Počítačová centrálna procesorová jednotka (CPU) postavená na a jeden integrovaný obvod (IC) sa nazýva a mikroprocesor .
Digitálny počítač s jedným mikroprocesorom, ktorý funguje ako CPU, sa nazýva mikropočítač.
Je to programovateľné, viacúčelové, hodinami poháňané elektronické zariadenie založené na registroch, ktoré číta binárne inštrukcie z úložného zariadenia nazývaného pamäť, prijíma binárne dáta ako vstup a spracováva dáta podľa týchto inštrukcií a poskytuje výsledky ako výstup.
Mikroprocesor obsahuje milióny malých komponentov, ako sú tranzistory, registre a diódy, ktoré spolupracujú.
Bloková schéma mikropočítača
Mikroprocesor pozostáva z ALU, riadiacej jednotky a registrového poľa. Kde Ísť vykonáva aritmetické a logické operácie s údajmi prijatými zo vstupného zariadenia alebo pamäte. Riadiaca jednotka riadi inštrukcie a tok dát v rámci počítača. a pole registrov pozostáva z registrov označených písmenami ako B, C, D, E, H, L a akumulátor.
Evolúcia mikroprocesorov
Mikroprocesor môžeme kategorizovať podľa generácií alebo podľa veľkosti mikroprocesora:
príklady java kódu
Prvá generácia (4-bitové mikroprocesory)
Prvá generácia mikroprocesorov bola predstavená v rokoch 1971-1972 spoločnosťou Intel Corporation. Bolo to pomenované Intel 4004 keďže išlo o 4-bitový procesor.
Bol to procesor na jednom čipe. Môže vykonávať jednoduché aritmetické a logické operácie, ako je sčítanie, odčítanie, boolovský OR a boolovský AND.
Mal som riadiacu jednotku schopnú vykonávať riadiace funkcie, ako je načítanie inštrukcie z úložnej pamäte, jej dekódovanie a následné generovanie riadiacich impulzov na jej vykonanie.
Druhá generácia (8-bitový mikroprocesor)
Mikroprocesory druhej generácie boli predstavené v roku 1973 opäť spoločnosťou Intel. Bol to prvý 8-bitový mikroprocesor, ktorý dokázal vykonávať aritmetické a logické operácie na 8-bitových slovách. Bol to Intel 8008 a ďalšou vylepšenou verziou bol Intel 8088.
Tretia generácia (16-bitový mikroprocesor)
Tretia generácia mikroprocesorov, predstavená v roku 1978, bola zastúpená Intel 8086, Zilog Z800 a 80286 , čo boli 16-bitové procesory s výkonom ako minipočítače.
strojopis každý
Štvrtá generácia (32-bitové mikroprocesory)
Niekoľko rôznych spoločností predstavilo 32-bitové mikroprocesory, ale najobľúbenejší je Intel 80386 .
Piata generácia (64-bitové mikroprocesory)
Od roku 1995 až doteraz sme v piatej generácii. Po roku 80856 prišiel Intel s novým procesorom, menovite procesorom Pentium, po ktorom nasledoval CPU Pentium Pro , ktorý umožňuje viacerým CPU v jednom systéme dosiahnuť multiprocessing.
Ďalšie vylepšené 64-bitové procesory sú Procesory Celeron, Dual, Quad, Octa Core .
jpa na jar
Tabuľka: Dôležité mikroprocesory Intel
| Mikroprocesor | Rok vynálezu | Dĺžka slova | Kapacita adresovania pamäte | Špendlíky | Hodiny | Poznámky |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4004 | 1971 | 4-bitový | 1 kB | 16 | 750 kHz | Prvý mikroprocesor |
| 8085 | 1976 | 8-bitový | 64 kB | 40 | 3-6 MHz | Populárny 8-bitový mikroprocesor |
| 8086 | 1978 | 16-bitový | 1 MB | 40 | 5-8 MHz | Široko používaný v PC/XT |
| 80286 | 1982 | 16-bitový | 16 MB skutočných, 4 GB virtuálnych | 68 | 6-12,5 MHz | Široko používaný v PC/AT |
| 80386 | 1985 | 32-bitový | 4 GB skutočných, 64 TB virtuálnych | 132 14X14 PGA | 20-33 MHz | Obsahuje MMU na čipe |
| 80486 | 1989 | 32-bitový | 4 GB skutočných, 64 TB virtuálnych | 168 17X17 PGA | 25-100 MHz | Obsahuje MMU, vyrovnávaciu pamäť a FPU, 1,2 milióna tranzistorov |
| Pentium | 1993 | 32-bitový | 4 GB skutočná, 32-bitová adresa, 64-bitová dátová zbernica | 237 PGA | 60-200 | Obsahuje 2 ALU, 2 Cache, FPU, 3,3 milióna tranzistorov, 3,3 V, 7,5 milióna tranzistorov |
| Pentium Pro | devätnásť deväťdesiat päť | 32-bitový | 64 GB skutočná, 36-bitová adresová zbernica | 387 PGA | 150-200 MHz | Je to procesor toku dát. Obsahuje tiež vyrovnávaciu pamäť druhej úrovne, 3,3 V |
| Pentium II | 1997 | 32-bitový | - | - | 233-400 MHz | Všetky funkcie Pentium pro plus MMX technológia, 3,3 V, 7,5 milióna tranzistorov |
| Pentium III | 1999 | 32-bitový | 64 GB | 370 PGA | 600-1,3 MHz | Vylepšená verzia Pentia II; 70 nových inštrukcií SIMD |
| Pentium 4 | 2000 | 32-bitový | 64 GB | 423 PGA | 600-1,3 GHz | Vylepšená verzia Pentia III |
| Itanium | 2001 | 64-bitový | 64 riadkov adresy | 423 PGA | 733 MHz - 1,3 GHz | 64-bitový procesor EPIC |
Kde,
Základné pojmy používané v mikroprocesoroch
Tu je zoznam niektorých základných pojmov používaných v mikroprocesore:
Inštrukčná sada - Skupina príkazov, ktorým mikroprocesor rozumie, sa nazýva Inštrukčná sada. Je to rozhranie medzi hardvérom a softvérom.
Autobus - Sada vodičov určených na prenos údajov, adries alebo riadiacich informácií do rôznych prvkov v mikroprocesore. Mikroprocesor bude mať tri typy zberníc, t.j. dátovú zbernicu, adresovú zbernicu a riadiacu zbernicu.
IPC (pokyny na jeden cyklus) - Je to miera toho, koľko inštrukcií je CPU schopné vykonať v rámci jednej hodiny.
Rýchlosť hodín - Je to počet operácií za sekundu, ktoré môže procesor vykonať. Môže byť vyjadrený v megahertzoch (MHz) alebo gigahertzoch (GHz). Nazýva sa aj hodinová frekvencia.
Šírka pásma - Počet bitov spracovaných v jednej inštrukcii sa nazýva šírka pásma.
Dĺžka slova - Počet bitov, ktoré môže procesor naraz spracovať, sa nazýva dĺžka slova procesora. 8-bitový mikroprocesor môže naraz spracovať 8-bitové dáta. Rozsah dĺžky slova je od 4 bitov do 64 bitov v závislosti od typu mikropočítača.
css tučný text
Typy údajov - Mikroprocesor podporuje viacero formátov dátových typov, ako sú binárne, ASCII, podpísané a nepodpísané čísla.
Fungovanie mikroprocesora
Mikroprocesor vykonáva inštrukciu podľa sekvencie: Fetch, Decode a potom Execute.
Na začiatku sú inštrukcie uložené v úložnej pamäti počítača v sekvenčnom poradí. Mikroprocesor vyzdvihne tieto inštrukcie z uloženej oblasti (pamäte), potom ich dekóduje a vykoná tieto inštrukcie, kým nie je splnená inštrukcia STOP. Potom odošle výsledok v binárnej forme na výstupný port. Medzi týmito procesmi register ukladá dočasné dáta a ALU (aritmetická a logická jednotka) vykonáva výpočtové funkcie.