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Vous avez raison de penser que le CPU est généralement plus rapide que les appareils d'entrée et de sortie (E / S). Voici pourquoi:
1. Nature des opérations:
* CPU: Le CPU est conçu pour les calculs et la manipulation des données. Il fonctionne sur des données binaires, en travaillant avec des bits et des octets à des vitesses incroyablement élevées.
* dispositifs d'E / S: Les appareils d'E / S, comme les disques durs, les claviers et les moniteurs, sont responsables de l'interaction avec le monde physique. Cela implique un mouvement mécanique (par exemple, des disques de rotation) ou une communication avec des systèmes externes. Ces processus sont intrinsèquement plus lents que les calculs électroniques du CPU.
2. Divergence de vitesse:
* CPU: Les processeurs modernes peuvent exécuter des milliards d'instructions par seconde. Ceci est mesuré en gigahertz (GHz).
* dispositifs d'E / S: Les vitesses des dispositifs d'E / S sont beaucoup plus lentes. Par exemple, un disque dur peut avoir une vitesse de lecture / écriture de quelques centaines de mégaoctets par seconde.
3. Objectif et conception:
* CPU: La fonction principale du CPU est de traiter les données le plus rapidement possible. Il est conçu pour être un processeur hautement optimisé et rapide.
* dispositifs d'E / S: Les périphériques d'E / S sont conçus pour des fonctions spécifiques, telles que l'affichage des visuels, la capture d'entrée ou le stockage de données. Leur conception met l'accent sur la fonctionnalité, la durabilité et la rentabilité par rapport à la vitesse pure.
Le problème du goulot d'étranglement:
La différence de vitesse entre les appareils CPU et E / S crée un goulot d'étranglement. Le CPU est souvent inactif en attente de données de dispositifs d'E / S plus lents, conduisant à des inefficacités. Pour y remédier, diverses techniques sont utilisées:
* Cache: Les données sont temporairement stockées en mémoire rapide (cache) près du CPU pour réduire le besoin d'opérations d'E / S fréquentes.
* E / S asynchrone: Le CPU peut continuer à traiter d'autres tâches en attendant que les opérations d'E / S se terminent.
* parallélisme: Les ordinateurs modernes peuvent effectuer plusieurs tâches simultanément, minimisant l'impact de l'attente des E / S lentes.
en résumé:
Le CPU est conçu pour le traitement des données à grande vitesse, tandis que les périphériques d'E / S hiérarchisent la fonctionnalité et l'interaction physique. La différence de vitesse entre ces composants peut créer un goulot d'étranglement des performances, mais diverses techniques existent pour atténuer ce problème.
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