mikroprocesor

Informatika

2022

Objašnjavamo što je mikroprocesor, povijest i karakteristike ovog integriranog sklopa. Također, čemu služi i njegove funkcije.

Mikroprocesor može raditi s jednim ili više CPU-a.

Što je mikroprocesor?

Zove se mikroprocesor ili jednostavno procesor za središnji integrirani krug a računalni sustav, gdje se provode logičke i aritmetičke operacije (izračuni) kako bi se omogućilo izvršavanje programa, iz Operacijski sustav sve do aplikacijski softver.

Mikroprocesor može raditi s jednim ili više CPU (Središnje procesorske jedinice), svaki se sastoji od registara, upravljačke jedinice, aritmetičko-logičke jedinice i jedinice za izračunavanje s pomičnim zarezom (ili matematičkog koprocesora).

Isto tako, općenito je spojen pomoću utičnice na matičnu ploču ili matičnu ploču, zajedno sa sustavom hladnjaka koji se sastoji od određenih materijala za rasipanje topline i ventilatorhladnjak (unutarnji ventilator).

Dok isti mikroprocesor može imati jednu ili više fizičkih ili logičkih jezgri u kojima se obavljaju svi računski poslovi, isti računalni sustav može imati nekoliko procesori radeći paralelno.

Performanse ovih procesora nije lako izmjeriti, ali se frekvencija takta (mjerena u hercima) često koristi za razlikovanje snage jednog i drugog.

Povijest mikroprocesora

Mikroprocesori su se pojavili kao proizvod tehnološke evolucije dviju specifičnih grana: računalstvo i poluvodiča. Obje su svoje početke imale sredinom 20. stoljeća, u kontekstu Drugog svjetskog rata, s izumom tranzistor, s kojim su zamijenjene vakuumske cijevi.

Od tada se silicij koristio za generiranje jednostavnih elektroničkih sklopova, što je kasnije (početkom 1960-ih) dovelo do stvaranja prvih digitalnih sklopova: tranzistorsko-otporničke logike (RTL), tranzistorske diodne logike (DTL), tranzistorsko-tranzistorske logike ( TTL) i logika dopunjena emiterom (ECL).

Sljedeći korak prema mikroprocesorima bio bi izum integriranih sklopova (SSI i MSI), čime bi se omogućio početak agregiranja i minijaturizacije komponenti. Prvi kalkulatori koji su to koristili tehnologija Međutim, oni su zahtijevali između 75 i 100 integriranih krugova, što je bilo nepraktično. I tako je sljedeći korak u smanjenju računalne arhitekture bio razvoj prvih mikroprocesora.

Prvi procesor bio je Intel 4004 proizveden 1971. Sadržavao je 2300 tranzistora i sa svoja samo 4 komadići Kapacitet je mogao izvesti 60 000 logičkih operacija u sekundi, pri frekvenciji sata od 700 Hz. Od tada je tehnološka utrka ulagala u razvoj boljih i moćnijih mikročipova: 8-bitnih, 16-bitnih, 32-bitnih i 64-bitnih . , trenutno doseže frekvencije iznad 3 GHz.

Značajke mikroprocesora

Keširanje sprječava nepotrebno korištenje RAM-a.

Mikroprocesori nalikuju malom Računalo minijaturni digitalni, tako da predstavlja vlastitu arhitekturu i obavlja operacije po upravljačkom programu. Ova arhitektura se sastoji od:

  • Inkapsulirano Keramički premaz koji prekriva silicij i štiti ga od elemenata (kao što je kisik u zrak).
  • Cache. Vrsta ultrabrze memorije koja je dostupna procesoru, pa se ne koristi radna memorija ali kada je potrebno, budući da na različitim razinama cache podaci koji se koriste spremaju se za trenutno dohvaćanje.
  • Matematički koprocesor. Nazvan jedinica s pomičnim zarezom, to je dio procesora koji upravlja logičkim i formalnim operacijama.
  • Zapisi. Kratka radna memorija u procesoru, dizajnirana da prati vlastiti rad i uvjete.
  • luke Vodovi koji omogućuju procesoru da komunicira informacija s ostalim komponentama sustava.

Čemu služi mikroprocesor?

Mikroprocesori su "mozak" računala: njegovo logičko središte aritmetičkih i logičkih operacija, gdje će se izvršavati svi programi sustava, kako oni operacijskog sustava, tako i aplikacije koje izvršava računalo. Korisničko ime. Tu su i binarne logike sustava i pristupi memoriji. To će reći: procesor je informacijski motor računala.

Mikroprocesorska funkcija

The dohvatiti To je slanje specifične instrukcije dekoderu.

Mikroprocesor radi na temelju niza elementarnih instrukcija koje su unaprijed programirane i pohranjene u obliku binarnog koda. Ove upute bit će organizirane u glavnu memoriju, a dane su u nekoliko faza, a to su:

  • Unaprijed dohvati. Ili prethodno čitanje instrukcije iz glavne memorije sustava.
  • Dohvati. Slanje određene upute dekoderu.
  • Dekodiranje. Prevođenje instrukcije u niz operacija koje treba izvesti i čitanje potrebnih operanada za to.
  • Izvršenje. Završetak obuke od strane komponenti sustava.
  • Pisanje. Spremanje rezultata natrag u glavnu memoriju ili u registre.

Ove faze se izvode u nekoliko CPU ciklusa, a njihovo trajanje ovisi o frekvenciji na kojoj mikroprocesor radi.

!-- GDPR -->