8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Основные узлы грм


Устройство, Принцип Работы и Назначении, Основные Неисправности, Способы Диагностики и Ремонта

Основой любых силовых агрегатов и главной составляющей двигателей внутреннего сгорания является сложный газораспределительный механизм (ГРМ). Назначение газораспределительного механизма состоит в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. На такте впуска он открывает впускной клапан, смесь, состоящая из воздуха и топлива или воздуха (для дизельных двигателей), попадает в камеру сгорания. На такте выпуска — открытием выпускного клапана из камеры сгорания ГРМ удаляет отработанные газы.

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

  1. Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
  2. Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
  3. Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
  4. Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
  5. Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.
Схема устройства ГРМ

Схема устройства ГРМ

Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.

Устройство ГРМ

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

  1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
  2. Сжатие.
  3. Рабочий ход.
  4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

  1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
  2. Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
  3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
  4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Неисправности ГРМ

Основные неисправности газораспределительного механизма:

  • Уменьшение компрессии и хлопки в трубопроводах. Как правило, происходит после появления нагара, раковин на поверхности клапана, их прогорания, причиной чего является не плотное прилегания впускных и выпускных клапанов к седлам. Также оказывают влияние такие факторы, как деформации ГБЦ, поломка или износ пружин, заедание клапанного стержня во втулке, полное отсутствие промежутка между коромыслом и клапанами.
  • Уменьшение мощности, троение мотора, а также металлические стуки. Появляются эти признаки, потому что впускные и выпускные клапана не полностью открываются, и часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания цилиндра. Следствием этого является большой тепловой зазор или поломка гидрокомпенсатора, что и становится причиной неполадки и не штатной работы клапанов.
  • Механический износ деталей, таких как: направляющих втулок коленвала, шестерни распредвала, а также смещение распредвала. Механический износ деталей, как правило, происходи при достаточном сроке работы мотора и работы двигателя в критических пределах.
  • Так же происходит выход из строя двигателя по причине износа зубчатого ремня, который имеет свой гарантийный срок службы, цепи, которая при длительном сроке работы и постоянном на нее воздействии становится менее работоспособной, успокоителя цепи и натяжителя зубчатого ремня.

В данных случаях не редко заменяют газораспределительный механизм, однако возможен и ремонт поврежденной детали газораспределительного механизма.

ГРМ

Неисправности ГРМ

Диагностика ГРМ

Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.

Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:

  • возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
  • формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
  • неисправность пружин клапанов.

Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.

Диагностика ГРМ

Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:

  1. определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
  2. измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
  3. измеряют промежуток между клапаном и седлом.

Измерение фаз газораспределения

Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.

Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом

Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.

Данный метод не может дать результата при диагностировании ГРМ, когда неравномерен износ торца штока и бойка коромысла, а трудоемкость этого метода весьма значительная. Увеличить точность замеров позволяет особое устройство, которое состоит из корпуса и индикатора по типу часов. Подпружиненная подвижная рама содержит персональное соединение с ножкой этого индикатора. Раму фиксируют между коромыслом и клапанной пружиной. Когда открывается клапан, в период поворота коленвала, на индикаторе ставят 0. Распознает тепловой зазор последующее показание прибора, снимаемое в период поворота коленвала.

Определение промежутка между клапаном и седлом

Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.

Диагностика ГРМ

Процесс ремонта ГРМ

Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.

Ремонт ГРМ

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.

Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Единица измерения - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Единицы измерения предоставляют стандарты , так что числа из наших измерений относятся к одному и тому же. Измерение - это процесс, который использует числа для описания физической величины. Мы можем измерить, насколько большие вещи, насколько они теплые, насколько они тяжелые, а также множество других функций.

Например, метр - это стандартная единица измерения длины. До 1982 года оно определялось как расстояние между двумя маркерами на специальной рейке.Теперь ученые определяют метр, используя скорость света. Сказать, что что-то имеет длину два метра, означает, что это ровно в два раза больше, чем длина стержня, используемого для определения метра.

В прошлые века в разных странах использовалось много разных единиц измерения. Сегодня большинство единиц измерения относятся к одной из трех систем:

Две старые, британская имперская система и тесно связанная с ней обычная система США, используют ступню как меру длины, фунт как меру веса, а второй - как меру времени.Они также используют другие единицы. Количество меньших единиц, из которых состоят большие единицы в этих двух системах, варьируется: например, 12 дюймов в футе и 16 унций в фунте.

Самая новая и наиболее используемая из трех систем - это метрическая система или система СИ, в которой используется 10, 100 или 1000 единиц меньшего размера, чтобы сделать большую. Например, в одном метре 100 сантиметров или в килограмме 1000 граммов. Эта система использует метр для длины и килограмм для массы.

Обычное неметрическое измерение времени не следует этому шаблону.Второй является основой для измерения времени, и он основан на шестидесятеричной системе счисления: 60 секунд составляют одну минуту, а 60 минут составляют один час.

Свойство измеряемой вещи выражается в количестве единиц измерения. Число имеет смысл только в том случае, если указана единица измерения.

Например, Эйфелева башня в Париже, Франция, имеет высоту 300 метров (980 футов). [1] То есть расстояние от верха до низа Эйфелевой башни составляет 300 метров.Свойство измеряемой Эйфелевой башни - это расстояние. Было измерено 300. 300 из которых? Единица измерения - метр.

Стандарты - это специальные объекты, которые используются для проведения измерений. Метр - пример стандарта. Когда вы измеряете что-либо с помощью измерительной линейки, вы можете сравнить это измерение с чем-либо еще, что также измеряется с помощью измерительной линейки. Это упрощает измерения и упрощает сравнение результатов измерений.

В науке, медицине и технике используются меньшие единицы измерения для измерения мелких вещей с меньшими ошибками.Большие предметы легко измерить, используя большие единицы измерения. В астрономических измерениях, таких как ширина галактики, используются световые годы и парсеки.

В малых измерениях, таких как масса атома, используются специальные единицы измерения.

Во всем мире используется множество различных стандартов и единиц измерения. Некоторые стали менее использоваться в 19 и 20 веках.

Метрическая система [изменить | изменить источник]

Метрическая система - это система измерения, используемая в большинстве стран мира.Ее также называют Международной системой единиц или СИ.

Единицы измерения в метрической системе включают:

  • Единица объема - литр. Он используется для измерения количества жидкости. Миллилитр (сокращенно мл ) - это количество жидкости, которое может заполнить куб размером 1 сантиметр с каждой стороны. Один литр жидкости заполнит куб размером 10 см с каждой стороны.
  • Единицей массы является килограмм. Килограмм ( кг, ) - это масса 1 литра воды (при температуре 4 ° C или 39 ° F и 1,013.Давление 25 кПа или 146,959 фунтов на квадратный дюйм). 1 грамм ( г ) - это масса 1 миллилитра воды при 4 ° C (39 ° F). Метрическая тонна составляет 1000 килограммов или миллион граммов.

Имперские единицы [изменить | изменить источник]

Имперские единицы были определены в Соединенном Королевстве в 1824 году. Эти единицы были основаны на аналогичных единицах, которые использовались до 1824 года. Имперские единицы использовались в странах, которые были частью Британской империи. Хотя многие из этих стран, включая Соединенное Королевство, официально приняли СИ, старая система единиц все еще используется.

единицы измерения в США [изменить | изменить источник]

обычных единиц США - официальные единицы, используемые в США. Они похожи на британские имперские единицы, а также основаны на единицах, используемых в Соединенном Королевстве до независимости США. Некоторые подразделения отличаются от британских. Например, в имперской пинте 20 имперских жидких унций, а в американской пинте - 16 американских жидких унций. Кроме того, жидкая унция США немного больше имперской жидкой унции.В результате пинты и галлоны США меньше английских пинт и галлонов. В Соединенных Штатах метрическая система является законной для торговли с 1866 года, но другие измерения, такие как галлон, дюйм и фунт, все еще широко используются.

Имперские и американские единицы измерения включают:

  • Длина - дюйм ( дюймов ), фут ( футов ), ярд ( ярдов ) и миля.
    • 1 фут = 12 дюймов
    • 1 ярд = 3 фута (множественное число футов) = 36 дюймов
    • 1 миля = 1760 ярдов = 5280 футов
  • Объем США - жидкая унция США ( жидких унций ), чашка США ( cp ), пинта США ( pt ), кварта США ( qt ) ) и галлон США ( галлонов ).
    • 1 чашка США = 8 жидких унций США
    • 1 пинта США = 2 чашки США = 16 жидких унций США
    • 1 кварта США = 2 пинты США = 4 чашки США = 32 унции США
    • 1 галлон США = 4 кварты США = 8 пинт США = 16 чашек США
  • Вес и масса - унции ( унций ), фунты ( фунтов ) и стоун ( st ).
    • 1 фунт = 16 унций
    • 1 камень = 14 фунтов

Унции для веса и объема различаются.Даже при измерении воды количество унций веса не совпадает с количеством жидких унций.

Преобразование между системами [изменить | изменить источник]

Метрическая система согласно США
  • 1 метр = 1,09 ярда = 39,37 дюйма.
  • 1 литр = 33,3 жидких унций = 1,76 пинты = 0,26 галлона США.
  • 1 килограмм = 35,32 унции = 2,2 фунта
США в метрических единицах
  • Длина
    • 1 дюйм = 2,54 сантиметра
    • 1 фут = 30.48 см
    • 1 ярд = 0,9144 метра
    • 1 миля = 1,609344 километра
  • Объем
    • 1 жидкая унция = 29,6 миллилитра
    • 1 пинта = 473,1 миллилитра
    • 1 галлон = 3,79 литра
    • 1 чашка = 236,55 миллилитра
  • Масса
    • 1 унция = 28,35 грамма
    • 1 фунт = 0,45359237 килограмма

Единица времени - секунда. Минута (60 секунд) и час (60 минут или 3600 секунд) - большие единицы.День определяется как 24 часа, но вращение Земли замедлилось. Разница корректируется в конце нескольких лет с помощью так называемой дополнительной секунды. Неделя (7 дней) и месяц также являются стандартными единицами.

Единица измерения, применяемая к деньгам, называется расчетной единицей. Обычно это валюта, выпущенная страной. Например, в США используются доллары. Каждый доллар составляет 100 центов. Соединенное Королевство использует фунты. Каждый фунт равен 100 пенни или пенсу. Европейский Союз использует евро.В евро 100 центов.

Единицы измерения электричества, магнетизма и излучения в основном были изобретены в 19 веке, когда ученые научились их измерять. Большинству из них изначально были присвоены имперские системы, но сегодня для них обычно используются метрические системы.

  1. ↑ Также можно сказать: «Высота Эйфелевой башни 300 метров».
.

timeit - Измерение времени выполнения небольших фрагментов кода - документация Python 3.9.0

Исходный код: Lib / timeit.py


Этот модуль обеспечивает простой способ синхронизировать небольшие фрагменты кода Python. Он имеет как интерфейс командной строки, а также вызываемый один. Это позволяет избежать ряда распространенных ловушек для измерения времени выполнения. См. Также введение Тима Петерса в главу «Алгоритмы» в Python. Поваренная книга , изданная O’Reilly.

Основные примеры

В следующем примере показано, как интерфейс командной строки можно использовать для сравнения трех разных выражений:

 $ python3 -m timeit '"-". Join (str (n) для n в диапазоне (100))' 10000 циклов, лучшее из 5: 30,2 мксек на цикл $ python3 -m timeit '"-". join ([str (n) для n в диапазоне (100)])' 10000 циклов, лучшее из 5: 27,5 мксек на цикл $ python3 -m timeit '"-". join (map (str, range (100)))' 10000 циклов, лучшее из 5: 23,2 мксек на цикл 

Это может быть достигнуто из интерфейса Python с помощью:

 >>> время импорта >>> timeit.timeit ('"-". join (str (n) для n в диапазоне (100))', number = 10000) 0,3018611848820001 >>> timeit.timeit ('"-". join ([str (n) для n в диапазоне (100)])', number = 10000) 0,2727368790656328 >>> timeit.timeit ('"-". join (map (str, range (100)))', number = 10000) 0,23702679807320237 

Вызываемый объект также может быть передан из интерфейса Python:

 >>> timeit.timeit (лямбда: "-". Join (map (str, range (100))), number = 10000) 0,19665591977536678 

Обратите внимание, что timeit () автоматически определит количество повторения только при использовании интерфейса командной строки.в В разделе «Примеры» вы можете найти более сложные примеры.

Интерфейс Python

Модуль определяет три вспомогательные функции и открытый класс:

timeit. timeit ( stmt = 'pass' , setup = 'pass' , timer = , number = 1000000 , globals = None )

Создайте экземпляр Timer с данным оператором, настройте код и timer и запустите ее метод timeit () с числом выполнений.Необязательный аргумент globals определяет пространство имен, в котором выполняется код.

Изменено в версии 3.5: добавлен необязательный параметр globals .

timeit. повторить ( stmt = 'pass' , setup = 'pass' , timer = , repeat = 5 , number = 1000000 , globals = None )

Создайте экземпляр Timer с данным оператором, настройте код и timer и запустите его метод repeat () с заданным repeat кол и число казней.Необязательный аргумент globals указывает пространство имен, в котором выполняется код.

Изменено в версии 3.5: добавлен необязательный параметр globals .

Изменено в версии 3.7: значение по умолчанию повтор изменено с 3 на 5.

timeit. default_timer ()

Таймер по умолчанию, который всегда равен time.perf_counter () .

класс timeit. Таймер ( stmt = 'pass' , setup = 'pass' , timer = , globals = None )

Класс для определения скорости выполнения небольших фрагментов кода.

Конструктор принимает оператор для синхронизации, используется дополнительный оператор для настройки и функцию таймера. Оба оператора по умолчанию «проходят» ; функция таймера зависит от платформы (см. строку документации модуля). stmt и setup также может содержать несколько операторов, разделенных ; или символы новой строки, если они не содержат многострочные строковые литералы.В оператор по умолчанию будет выполняться в пространстве имен timeit; это поведение можно управлять, передав пространство имен глобальным переменным .

Чтобы измерить время выполнения первого оператора, используйте timeit () метод. Методы repeat () и autorange () удобны методы для вызова timeit () несколько раз.

Время выполнения setup исключается из общего синхронизированного выполнения.

Параметры stmt и setup также могут принимать объекты, которые можно вызывать. без аргументов. Это встроит вызовы к ним в функцию таймера, которая затем будет выполнен timeit () . Обратите внимание, что накладные расходы по времени - это в этом случае немного больше из-за дополнительных вызовов функций.

Изменено в версии 3.5: добавлен необязательный параметр globals .

timeit (номер = 1000000 )

Время число выполнений основного оператора.Это выполняет настройку оператор один раз, а затем возвращает время, необходимое для выполнения основного выражение количество раз, измеряемое в секундах как число с плавающей запятой. Аргумент - это количество проходов цикла, по умолчанию один. миллион. Главный оператор, оператор настройки и функция таймера для использования передаются конструктору.

Примечание

По умолчанию timeit () временно отключает мусор сбор в срок. Преимущество такого подхода в том, что это делает независимые тайминги более сопоставимыми.Недостатком является что сборщик мусора может быть важным компонентом производительности измеряемая функция. Если это так, сборку мусора можно повторно включить в качестве первого в строке setup . Например:

 timeit.Timer ('для i в диапазоне (10): oct (i)', 'gc.enable ()'). Timeit () 
автоматический диапазон ( обратный вызов = Нет )

Автоматически определять, сколько раз звонить timeit () .

Это удобная функция, которая повторно вызывает timeit () так что общее время> = 0.2 секунды, возвращая возможное (количество петель, время, затраченное на это количество петель). Он звонит timeit () с возрастающими числами из последовательности 1, 2, 5, 10, 20, 50,… пока время не составит не менее 0,2 секунды.

Если задан обратный вызов , а не Нет , он будет вызван после каждое судебное разбирательство с двумя аргументами:

.

единиц СИ - время | NIST

Секунда (секунды) определяется путем принятия фиксированного числового значения частоты цезия ∆ν Cs , невозмущенной частоты сверхтонкого перехода в основное состояние атома цезия-133, равной 9,192,631,770 при выражении в единицах Гц, что равно s −1 .

Число периодов или циклов в секунду называется частотой. Единицей измерения частоты в системе СИ является герц (Гц). Один герц равен одному циклу в секунду.Стандартные частоты и точное время транслируются радиостанциями WWV и WWVB в Колорадо и WWVH на Гавайях. NIST доставляет цифровые временные сигналы по телефону и через Интернет.

Официальное время правительства США предоставляется NIST и USNO. NIST также предлагает Интернет-службу времени (ITS) и Автоматизированную компьютерную службу времени (ACTS), которые позволяют устанавливать компьютерные и другие часы через Интернет или по стандартным коммерческим телефонным линиям. Здесь можно скачать бесплатное программное обеспечение для использования этих сервисов на нескольких типах популярных компьютеров.Информацию об этих услугах можно найти на веб-сайте Time and Frequency Division.

Ресурсы

Лига супергероев СИ - Второй профессор

Эта серия анимационных видео в стиле комиксов была разработана, чтобы помочь учащимся средних школ узнать о 7 основных единицах измерения СИ. Считывая колебания охлаждаемых лазером атомов цезия, профессор Секунд может синхронизировать любую частоту и корректировать любые часы. Вторая - это время, за которое возбужденный атом цезия колеблется 9 192 631 770 раз.

Измерение времени и частоты

Узнайте больше об истории NIST, включая краткую историю атомных часов и другие часто задаваемые вопросы (FAQ) о времени.

Прогуляйтесь по времени

Проследите историческое путешествие по эволюции измерения времени. PDF (Щелкните ссылку, чтобы загрузить прикрепленный файл)

The Time - Place Connection

Если вы хотите знать, где находитесь, вам нужны надежные часы. Погрузитесь в эти ресурсы Смитсоновского института, чтобы узнать больше о связи между временем и местом.

Пора

Посмотрите выставку Университета Висконсина. Узнайте интересные вещи о точности часов, включая историческую шкалу времени (игра слов)!

Часто задаваемые вопросы

Каково текущее всемирное координированное время?

NIST и Военно-морская обсерватория США совместно управляют веб-сайтом, на котором указано официальное время США. Показания часов этих двух агентств вносят вклад в мировое время, называемое всемирным координированным временем (UTC). Узнать больше ... Как узнать время с помощью телефона, компьютера или радиосигналов? Что такое дополнительная секунда? Каковы правила перехода на летнее время? Посетите часто задаваемые вопросы о Time and Frequency Division для получения дополнительной информации..

Центральный процессор - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Процессор Pentium внутри компьютера

Центральный процессор ( CPU ) является важной частью каждого компьютера. [1] ЦП посылает сигналы для управления другими частями компьютера, почти так же, как мозг управляет телом. [2]

ЦП - это электронная машина, которая работает над списком задач компьютера, который называется инструкциями . Он читает список инструкций и запускает ( выполняет ) каждую по порядку.Список инструкций, которые может выполнять ЦП, представляет собой компьютерную программу.

Тактовая частота или скорость внутренних частей ЦП измеряется в герцах (Гц). Современные процессоры часто работают настолько быстро, что вместо них используются гигагерцы (ГГц). Один ГГц - это 1000000000 циклов в секунду.

Большинство процессоров, используемых в настольных (домашних) компьютерах, представляют собой микропроцессоры производства Intel или Advanced Micro Devices (обычно сокращенно AMD). Некоторые другие компании, производящие процессоры, - это ARM, IBM и AMD под управлением ATI Technologies, которая сейчас является лидером.Большинство их процессоров используются во встроенных системах для более специализированных задач, например, в мобильных телефонах, автомобилях, игровых консолях или в армии. [3]

В 20 веке инженеры изобрели множество различных компьютерных архитектур. В настоящее время большинство настольных компьютеров используют 32-разрядные или 64-разрядные процессоры. Инструкции 32-битного ЦП хорошо справляются с обработкой данных размером 32 бита (большинство инструкций «думают» в 32-битном ЦП). Точно так же 64-битный ЦП хорош для обработки данных размером 64 бита (и часто хорош для обработки 32-битных данных).Размер данных, которые ЦП обрабатывает лучше всего, часто называют размером слова ЦП. Многие старые процессоры 70-х, 80-х и начала 90-х годов (и многие современные встроенные системы) имеют размер слова 8 или 16 бит. Когда в середине 20 века были изобретены процессоры, в них было слово разных размеров. У некоторых были разные размеры слов для инструкций и данных. Позже перестали использоваться менее популярные размеры слов.

Большинство процессоров - это микропроцессоры. Это означает, что ЦП - это всего лишь один чип.Некоторые микросхемы с микропроцессорами внутри также содержат другие компоненты и представляют собой законченные однокристальные «компьютеры». Это называется микроконтроллером.

Когда ЦП запускает компьютерную программу, ему нужно где-то хранить данные, с которыми работают инструкции (данные, которые они читают и записывают). Это хранилище называется регистром . ЦП обычно имеет много регистров. Доступ к регистрам должен быть очень быстрым (для чтения и записи). Следовательно, они являются частью самой микросхемы ЦП.

Хранение всех данных в регистрах сделало бы большинство процессоров слишком сложными (и очень дорогими). Следовательно, регистры обычно хранят только данные, с которыми ЦП работает «прямо сейчас». Остальные данные, используемые программой, хранятся в RAM (памяти). За исключением микроконтроллеров, оперативная память обычно хранится вне процессора в отдельных микросхемах.

Когда ЦП хочет прочитать или записать данные в ОЗУ, он выводит для этих данных адрес . Каждый байт в ОЗУ имеет адрес памяти. Размер адресов часто совпадает с размером слова: 32-битный процессор использует 32-битные адреса и т. Д.Однако меньшие ЦП, такие как 8-битные ЦП, часто используют адреса, превышающие размер слова. В противном случае максимальная длина программы была бы слишком короткой.

Поскольку размер адресов ограничен, максимальный объем памяти также ограничен. 32-разрядные процессоры обычно могут обрабатывать только до 4 ГБ ОЗУ. Это количество различных байтов, которые можно выбрать с помощью 32-битного адреса (каждый бит может иметь два значения - 0 и 1, и 2 32 байтов составляет 4 ГБ). 64-разрядный процессор может обрабатывать до 16 ЭБ ОЗУ (16 эксабайт, около 16 миллиардов ГБ или 16 миллиардов миллиардов байт).Операционная система может ограничить использование меньших сумм.

Информация, которая хранится в ОЗУ, обычно непостоянна. Это означает, что он исчезнет, ​​если компьютер выключится.

На современных компьютерах ОЗУ намного медленнее, чем регистры, поэтому доступ к ОЗУ замедляет работу программ. Чтобы ускорить доступ к памяти, более быстрый тип памяти, называемый кешем , часто помещается между ОЗУ и основными частями ЦП. Кэш обычно является частью самого чипа ЦП и стоит намного дороже за байт, чем ОЗУ.В кеше хранятся те же данные, что и в ОЗУ, но обычно он намного меньше. Следовательно, все данные, используемые программой, могут не поместиться в кеш. Кеш пытается хранить данные, которые, вероятно, будут использоваться часто. Примеры включают недавно использованные данные и данные, близкие в памяти к недавно использованным данным.

Часто имеет смысл иметь "кэш для кэша", так же как имеет смысл иметь кэш для ОЗУ. В многоуровневом кэшировании есть много кешей, называемых кешем L1, кешем L2 и так далее.Кэш L1 является самым быстрым (и самым дорогим из расчета на один байт) кешем и является «ближайшим» к ЦП. Кэш L2 находится на один шаг и работает медленнее, чем кеш L1 и т. Д. Кэш L1 часто можно рассматривать как кеш для кеша L2 и т. Д.

Компьютерные шины - это провода, используемые ЦП для связи с ОЗУ и другими компонентами компьютера. Почти все процессоры имеют по крайней мере шину данных , используемую для чтения и записи данных, и адресную шину , , используемую для вывода адресов. Другие шины внутри ЦП передают данные в разные части ЦП.

Набор команд (также называемый ISA - Instruction Set Architecture) - это язык, понятный непосредственно конкретному процессору. Эти языки также называются машинным кодом или двоичным кодом. Они говорят, как вы приказываете процессору делать разные вещи, например загружать данные из памяти в регистр или складывать значения из двух регистров. Каждая инструкция в наборе инструкций имеет кодировку, то есть то, как инструкция записывается как последовательность битов.

Программы, написанные на таких языках программирования, как C и C ++, не могут запускаться непосредственно центральным процессором.Они должны быть переведены в машинный код, прежде чем ЦП сможет их запустить. Компилятор - это компьютерная программа, которая выполняет этот перевод.

Машинный код - это просто последовательность нулей и единиц, что затрудняет его чтение людьми. Чтобы сделать его более читабельным, программы с машинным кодом обычно пишутся на ассемблере . В языке ассемблера вместо нулей и единиц используется текст: вы можете написать «LD A, 0», чтобы, например, загрузить значение 0 в регистр A. Программа, переводящая язык ассемблера в машинный код, называется ассемблером .

Вот некоторые из основных функций процессора:

  • Считывание данных из памяти и запись данных в память.
  • Добавьте одно число к другому.
  • Проверить, не превышает ли одно число другое.
  • Перемещает число из одного места в другое (например, из одного регистра в другой или между регистром и памятью).
  • Перейти в другое место в списке инструкций, но только если какой-то тест верен (например, только если одно число больше другого).

Даже очень сложные программы можно создать, объединив множество таких простых инструкций. Это возможно, потому что выполнение каждой инструкции занимает очень короткое время. Многие процессоры сегодня могут выполнять более 1 миллиарда (1 000 000 000) инструкций за одну секунду. В общем, чем больше ЦП может сделать за определенное время, тем он быстрее. Один из способов измерить скорость процессора - MIPS (миллион инструкций в секунду). Флопы (число операций с плавающей запятой в секунду) и тактовая частота процессора (обычно измеряемая в гигагерцах) также являются способами измерения того, сколько работы процессор может выполнить за определенное время.

ЦП построен из логических вентилей; у него нет движущихся частей. ЦП компьютера связан электронным образом с другими частями компьютера, такими как видеокарта или BIOS. Компьютерная программа может управлять этими периферийными устройствами, считывая или записывая числа в специальные места в памяти компьютера.

Каждая инструкция, выполняемая ЦП, обычно выполняется в несколько этапов. Например, шаги для выполнения инструкции «INC A» (увеличения значения, хранящегося в регистре A, на единицу) на простом CPU могут быть следующими:

  • Прочитать инструкцию по памяти,
  • декодирует инструкцию (выясняет, что делает инструкция), а
  • добавить единицу в регистр A.

Различные части ЦП выполняют разные функции. Часто можно выполнять несколько шагов из разных инструкций одновременно, что ускоряет работу ЦП. Например, мы можем прочитать инструкцию из памяти одновременно с декодированием другой инструкции, поскольку в этих шагах используются разные модули. Это можно представить как одновременное наличие множества инструкций «внутри конвейера». В лучшем случае все модули работают сразу по разным инструкциям, но это не всегда возможно.

Блоки управления памятью (MMU) и виртуальная память [изменение | изменить источник]

Современные процессоры часто используют блок управления памятью (MMU). MMU - это компонент, который преобразует адреса ЦП в (обычно) разные адреса ОЗУ. При использовании MMU адреса, используемые в программе, (обычно) не являются «реальными» адресами, где хранятся данные. Это называется виртуальной (противоположной «реальной») памятью. Ниже перечислены некоторые из причин, по которым использование MMU - это хорошо:

  • MMU может «скрыть» память других программ от программы.Это достигается тем, что никакие адреса не преобразуются в «скрытые» адреса во время работы программы. Это хорошо, потому что это означает, что программы не могут читать и изменять память других программ, что повышает безопасность и стабильность. (Программы не могут «шпионить» друг за другом или «наступать друг другу на пятки».)
  • Многие MMU могут сделать некоторые части памяти недоступными для записи, нечитаемыми или неисполняемыми (то есть код, хранящийся в этой части памяти, не может быть запущен). Это может быть полезно по соображениям стабильности и безопасности, а также по другим причинам.
  • Модули MMU
  • позволяют различным программам иметь разные "представления" памяти. Это удобно во многих различных ситуациях. Например, всегда можно будет иметь «основной» код программы по одному и тому же (виртуальному) адресу без столкновения с другими программами. Это также удобно, когда есть много разных фрагментов кода (из библиотек ), которые используются совместно программами.
  • Модули MMU
  • позволяют коду из библиотек появляться по разным адресам при каждом запуске программы.Это хорошо, потому что незнание того, где что-то находится в памяти, часто мешает хакерам заставить программы делать плохие вещи. Это называется рандомизацией адресного пространства .
  • Продвинутые программы и операционные системы могут использовать уловки с MMU, чтобы избежать копирования данных между разными местами памяти.

Многоядерные процессоры стали обычным явлением в начале 21 века. Это означает, что у них есть много процессоров, встроенных в один и тот же чип, так что они могут выполнять множество инструкций одновременно.Некоторые процессоры могут иметь до тридцати двух ядер, например AMD Epyc 7601. [4]

Компьютерные процессоры производят следующие компании:

.

Смотрите также