Unitatea centrală de procesare (CPU) a computerului construită pe un un singur circuit integrat (IC) se numeste a microprocesor .
Un computer digital cu un microprocesor care acționează ca CPU se numește microcomputer.
Este un dispozitiv electronic programabil, multifuncțional, comandat de ceas, bazat pe registre, care citește instrucțiuni binare de pe un dispozitiv de stocare numit memorie, acceptă date binare ca intrare și procesează datele în conformitate cu instrucțiunile respective și oferă rezultate ca ieșire.
Microprocesorul conține milioane de componente minuscule precum tranzistori, registre și diode care lucrează împreună.
Diagrama bloc a unui microcalculator
Un microprocesor constă dintr-o ALU, o unitate de control și o matrice de registre. Unde MERGE efectuează operații aritmetice și logice asupra datelor primite de la un dispozitiv de intrare sau memorie. Unitatea de control controlează instrucțiunile și fluxul de date în interiorul computerului. Și, matrice de înregistrare constă din registre identificate prin litere precum B, C, D, E, H, L și acumulator.
Evoluția microprocesoarelor
Putem clasifica microprocesorul în funcție de generații sau în funcție de dimensiunea microprocesorului:
testare manuală
Prima generație (microprocesoare pe 4 biți)
Prima generație de microprocesoare au fost introduse în anii 1971-1972 de Intel Corporation. A fost numit Intel 4004 deoarece era un procesor pe 4 biți.
Era un procesor pe un singur cip. Ar putea efectua operații aritmetice și logice simple, cum ar fi adunarea, scăderea, SAU boolean și AND boolean.
Am avut o unitate de control capabilă să îndeplinească funcții de control, cum ar fi preluarea unei instrucțiuni din memoria de stocare, decodarea acesteia și apoi generarea de impulsuri de control pentru a o executa.
A doua generație (microprocesor pe 8 biți)
A doua generație de microprocesoare au fost introduse din nou în 1973 de Intel. Era un prim microprocesor pe 8 biți care putea efectua operații aritmetice și logice pe cuvinte de 8 biți. Era Intel 8008, iar o altă versiune îmbunătățită a fost Intel 8088.
A treia generație (microprocesor pe 16 biți)
A treia generație de microprocesoare, introduse în 1978 au fost reprezentate de Intel 8086, Zilog Z800 și 80286 , care erau procesoare pe 16 biți cu o performanță precum minicalculatoarele.
arraylist
A patra generație (microprocesoare pe 32 de biți)
Mai multe companii diferite au introdus microprocesoarele pe 32 de biți, dar cea mai populară este Intel 80386 .
A cincea generație (microprocesoare pe 64 de biți)
Din 1995 până în prezent suntem în a cincea generație. După 80856, Intel a lansat un nou procesor, și anume procesor Pentium, urmat de CPU Pentium Pro , care permite mai multor procesoare într-un singur sistem să realizeze multiprocesare.
Alte procesoare îmbunătățite pe 64 de biți sunt Procesoare Celeron, Dual, Quad, Octa Core .
2 la 1 multiplexor
Tabel: Microprocesoare Intel importante
| Microprocesor | Anul inventiei | Lungimea cuvântului | Capacitate de adresare a memoriei | Ace | Ceas | Remarci |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4004 | 1971 | 4 biți | 1 KB | 16 | 750 KHz | Primul microprocesor |
| 8085 | 1976 | 8 biți | 64 KB | 40 | 3-6 MHz | Microprocesor popular pe 8 biți |
| 8086 | 1978 | pe 16 biți | 1MB | 40 | 5-8 MHz | Folosit pe scară largă în PC/XT |
| 80286 | 1982 | pe 16 biți | 16 MB reali, 4 GB virtual | 68 | 6-12,5 MHz | Folosit pe scară largă în PC/AT |
| 80386 | 1985 | pe 32 de biți | 4GB reali, 64TB virtuali | 132 14X14 PGA | 20-33 MHz | Conține MMU pe cip |
| 80486 | 1989 | pe 32 de biți | 4GB reali, 64TB virtuali | 168 17X17 PGA | 25-100 MHz | Conține MMU, cache și FPU, 1,2 milioane de tranzistori |
| Pentium | 1993 | pe 32 de biți | 4 GB reale, adresa de 32 de biți, magistrală de date pe 64 de biți | 237 PGA | 60-200 | Conține 2 ALU, 2 cache-uri, FPU, 3,3 milioane de tranzistori, 3,3 V, 7,5 milioane de tranzistori |
| Pentium Pro | o mie noua sute nouazeci si cinci | pe 32 de biți | 64 GB real, magistrală de adrese pe 36 de biți | 387 PGA | 150-200 MHz | Este un procesor de flux de date. Conține, de asemenea, cache de nivel al doilea, 3,3 V |
| Pentium II | 1997 | pe 32 de biți | - | - | 233-400 MHz | Toate sunt dotate cu tehnologia Pentium pro plus MMX, 3,3 V, 7,5 milioane de tranzistori |
| Pentium III | 1999 | pe 32 de biți | 64 GB | 370 PGA | 600-1,3 MHz | Versiune îmbunătățită a Pentium II; 70 de instrucțiuni SIMD noi |
| Pentium 4 | 2000 | pe 32 de biți | 64 GB | 423 PGA | 600-1,3 GHz | Versiune îmbunătățită a Pentium III |
| Itanium | 2001 | pe 64 de biți | 64 de linii de adresă | 423 PGA | 733 MHz-1,3 GHz | Procesor EPIC pe 64 de biți |
Unde,
Termeni de bază utilizați în Microprocesor
Iată o listă cu câțiva termeni de bază utilizați în microprocesor:
Set de instructiuni - Grupul de comenzi pe care microprocesorul le poate înțelege se numește set de instrucțiuni. Este o interfață între hardware și software.
Autobuz - Ansamblu de conductori destinati transmiterii de date, adrese sau informatii de control catre diferite elemente dintr-un microprocesor. Un microprocesor va avea trei tipuri de magistrale, adică magistrală de date, magistrală de adrese și magistrală de control.
IPC (Instrucțiuni pe ciclu) - Este o măsură a câte instrucțiuni este capabil să execute un procesor într-un singur ceas.
Viteza ceasului - Este numărul de operații pe secundă pe care le poate efectua procesorul. Poate fi exprimat în megaherți (MHz) sau gigaherți (GHz). Se mai numește și Clock Rate.
Lățimea de bandă - Numărul de biți procesați într-o singură instrucțiune se numește Bandwidth.
Lungimea cuvântului - Numărul de biți pe care procesorul îi poate procesa la un moment dat se numește lungimea cuvântului procesorului. Microprocesorul pe 8 biți poate procesa date pe 8 biți la un moment dat. Intervalul de lungime a cuvântului este de la 4 biți la 64 de biți, în funcție de tipul de microcomputer.
comentariu xml
Tipuri de date - Microprocesorul acceptă mai multe formate de date, cum ar fi numere binare, ASCII, semnate și nesemnate.
Funcționarea microprocesorului
Microprocesorul urmează o secvență pentru a executa instrucțiunea: Fetch, Decode și apoi Execute.
Inițial, instrucțiunile sunt stocate în memoria de stocare a computerului în ordine secvențială. Microprocesorul preia acele instrucțiuni din zona stocată (memorie), apoi o decodifică și execută acele instrucțiuni până când instrucțiunea STOP este îndeplinită. Apoi, trimite rezultatul în formă binară la portul de ieșire. Între aceste procese, registrul stochează datele temporare, iar ALU (Unitatea aritmetică și logică) realizează funcțiile de calcul.