Ce sunt microprocesoarele? Tipuri de microprocesoare

Tehnologia informatică ne permite să lucrăm cu o eficiență considerabilă. Dar cum funcționează deloc? Acest lucru este ajutat de o întreagă gamă de dispozitive și dispozitive diferite. Și unul dintre ei este un microprocesor. Ce este? Care sunt funcțiile sale? Care sunt caracteristicile acestui dispozitiv? Ce este arhitectura microprocesorului? Ce parametri depind de ea?

Ce sunt microprocesoarele?

Acesta este numele unui dispozitiv care este controlat programatic. Sarcina sa este de a procesa și de a gestiona informațiile digitale. Controlul microprocesorului trebuie să fie mic, dar în același timp funcțional. Din aceasta rezultă o serie de proprietăți, care vor fi acum spuse. Un microprocesor este implementat pe (super) mare circuite integrate ((C) LSI), care poate fi mai multe bucăți. Pentru ei, următoarele sunt caracteristice:

1. Cost redus (se referă la producția în masă).
2. Simplitatea fabricației (pe o singură tehnologie);
3. Ea ocupă puțin spațiu (câțiva centimetri pătrați sau chiar milimetri).
4. Fiabilitate ridicată.
5. Consumă puțină energie.

Dispozitivul microprocesorului depinde în mod semnificativ de construcția arhitecturii sale. Mai mult, acest lucru va fi discutat și în cadrul articolului vor fi luate în considerare trei tipuri.

funcții

Aceasta este ceea ce le face în general create. Deci, funcțiile microprocesorului sunt:

1. Citiți și decodați comenzile care provin din memoria principală.
2. Acceptați și procesați cererile de la adaptoare pentru întreținerea dispozitivelor externe (VU).
3. Citiți datele din registrele RAM și VU.
4. Creați semnale de control care controlează alte noduri și blocuri ale unui computer personal.
5. Procesează datele și le face să scrie în memoria principală, precum și registrele dispozitivelor externe.

Caracteristicile principale ale microprocesorului

Există patru în total:

1. Adâncime de biți.
2. Performanță.
3. Sistemul de comandă.
4. Cantitatea de memorie adresabilă.

Grupuri de microprocesoare

Ele se disting prin trei:

1. CISC. Există un set complet de comenzi.
2. RISC. Există un set scurt de comenzi.
3. MISC. Există un set minim de comenzi, dar au o viteză foarte mare pentru ambele clase de dispozitive.

Microprocesoare de tip CISC

Ele pot funcționa ca parte a rețelei de calculatoare. Există, de asemenea, posibilitatea de multitasking și de protecție a memoriei. Microprocesoarele de acest tip pot funcționa în două moduri: protejate și reale. Prima oferă posibilitatea de multitasking și acces imediat la memorie extinsă. În plus, este protejat de mesajele străine. În modul real, microprocesorul 8086 este emulat și există o operație cu o sarcină.

Microprocesoare de tip RISC

Ele au comenzi simple cele mai utilizate. Dacă aveți nevoie să efectuați ceva complicat, veți "construi" funcționalitatea necesară. Pentru a executa o comandă, un singur ceas al mașinii este irosit din cauza execuției paralele și suprapunerii. Pentru comparație, în CISC cele mai mici vor ajunge până la patru.

Din ce constă microprocesorul?

Acesta este împărțit în două părți:

1. Sala de operații. Conține dispozitive de control, logică aritmetică și memorie microprocesor.
2. Interfață. Acesta conține registre de adrese, scheme de administrare a porturilor și a magistraților și un bloc de comenzi.

Important este arhitectura - organizarea logică a microprocesorului, care determină caracteristicile sale, proprietățile și capacitatea de a construi un sistem informatic bazat pe acest dispozitiv. Există trei tipuri principale: CISC, RISC și MISC (acestea sunt dispozitivele universale). Deci, în ele există mai multe grupuri de registre care funcționează cu diferite grade de anticipare. Acest lucru vă permite să efectuați operațiuni în mod literal "în modul de conducte". Acest lucru afectează în mod pozitiv viteza efectivă. Microprocesorul calculatorului servește, de obicei, doar un singur dispozitiv - de exemplu, o tastatură.

Arhitectura CISC

Set de instrucțiuni complexe Calculator - instrucțiuni complete pentru computer. Caracteristicile unui microprocesor cu această arhitectură sunt următoarele:

1. Au un număr mare de echipe care diferă în funcție de funcționalitate, lungime și format.
2. Sunt utilizate diferite sisteme de adresare.
3. Există o codificare complexă a comenzilor.

Care sunt microprocesoarele acestei arhitecturi? Acestea sunt dispozitive complexe, al căror principal obiectiv este funcționalitatea.

Arhitectura RISC

Set de instrucțiuni reduse Computer - instrucțiuni omogene pentru computer. Caracteristicile unui microprocesor cu această arhitectură sunt următoarele:

1. Folosește un tip de sistem de comandă simplificat: toate au același format, cu o simplă codificare. Datele din memoria RAM în registrul microprocesorului și viceversa sunt mutate utilizând instrucțiuni de pornire.
2. În ciuda vitezei mari, aceste microprocesoare pot avea o viteză de ceas relativ mică și un grad mai mic de integrare a VLSI.
3. Echipele efectuează mai puțină încărcare pe RAM.
4. Dar depanarea lucrărilor programelor pe RISC este mult mai complicată decât pe CISC.
5. Este imposibil să utilizați aceleași programe cu CISC.

Arhitectura MISC

Set de instrucțiuni multifuncționale Computer - instrucțiuni multifuncționale pentru administrarea computerelor. Este o încercare de a combina avantajele CISC și RISC. Aici, elementul de bază este asamblat din părți separate (adesea combinate într-un singur corp):

1. Partea principală. Se bazează pe arhitectura RISC.
2. Parte extensibilă. Pe acesta este un firmware ROM conectat.

Sistemul însuși dobândește proprietățile CISC. Deci, echipele principale de aici lucrează pe baza oferită de RISC. În același timp, există o extensie care "creează" firmware-ul. Baza RISC efectuează toate comenzile într-un singur pas. Extensia folosește un set complex de comenzi. Datorită prezenței ROM-ului, se elimină dezavantajul RISC, că atunci când codul de operare este compilat dintr-un limbaj de nivel înalt, acesta este deja decriptat și deschis pentru programator. Acestea sunt microprocesoarele și ar trebui să aibă astfel de proprietăți din punctul de vedere al arhitecturii date de construcție.

concluzie

Ce sunt microprocesoare și care este baza funcționării lor - am luat în considerare acest lucru. Desigur, pentru a dezasambla toate nuanțele acestor dispozitive, este necesar să ne dedicăm mult timp și să ne cunoaștem nu cu o carte și cu o colecție de prelegeri. Dar baza însăși este deja acolo.