mikroprocesors

Informātika

2022

Mēs izskaidrojam, kas ir mikroprocesors, šīs integrālās shēmas vēsturi un īpašības. Kā arī, kam tas paredzēts un kādas funkcijas.

Mikroprocesors var darboties ar vienu vai vairākiem CPU.

Kas ir mikroprocesors?

To sauc par mikroprocesoru vai vienkārši procesoru a centrālajai integrētajai shēmai datorsistēmu, kur tiek veiktas loģiskās un aritmētiskās darbības (aprēķini), lai varētu izpildīt programmas, no Operētājsistēma līdz lietotņu programmatūra.

Mikroprocesors var darboties ar vienu vai vairākiem Procesors (centrālās apstrādes vienības), katra sastāv no reģistriem, vadības bloka, aritmētiski loģiskās vienības un peldošā komata aprēķina vienības (vai matemātiskā kopprocesora).

Tāpat tas parasti ir savienots ar ligzdu ar mātesplati vai mātesplati kopā ar siltuma izlietnes sistēmu, kas sastāv no noteiktiem siltuma izkliedes materiāliem un ventilatorsdzesētājs (iekšējais ventilators).

Ja vienam un tam pašam mikroprocesoram var būt viens vai vairāki fiziski vai loģiski kodoli, kuros tiek veikts viss aprēķinu darbs, vienai un tai pašai datorsistēmai var būt vairāki procesori strādā paralēli.

Šo procesoru veiktspēju nav viegli izmērīt, taču pulksteņa frekvenci (mēra hercos) bieži izmanto, lai atšķirtu viena un otra jaudu.

Mikroprocesora vēsture

Mikroprocesori radās kā divu specifisku nozaru tehnoloģiskās evolūcijas produkts: skaitļošana un pusvadītāji. Abi aizsākumi bija 20. gadsimta vidū, kontekstā ar Otrais pasaules karš, ar izgudrojumu tranzistors, ar kuru tika nomainītas vakuuma caurules.

Kopš tā laika silīcijs tika izmantots vienkāršu elektronisko shēmu ģenerēšanai, kā rezultātā vēlāk (60. gadu sākumā) tika izveidotas pirmās digitālās shēmas: tranzistoru-rezistoru loģika (RTL), tranzistoru diožu loģika (DTL), tranzistoru-transistora loģika ( TTL) un Emitter Complemented Logic (ECL).

Nākamais solis ceļā uz mikroprocesoriem būtu integrēto shēmu (SSI un MSI) izgudrošana, tādējādi ļaujot sākt komponentu apkopošanu un miniaturizāciju. Pirmie kalkulatori, kas to izmanto tehnoloģija Tomēr tiem bija nepieciešamas no 75 līdz 100 integrētajām shēmām, kas bija nepraktiski. Un tāpēc nākamais solis skaitļošanas arhitektūras samazināšanā bija pirmo mikroprocesoru izstrāde.

Pirmais procesors bija 1971. gadā ražotais Intel 4004. Tajā bija 2300 tranzistori un tikai 4 biti jauda varētu veikt 60 000 loģisko operāciju sekundē, ar takts frekvenci 700 Hz. Kopš tā laika tehnoloģiskā sacīkste investēja labāku un jaudīgāku mikroshēmu izstrādē: 8 bitu, 16 bitu, 32 bitu un 64 bitu , pašlaik sasniedz frekvences virs 3 GHz.

Mikroprocesora īpašības

Kešatmiņas saglabāšana novērš RAM nevajadzīgu izmantošanu.

Mikroprocesori atgādina mazus dators miniatūra digitāla, tāpēc tā piedāvā savu arhitektūru un veic darbības saskaņā ar vadības programmu. Šī arhitektūra sastāv no:

  • Iekapsulēts Keramikas pārklājums, kas pārklāj silīciju un aizsargā to no elementiem (piemēram, skābekļa gaiss).
  • Kešatmiņa. Īpaši ātras atmiņas veids, kas pieejams procesoram, tāpēc tas netiek izmantots RAM bet vajadzības gadījumā, jo dažādos līmeņos kešatmiņa izmantotie dati tiek saglabāti tūlītējai izguvei.
  • Matemātikas kopprocesors. To sauc par peldošā komata vienību, tā ir procesora daļa, kas apstrādā loģiskās un formālas darbības.
  • Ieraksti. Īsa darba atmiņa procesorā, kas paredzēta, lai sekotu līdzi tā darbībai un apstākļiem.
  • Ostas Caurules, kas ļauj procesoram sazināties ar informāciju ar pārējām sistēmas sastāvdaļām.

Kam paredzēts mikroprocesors?

Mikroprocesori ir datora "smadzenes": tā loģiskais aritmētisko un loģisko operāciju centrs, kurā tiks izpildītas visas sistēmas programmas, gan operētājsistēmas, gan arī datora izpildītās lietojumprogrammas. Lietotājvārds. Ir arī sistēmas un atmiņas piekļuves binārā loģika. Tas nozīmē: procesors ir datora informācijas dzinējs.

Mikroprocesora funkcija

The atnest Tā ir konkrētas instrukcijas nosūtīšana dekodētājam.

Mikroprocesors darbojas, pamatojoties uz virkni elementāru instrukciju, kas ir iepriekš ieprogrammētas un saglabātas binārā koda formā. Šie norādījumi tiks sakārtoti galvenajā atmiņā un tiek sniegti vairākos posmos, kas ir:

  • Iepriekš ielādēt. Vai arī instrukcijas iepriekšēja nolasīšana no sistēmas galvenās atmiņas.
  • Atnest. Konkrētās instrukcijas nosūtīšana dekodētājam.
  • Dekodēšana. Instrukcijas tulkošana veicamo darbību sērijā un tam nepieciešamo operandu nolasīšana.
  • Izpilde. Sistēmas komponentu apmācības pabeigšana.
  • Rakstīšana. Rezultātu saglabāšana atpakaļ galvenajā atmiņā vai reģistros.

Šīs fāzes tiek veiktas vairākos CPU ciklos, un to ilgums ir atkarīgs no mikroprocesora darbības frekvences.

!-- GDPR -->