ПК, слід дізнатися, що входить до складу процесора.

Призначення і функції

Перш ніж вивчати пристрої, що входять до складу процесора, слід дізнатися, для чого він призначений. Отже, процесор – центральний пристрій ПК. Його призначення – це:

• керувати роботою ЕВМ, дотримуючись заданої програми;
• виконувати операції обробки інформації.

Пристрої, що входять до складу процесора

На даний момент ЦП являє собою спеціальну інтегральну мікросхему.

Пристрої, що входять до складу процесора, – це:

• регістр;
• кеш-пам’ять;
• шини даних та адрес;
• АЛУ (арифметико-логічний пристрій);
• математичний співпроцесор.

Регістр

Це блок комірок пам’яті, які утворюють надшвидкий пам’ять оперативну пам’ять всередині ЦП. Він використовується ним самим і недоступний програмістам. Обсяг пам’яті становить всього кілька сотень байт.

Регістри ЦП поділяються на 2 типи: загального призначення та спеціальні.

Регістри 1-го типу використовуються, коли виконуються операції логічного та арифметичного типу або операції таких додаткових наборів інструкцій, як SSE, MMX тощо.

Регістри другого типу містять системні дані для роботи процесора. До них належать регістри управління, системних адрес, налагодження тощо. Доступ до них жорстко регламентований.

Крім того, до таких пристроїв належить лічильник команд, що містить адресу команди, до виконання якої ЦП приступить на наступному такті роботи.

Кеш-пам’ять

Пристрої, що входять до складу процесора, досить різноманітні. До них відноситься і кеш. Він являє собою надоперативну пам’ять. Мета її використання – прискорити роботу ПК. Для цього при доступі ЦП в пам’ять насамперед проводиться перевірка, чи зберігаються в кеш запитувані дані. З цією метою порівнюють адресу запиту, що надійшов, зі значеннями всіх тегів кешу, де можуть зберігатися ці дані. Збіг кеш-лінії з тегом називається попаданням (cache hit). В іншому ж випадку фіксується кеш-промах. Cache hit дозволяє процесору негайно зробити читання або здійснити запис даних в лінії з збігом тегів. Мірою ефективності cache для обраного алгоритму (програми) є відношення числа вдалих звернень до кешу до загальної кількості запитів процесора до пам’яті, зване рейтингом попадань.

ALU

Хоча деякі пристрої, що входять до складу процесора, мають власну пам’ять, АЛУ являє собою спеціальну комбінаційну схему без елементів власної пам’яті. Її призначенням є реалізація найважливіших операцій процесу обробки даних:

• приймає на 2 входи 2 операнди (вміст 2 регістрів тощо);
• формує і видає на вихід результат операції.

Вона полягає у виконанні набору простих арифметичних операцій (АТ), що підрозділюються на 3 основні категорії: логічні, арифметичні і операції над битами. АТ – це процедури обробки даних (віднімання, додавання, множення або ділення), аргументи і результат яких являють собою числа. Вони відрізняються від логічних операцій. Під ними розуміються процедури, що здійснюють побудову складних висловлювань (І, НЕ, АБО).

Арифметико-логічний пристрій складається з регістрів, елемента управління і сумматора з логічними схемами. Воно функціонує згідно з кодами операцій, що виконуються над змінними, які поміщаються в регістри.

Шини даних та адрес

Ці пристрої, що входять до складу процесора, являють собою набір провідників. Перше з них призначено для передачі адреси комірки пам’яті, в яку пересилаються дані. По кожному з них передається 1 біт. Він відповідає 1 цифрі в адресі. Збільшення числа провідників, які використовуються для формування адреси, дає можливість маркувати більшу кількість комірок. Розрядністю шини визначається максимальний обсяг пам’яті, який може бути адресований процесором.

Якщо шину даних порівняти з автострадою і вважати її розрядність з кількістю смуг руху, тоді шина адреси асоціюється з нумерацією вулиць або будинків. Число її ліній дорівнює кількості цифр (знаків) у номері будинку. Таким чином, якщо на конкретній вулиці номери будинків складаються більш ніж з 2 десяткових цифр, то число розташованих на ній будинків не може перевищувати 100 (тобто 102). При 3-значних номерах число можливих адрес збільшується до 103.

Шини адреси і даних є незалежними, і розробники мікросхем самі вибирають їх розрядність на свій розсуд. У той же час чим в шині даних більше розрядів, тим їх більше і в шині адреси. Їх розрядність – показник можливостей конкретного процесора. Зокрема, в шині даних нею визначається здатність процесора в питанні обміну інформацією, а розрядність шини адреси вказує на обсяг пам’яті, з яким у неї є можливість працювати.

Математичний співпроцесор

Продовжуючи розглядати, що входить до складу процесора комп’ютера, не можна не сказати кілька слів і про цей пристрій. Воно призначене для розширення можливостей ЦБ і забезпечення його функціональності за допомогою додатка так званих операцій з плаваючою комою, для процесорів, які не мають інтегрованого додатка.

Математичний співпроцесор не належить до числа обов’язкових елементів ПК, і від нього можна відмовитися. Раніше багато виробників так і чинили, виходячи з міркувань економії.

Однак при вирішенні завдань, які потребують виконання безлічі математичних обчислень (при наукових або інженерних розрахунках), довелося вирішувати питання про підвищення продуктивності ПК.

Якщо раніше модуль математичного співпроцесора встановлювали на материнську плату в якості окремого чіпа, то в сучасних персональних комп’ютерах використання цього пристрою в такому форматі не потрібно, оскільки він спочатку вбудований в центральний процесор.

Інші пристрої ПК

Персональний комп’ютер – це складна і злагоджено працююча система.

Всі можливі пристрої, що входять до складу комп’ютера, перелічити у двох словах неможливо.

Крім процесора, ПК включає в себе також:

• материнську плату з роз’ємом підключення ЦП;
• накопичувачі на жорсткому і гнучкому магнітних дисках;
• блок живлення;
• оперативну пам’ять;
• накопичувачі на компакт- і dvd-дисках;
• роз’єми (порти) для додаткових пристроїв тощо.

Крім того, використовуються різні периферичні пристрої, такі як:

Тепер ви знаєте, що всі можливі пристрої, що входять до складу комп’ютера, – це частини складної системи, керованої процесором. Його роль важко переоцінити, оскільки від його нормального функціонування залежить робота ПК. На даний момент фахівці прогнозують, що в найближчі десятиліття матеріальна частина процесорів зазнає істотних змін. Це пов’язано з тим, що технологічний процес застаріє, на зміну звичним ПК прийдуть квантові, біологічні тощо комп’ютери.

Гліцерин – що це таке? Склад гліцерину. Застосування в медицині

У багатьох галузях промисловості широко використовується гліцерин. Що це таке і які основні властивості цієї речовини? Вперше гліцерин був отриманий шведським хіміком К. Шеєле в кінці вісімнадцятого століття. З тих пір, завдяки своїм властивостям, він використовується і в медицині, і в косметології, і навіть у харчовій промисловості.

Гліцерин – що це таке? Основні фізичні властивості

Ця безбарвна рідина являє собою трьохатомний спирт. Гліцерин може бути і у вигляді кристалів, які плавляться при невеликій температурі (17°С). Температура кипіння становить приблизно 290°С. Гліцерин легко змішується зі спиртом, водою, а також є гарним розчинником багатьох сполук (як органічних, так і неорганічних). Основними фізичними властивостями є гігроскопічність, відсутність запаху, кольору. Варто відзначити, що це не токсична речовина, а тому і безпечне для здоров’я людини. Однак зустрічається і така назва, як гліцерин (так позначають англійською ненатуральний гліцерин). Що це таке? Таку речовину отримують не з натуральних жирів. В російській же мові поділ на гліцерин і гліцерол відсутня.

Як одержують гліцерин

Перший зразок гліцерину був отриманий шляхом нагрівання оксиду свинцю і оливкової олії. В результаті хімічних реакцій був отриманий солодкий розчин. Выпарив його, Шеєле отримав важке в’язка речовина. На початку дев’ятнадцятого століття гліцерин здобули і промисловим шляхом (омылением жирів гідроксидами). Трохи пізніше був розроблений ще один спосіб одержання гліцерину. В жири додавалося певну кількість води. Потім ця суміш нагрівалася. При цьому суміш розпадалася на жирні кислоти і безпосередньо гліцерин. Займав весь процес близько 12 годин. Гліцерин був наступний: атоми вуглецю, водню і кисню. Тобто до складу молекули входять три гідроксильні групи (СН₂ОН-СНОН-СН₂ОН). Описаний метод широко використовується в Росії. Але існує ще кілька способів отримання речовини. Один з них – виробництво гліцерину разом з парою. Таким чином можна отримати дистильований гліцерин. Що це таке? Це очищений матеріал, який добре підходить для внутрішнього застосування (наприклад, в медицині або харчової промисловості). Також для виробництва використовуються емульгатори – сульфонефтяные кислоти.

Застосування гліцерину в косметології

У косметології широко використовується така речовина, як гліцерин. Ціна (від 10 рублів) дозволяє застосовувати його масово, при цьому косметичні засоби будуть всі так само доступними. Головна його особливість – це здатність адсорбувати вологу з навколишнього середовища. Він, як губка, вбирає молекули води з повітря і насичує нею шкірні покриви. Гліцерин, що входить до складу багатьох кремів для обличчя, тіла, рук. Також існує чимало рецептів натуральних масок та інших засобів на основі цієї речовини, які можна приготувати в домашніх умовах. Однак варто пам’ятати про те, що надмірно сухе повітря (наприклад, в опалювальний сезон, влітку) сприяє тому, що гліцерин створює плівку на поверхні епідермісу. Як наслідок, волога вбирається вже не з атмосфери, а з глибоких шарів шкіри. Відповідно, вона стає суші, може з’явитися подразнення. Косметика повинна містити не більше 7% гліцерину. Тільки в цьому випадку вона дасть бажаний ефект.

Фармакологічний гліцерин. Що це таке? Застосування даної речовини в медицині

Насамперед для того, щоб використовувати гліцерин в медичних препаратах, його потрібно ретельно очистити від всіляких домішок. У чистому вигляді така речовина володіє хорошими антисептичними властивостями. Його можна зустріти у складі всіляких мазей від шкірних проблем, при цьому гліцерин сприяє ще і загоєнню ран. Також, завдяки здатності вбирати і утримувати вологу, його додають в різні таблетки. Він надає і характерну в’язкість сиропам, мазей, паст. Варто відзначити, що гліцерин дозволяє створити більш концентровані препарати (при заміні води на дану речовину). Гліцерин в аптеці можна зустріти і в якості ректальних свічок. Вони відмінно підходять при запорах, стимулюють перистальтику кишечника. Існують і рецепти народної медицини, в основі яких лежить використання гліцерину.

Народні рецепти з застосуванням гліцерину

Багатьом відомо засіб від кашлю на основі меду, соку лимона і гліцерину. Для цього необхідно ретельно вимити лимон, проварити його в повільно киплячій воді близько 10 хвилин. Потім з лимона вичавлюється сік, додається гліцерин. Ціна гліцерину для внутрішнього застосування буде декілька вище (від 50 рублів). Далі в суміш додається мед. Приймається таке ліки по чайній ложці 3-4 рази в день.

Також гліцерин допоможе і в боротьбі з тріщинами на п’ятах. Для цього в нього необхідно додати невелику кількість оцту і змащувати одержаним складом п’яти перед сном. Можна наносити суміш і в якості масок. Тримати їх на ніжках треба кілька годин для досягнення максимального результату.

Також існує рецепт від болю в суглобах. Необхідно змішати в рівних кількостях нашатирний спирт, йод, мед і гліцерин. Відгуки про такому засобі чудові. Мазь непогано допомагає і при травмах опорно-рухового апарату.

Гліцерин і продукти харчування

В сучасній харчовій промисловості гліцерин можна зустріти практично в кожному кондитерському виробі. Креми, цукерки, шоколад, здоба – ось далеко не повний перелік продуктів, в яких може міститися харчової гліцерин. Також його можна зустріти і в борошняних виробах. Завдяки використанню даної речовини хліб може не черствіти більш тривалий час, при випіканні його обсяг збільшується, а макаронні вироби стають менш клейкими. Ще одна область застосування – алкогольна промисловість. Гліцерин, що входить до складу практично всіх лікерів. Також його можна зустріти і в безалкогольних напоях.

Інші області застосування

Розчин гліцерину має різноманітні галузі застосування. Його використовують у сільському господарстві для обробки насіння. Препарати, які мають у складі дана речовина, чудово захищають кору дерев від шкідників і негоди. Також гліцерин застосовується у військовій справі, транспортної галузі (його вводять до складу антифризных і гальмівних рідин). При додаванні речовини в тютюн регулюється вологість останнього, пом’якшується його смак. Використовується також при виготовленні рідини для електронних сигарет. Відгуки споживачів кажуть, що гліцерин незамінний і в побуті. З його допомогою можна надавати блиск ламінату, виводити плями від ягід, чаю, кави, очищати шкіряні вироби і надавати їм первісний блиск.