- Kas yra mikroprocesorius?
- Mikroprocesoriaus istorija
- Mikroprocesoriaus savybės
- Kam skirtas mikroprocesorius?
- Mikroprocesoriaus funkcija
Mes paaiškiname, kas yra mikroprocesorius, šio integrinio grandyno istorija ir charakteristikos. Taip pat, kam jis skirtas ir kokios funkcijos.
Kas yra mikroprocesorius?
Jis vadinamas mikroprocesoriumi arba tiesiog procesoriumi prie centrinio integrinio grandyno a kompiuterio sistema, kur atliekamos loginės ir aritmetinės operacijos (skaičiavimai), kad būtų galima vykdyti programas, nuo Operacinė sistema iki programinė įranga.
Mikroprocesorius gali veikti su vienu ar daugiau CPU (Centriniai procesoriai), kiekvienas sudarytas iš registrų, valdymo bloko, aritmetinio-loginio vieneto ir slankiojo kablelio skaičiavimo bloko (arba matematinio koprocesoriaus).
Taip pat jis paprastai buvo prijungtas per lizdą prie pagrindinės plokštės arba pagrindinės plokštės, kartu su šilumos šalinimo sistema, sudaryta iš tam tikrų šilumą išsklaidžiusių medžiagų ir ventiliatoriusaušintuvas (vidinis ventiliatorius).
Nors tas pats mikroprocesorius gali turėti vieną ar daugiau fizinių ar loginių branduolių, kuriuose atliekamas visas skaičiavimo darbas, ta pati kompiuterinė sistema gali turėti keletą procesoriai dirba lygiagrečiai.
Šių procesorių našumą išmatuoti nelengva, tačiau dažnis (matuojamas hercais) dažnai naudojamas atskirti vieno ir kito galią.
Mikroprocesoriaus istorija
Mikroprocesoriai atsirado kaip dviejų specifinių šakų technologinės evoliucijos produktas: kompiuterija ir puslaidininkiai. Abu prasidėjo XX amžiaus viduryje, kontekste Antrasis pasaulinis karas, išradus tranzistorius, kuriuo buvo pakeisti vakuuminiai vamzdeliai.
Nuo tada silicis buvo naudojamas paprastoms elektroninėms grandinėms generuoti, todėl vėliau (septintojo dešimtmečio pradžioje) buvo sukurtos pirmosios skaitmeninės grandinės: tranzistoriaus-rezistoriaus logika (RTL), tranzistoriaus diodų logika (DTL), tranzistoriaus-tranzistoriaus logika ( TTL) ir Emitter Complemented Logic (ECL).
Kitas žingsnis link mikroprocesorių būtų integrinių grandynų (SSI ir MSI) išradimas, leidžiantis pradėti komponentų agregavimą ir miniatiūrizavimą. Pirmieji skaičiuotuvai, kurie tai naudoja technologija Tačiau jiems reikėjo nuo 75 iki 100 integrinių grandynų, o tai buvo nepraktiška. Taigi kitas žingsnis mažinant skaičiavimo architektūrą buvo pirmųjų mikroprocesorių sukūrimas.
Pirmasis procesorius buvo Intel 4004, pagamintas 1971 m. Jame buvo 2300 tranzistorių ir tik 4 bitai pajėgumas galėjo atlikti 60 000 loginių operacijų per sekundę, 700 Hz takto dažniu. Nuo tada technologinės lenktynės investavo į geresnių ir galingesnių mikroschemų kūrimą: 8 bitų, 16 bitų, 32 bitų ir 64 bitų. . , šiuo metu pasiekiantys aukštesnius nei 3 GHz dažnius.
Mikroprocesoriaus savybės
Talpykla neleidžia be reikalo naudoti RAM.
Mikroprocesoriai primena mažus kompiuteris miniatiūrinis skaitmeninis, todėl pateikia savo architektūrą ir atlieka operacijas pagal valdymo programą. Šią architektūrą sudaro:
- Inkapsuliuotas Keraminė danga, dengianti silicį ir apsauganti jį nuo elementų (pvz., deguonies oro).
- Talpykla. Itin greitos atminties tipas, prieinamas procesoriui, todėl jis nenaudojamas RAM bet kai reikia, kadangi įvairiuose lygmenyse talpykla naudojami duomenys išsaugomi, kad juos būtų galima nedelsiant gauti.
- Matematikos koprocesorius. Vadinamas slankiojo kablelio bloku, tai yra procesoriaus dalis, kuri atlieka logines ir formalias operacijas.
- Įrašai. Trumpa darbinė procesoriaus atmintis, skirta sekti savo veikimą ir sąlygas.
- Uostai Vamzdžiai, leidžiantys procesoriui susisiekti su informacija su likusiais sistemos komponentais.
Kam skirtas mikroprocesorius?
Mikroprocesoriai yra kompiuterio „smegenys“: jo loginis aritmetinių ir loginių operacijų centras, kuriame bus vykdomos visos sistemos programos – tiek operacinės sistemos, tiek kompiuterio vykdomos programos. Vartotojo vardas. Taip pat yra dvejetainė sistemos logika ir atminties prieigos. Tai reiškia: procesorius yra kompiuterio informacinis variklis.
Mikroprocesoriaus funkcija
Mikroprocesorius veikia remdamasis keletu elementarių komandų, kurios yra iš anksto užprogramuotos ir saugomos dvejetainio kodo pavidalu. Šios instrukcijos bus suskirstytos į pagrindinę atmintį ir pateikiamos keliais etapais, kurie yra:
- Iš anksto gauti. Arba išankstinis instrukcijos skaitymas iš pagrindinės sistemos atminties.
- Atnešti. Konkrečios instrukcijos siuntimas dekoderiui.
- Dekodavimas. Instrukcijos vertimas į eilę operacijų, kurias reikia atlikti, ir tai atlikti būtinų operandų skaitymas.
- Vykdymas. Sistemos komponentų mokymų užbaigimas.
- Rašymas. Rezultatų įrašymas atgal į pagrindinę atmintį arba registrus.
Šios fazės atliekamos keliais procesoriaus ciklais, o jų trukmė priklauso nuo mikroprocesoriaus darbo dažnio.