mikroprosessori

Tietotekniikka

2022

Selitämme, mikä mikroprosessori on, tämän integroidun piirin historiaa ja ominaisuuksia. Myös sen tarkoitus ja toiminnot.

Mikroprosessori voi toimia yhden tai useamman CPU:n kanssa.

Mikä on mikroprosessori?

Sitä kutsutaan mikroprosessoriksi tai yksinkertaisesti prosessoriksi integroidulle piirille a tietokonejärjestelmä, jossa loogiset ja aritmeettiset operaatiot (laskutoimitukset) suoritetaan ohjelmien suorittamisen mahdollistamiseksi Käyttöjärjestelmä kunnes sovellusohjelmisto.

Mikroprosessori voi toimia yhdellä tai useammalla prosessori (Central Processing Units), joista kukin koostuu rekistereistä, ohjausyksiköstä, aritmeettis-loogisesta yksiköstä ja liukulukulaskentayksiköstä (tai matemaattisesta apuprosessorista).

Samoin se on yleensä liitetty pistorasian avulla emolevyyn tai emolevyyn yhdessä jäähdytyslevyjärjestelmän kanssa, joka koostuu tietyistä lämmönpoistomateriaaleista ja tuuletinjäähdytin (sisäinen tuuletin).

Vaikka samassa mikroprosessorissa voi olla yksi tai useampi fyysinen tai looginen ydin, joissa kaikki laskentatyöt suoritetaan, samassa tietokonejärjestelmässä voi olla useita prosessorit työskentelee rinnakkain.

Näiden prosessorien suorituskykyä ei ole helppo mitata, mutta kellotaajuutta (mitattuna hertseinä) käytetään usein erottamaan toisen ja toisen tehot.

Mikroprosessorin historia

Mikroprosessorit syntyivät kahden erityisen haaran teknologisen kehityksen tuotteena: tietojenkäsittelyä ja puolijohteet. Molemmat saivat alkunsa 1900-luvun puolivälissä, kontekstissa WWII, keksinnöllä transistori, jolla tyhjiöputket vaihdettiin.

Siitä lähtien piitä on käytetty yksinkertaisten elektronisten piirien luomiseen, mikä johti myöhemmin (1960-luvun alussa) ensimmäisten digitaalisten piirien luomiseen: transistori-vastuslogiikka (RTL), transistoridiodilogiikka (DTL) , transistori-transistorilogiikka ( TTL) ja Emitter Complemented Logic (ECL).

Seuraava askel kohti mikroprosessoreja olisi integroitujen piirien (SSI ja MSI) keksiminen, mikä mahdollistaisi komponenttien yhdistämisen ja miniatyrisoinnin. Ensimmäiset laskimet, jotka käyttävät tätä teknologiaa Ne vaativat kuitenkin 75–100 integroitua piiriä, mikä oli epäkäytännöllistä. Ja niin seuraava askel laskennallisen arkkitehtuurin pienentämisessä oli ensimmäisten mikroprosessorien kehittäminen.

Ensimmäinen prosessori oli vuonna 1971 valmistettu Intel 4004. Se sisälsi 2300 transistoria ja vain 4 bittiä kapasiteetti pystyi suorittamaan 60 000 logiikkaa sekunnissa kellotaajuudella 700 Hz. Siitä lähtien teknologinen kilpailu panosti parempien ja tehokkaampien mikrosirujen kehittämiseen: 8-bittiset, 16-bittiset, 32-bittiset ja 64-bittiset . , saavuttaa tällä hetkellä yli 3 GHz:n taajuudet.

Mikroprosessorin ominaisuudet

Välimuisti estää RAM-muistin tarpeettoman käytön.

Mikroprosessorit muistuttavat pientä tietokone miniatyyri digitaalinen, joten se esittelee oman arkkitehtuurinsa ja suorittaa toimintoja ohjausohjelman alla. Tämä arkkitehtuuri koostuu:

  • Kapseloitu Keraaminen pinnoite, joka peittää piin ja suojaa sitä elementeiltä (kuten hapelta ilmaa).
  • Kätkö. Prosessorin käytettävissä oleva erittäin nopea muisti, joten se ei käytä RAM mutta tarvittaessa, koska eri tasoilla kätkö käytössä olevat tiedot tallennetaan välitöntä hakua varten.
  • Matemaattinen apuprosessori. Sitä kutsutaan liukulukuyksiköksi, ja se on prosessorin osa, joka käsittelee loogisia ja muodollisia operaatioita.
  • Records. Lyhyt työmuisti prosessorissa, joka on suunniteltu seuraamaan omaa toimintaansa ja olosuhteitaan.
  • Portit Kanavat, joiden avulla prosessori voi kommunikoida tiedot järjestelmän muiden osien kanssa.

Mihin mikroprosessori on tarkoitettu?

Mikroprosessorit ovat tietokoneen "aivot": sen aritmeettisten ja loogisten operaatioiden looginen keskus, jossa kaikki järjestelmäohjelmat suoritetaan, sekä käyttöjärjestelmän ohjelmat että tietokoneen suorittamat sovellukset. Käyttäjätunnus. Mukana on myös järjestelmän ja muistin binäärilogiikka. Toisin sanoen: prosessori on tietokoneen tietomoottori.

Mikroprosessoritoiminto

The hakea Se on tietyn ohjeen lähettäminen dekooderille.

Mikroprosessori toimii sarjan peruskäskyjen perusteella, jotka on ohjelmoitu valmiiksi ja tallennettu binäärikoodin muodossa. Nämä ohjeet järjestetään päämuistiin, ja ne annetaan useiden vaiheiden mukaisesti, joita ovat:

  • Esihaku. Tai ohjeen esilukeminen järjestelmän päämuistista.
  • Hae. Tarkemman ohjeen lähettäminen dekooderille.
  • Dekoodaus. Ohjeen kääntäminen suoritettavien toimintojen sarjaksi ja sitä varten tarvittavien operandien lukeminen.
  • Toteutus. Koulutuksen suorittaminen järjestelmän komponenttien mukaan.
  • Kirjoittaminen. Tulosten tallentaminen takaisin päämuistiin tai rekistereihin.

Nämä vaiheet suoritetaan useissa CPU-jaksoissa, ja niiden kesto riippuu mikroprosessorin taajuudesta.

!-- GDPR -->