- Mi az a mikroprocesszor?
- Mikroprocesszor története
- Mikroprocesszor jellemzői
- Mire való a mikroprocesszor?
- Mikroprocesszor funkció
Elmagyarázzuk, mi a mikroprocesszor, ennek az integrált áramkörnek a történetét és jellemzőit. Illetve, hogy mire való és milyen funkciói vannak.
Mi az a mikroprocesszor?
Mikroprocesszornak vagy egyszerűen processzornak nevezik a központi integrált áramkörhöz számítógépes rendszer, ahol a logikai és aritmetikai műveleteket (számításokat) végzik el, hogy lehetővé tegyék a programok végrehajtását, a Operációs rendszer amíg a alkalmazásszoftver.
Egy mikroprocesszor egy vagy több processzorral is működhet CPU (Központi feldolgozó egységek), amelyek mindegyike regiszterekből, egy vezérlőegységből, egy aritmetikai-logikai egységből és egy lebegőpontos számítási egységből (vagy matematikai társprocesszorból) áll.
Hasonlóképpen általában egy aljzaton keresztül csatlakozik az alaplaphoz vagy az alaplaphoz, valamint egy hűtőborda rendszerrel, amely bizonyos hőelvezető anyagokból és egy ventilátorhűvösebb (belső ventilátor).
Míg ugyanannak a mikroprocesszornak lehet egy vagy több fizikai vagy logikai magja, amelyekben az összes számítási munka végbemegy, addig ugyanabban a számítógépes rendszerben több processzorok párhuzamosan dolgozik.
Ezeknek a processzoroknak a teljesítményét nem könnyű mérni, de az órajel frekvenciáját (hertzben mérve) gyakran használják az egyik és a másik teljesítményének megkülönböztetésére.
Mikroprocesszor története
A mikroprocesszorok két specifikus ág technológiai fejlődésének termékeként jelentek meg: a számítástechnika és félvezetők. Mindkettő a 20. század közepén indult, összefüggésben a világháború, feltalálásával tranzisztor, amellyel a vákuumcsöveket cserélték ki.
Azóta a szilíciumot egyszerű elektronikus áramkörök előállítására használták, ami később (az 1960-as évek elején) az első digitális áramkörök létrehozásához vezetett: tranzisztor-ellenállás logika (RTL), tranzisztor-dióda-logika (DTL), tranzisztor-tranzisztor logika ( TTL) és Emitter Complemented Logic (ECL).
A következő lépés a mikroprocesszorok felé az integrált áramkörök (SSI és MSI) feltalálása lenne, lehetővé téve ezzel a komponensek aggregációjának és miniatürizálásának megkezdését. Az első számológépek, amelyek ezt használják technológia Azonban 75 és 100 közötti integrált áramkörre volt szükség, ami nem volt praktikus. Így a számítási architektúra leépítésének következő lépése az első mikroprocesszorok kifejlesztése volt.
Az első processzor az 1971-ben gyártott Intel 4004 volt. 2300 tranzisztort tartalmazott, és mindössze 4 darabbal bitek kapacitása másodpercenként 60 000 logikai műveletet tudott végrehajtani, 700 Hz órajelen. A technológiai verseny innentől kezdve a jobb és erősebb mikrochipek fejlesztésébe fektetett be: 8 bites, 16 bites, 32 bites és 64 bites . , jelenleg eléri a 3 GHz feletti frekvenciákat.
Mikroprocesszor jellemzői
A gyorsítótárazás megakadályozza a RAM szükségtelen használatát.
A mikroprocesszorok egy kicsire hasonlítanak számítógép miniatűr digitális, tehát saját architektúrát mutat be és vezérlőprogram alatt hajt végre műveleteket. Ez az architektúra a következőkből áll:
- Kapszulázva Kerámia bevonat, amely lefedi a szilíciumot, és megvédi az elemektől (például oxigéntől levegő).
- Gyorsítótár. A processzor rendelkezésére álló ultragyors memória típusa, ezért nem használja RAM de amikor szükséges, mivel a különböző szintjein a gyorsítótár A használatban lévő adatok mentésre kerülnek azonnali visszakeresés céljából.
- Matematikai társprocesszor. Lebegőpontos egységnek hívják, ez a processzor azon része, amely logikai és formális műveleteket kezel.
- Records. Rövid munkamemória a processzorban, amelyet úgy terveztek, hogy nyomon kövesse saját működését és körülményeit.
- Portok A csatornák, amelyek lehetővé teszik a processzor számára, hogy kommunikáljon a információ a rendszer többi elemével.
Mire való a mikroprocesszor?
A mikroprocesszorok a számítógép "agya": az aritmetikai és logikai műveletek logikai központja, ahol az összes rendszerprogram végrehajtásra kerül, mind az operációs rendszer, mind a számítógép által végrehajtott alkalmazások. Felhasználónév. Vannak még a rendszer és a memória hozzáférések bináris logikái. Vagyis: a processzor a számítógép információs motorja.
Mikroprocesszor funkció
A mikroprocesszor előre programozott és bináris kód formájában tárolt elemi utasítások sorozata alapján működik. Ezeket az utasításokat a fő memóriába rendezzük, és több fázis szerint adjuk, amelyek a következők:
- Előzetes letöltés. Vagy az utasítás előzetes beolvasása a rendszer fő memóriájából.
- Fetch. A konkrét utasítás elküldése a dekódernek.
- Dekódolás. Az utasítás lefordítása végrehajtandó műveletek sorozatává, és az ehhez szükséges operandusok beolvasása.
- Végrehajtás. A képzés befejezése a rendszer komponensei által.
- Írás. Az eredmények visszamentése a fő memóriába vagy a regiszterekbe.
Ezeket a fázisokat több CPU-ciklusban hajtják végre, és időtartamuk a mikroprocesszor működési gyakoriságától függ.