Kaj so mikroprocesorji? Vrste mikroprocesorjev

Računalniška tehnologija nam omogoča učinkovito delo. Toda kako sploh delujejo? To pomaga cela vrsta različnih naprav in naprav. In eden od njih je mikroprocesor. Kaj je to? Kakšne so njegove funkcije? Katere so značilnosti te naprave? Kaj je mikroprocesorska arhitektura? Katere parametre so odvisne od tega?

Kaj so mikroprocesorji?

To je ime naprave, ki je programsko nadzorovana. Njegova naloga je obdelovati in upravljati digitalne informacije. Nadzor mikroprocesorja mora biti majhen, vendar hkrati funkcionalen. Iz tega se pojavijo številne lastnosti, ki bodo zdaj povedane. Mikroprocesor se izvaja na (super) velikem integrirana vezja ((C) LSI), ki je lahko več kosov. Za njih so značilni naslednji:

1. Nizki stroški (nanaša se na masovno proizvodnjo).
2. Enostavnost proizvodnje (na eni tehnologiji);
3. Zajema malo prostora (nekaj kvadratnih centimetrov ali celo milimetrov).
4. Visoka zanesljivost.
5. Ne porabljajte energije.

Naprava mikroprocesorja je bistveno odvisna od konstrukcije svoje arhitekture. Nadalje se bo razpravljalo in v okviru člena 3 bo obravnavano.

Funkcije

To je tisto, zaradi česar jih običajno ustvarijo. Torej, funkcije mikroprocesorja so:

1. Branje in dekodiranje ukazov, ki prihajajo iz glavnega pomnilnika.
2. Sprejmite in obdelajte zahteve adapterjev za vzdrževanje zunanjih naprav (VU).
3. Bere podatke iz registrov RAM in VU.
4. Ustvarite kontrolne signale, ki nadzirajo druga vozlišča in bloki osebnega računalnika.
5. Podatke obdelajte in jih napišite v glavni pomnilnik, pa tudi v register zunanjih naprav.

Glavne značilnosti mikroprocesorja

Skupaj je štiri:

1. Bitna globina.
2. Produktivnost.
3. Ukazni sistem.
4. Količina adresabilnega pomnilnika.

Skupine mikroprocesorjev

Odlikujejo jih tri:

1. CISC. Obstaja celoten nabor ukazov.
2. RISC. Na voljo je skrajšani nabor ukazov.
3. MISC. Obstaja minimalni nabor ukazov, vendar imajo zelo visoko hitrost za ta razred naprav.

Mikroprocesorji tipa CISC

Lahko delujejo kot del računalniškega omrežja. Obstaja tudi možnost za večopravilnost in zaščito spomina. Mikroprocesorji te vrste lahko delujejo v dveh načinih: zaščiteni in resnični. Prva možnost omogoča večopravilnost in neposreden dostop do razširjenega pomnilnika. Poleg tega je zaščiten pred zunanjimi sporočili. V resničnem načinu se posnema 8086 mikroprocesor in deluje enostransko.

Mikroprocesorji tipa RISC

Imajo preproste najkoristnejše ukaze. Če boste morali opraviti nekaj zapletenega, boste "zgradili" zahtevano funkcionalnost. Za izvršitev ukaza se zaradi vzporedne izvedbe in prekrivanja porabi samo ena strojna ura. Za primerjavo, v CISC najmanjši bo šel celo štiri.

Kaj vsebuje mikroprocesor?

Razdeljen je na dva dela:

1. Operativna soba. Vsebuje nadzorne naprave, aritmetično logiko in mikroprocesorski pomnilnik.
2. Vmesnik. Vsebuje sheme naslovov, sheme za upravljanje pristanišč in avtobusov ter blok ukazov.

Pomembno je arhitektura - logična organizacija mikroprocesorja, ki določa njene značilnosti, lastnosti in zmožnost izgradnje računalniškega sistema, ki temelji na tej napravi. Obstajajo tri glavne vrste: CISC, RISC in MISC (to so univerzalne naprave). Torej, v njih obstaja več skupin registrov, ki delujejo z različnimi stopnjami pričakovanja. To vam omogoča, da izvedete operacije dobesedno "v cevovodnem načinu." To pozitivno vpliva na dejansko hitrost. Mikroprocesor računalnika običajno služi samo eni napravi - recimo, tipkovnici.

Arhitektura CISC

Complex Instruction Set Computer - izčrpna navodila za računalnik. Značilnosti mikroprocesorja s to arhitekturo so naslednje:

1. Imajo veliko število ekip, ki se razlikujejo po svoji funkcionalnosti, dolžini in formatu.
2. Uporabljajo se različni naslavljalni sistemi.
3. Obstaja kompleksno kodiranje ukazov.

Kakšni so mikroprocesorji te arhitekture? To so zapletene naprave, katerih glavni poudarek je na funkcionalnosti.

Arhitektura RISC

Zmanjšana navodila za nastavitev računalnika - homogena navodila za računalnik. Značilnosti mikroprocesorja s to arhitekturo so naslednje:

1. Uporablja poenostavljen tip ukaznega sistema: vsi imajo enako obliko s preprostim kodiranjem. Podatki iz RAM-a v register mikroprocesorja in obratno se premikajo z navodili za zagon.
2. Kljub visoki hitrosti lahko imajo ti mikroprocesorji razmeroma nizko časovno hitrost in manjšo stopnjo integracije VLSI.
3. Skupine izvajajo manj obremenitev na RAM-u.
4. Vendar je odpravljanje napak pri delu na RISC veliko bolj zapleteno kot na CISC.
5. Te programe je nemogoče uporabljati s CISC.

Arhitektura MISC

Multipurpose Setup Computer - večnamenska navodila za upravljanje računalnika. To je poskus kombiniranja prednosti CISC in RISC. Tukaj je osnova elementa sestavljena iz ločenih delov (ki so pogosto združeni v eno telo):

1. Glavni del. Temelji na arhitekturi RISC.
2. Razširljiv del. Na njej je povezana ROM-ova strojna programska oprema.

Sistem sama pridobiva lastnosti CISC. Torej, glavne ekipe tukaj delajo na osnovi, ki jo zagotavlja RISC. Hkrati obstaja razširitev, ki "ustvarja" firmware. Baza RISC v enem koraku izvaja vse svoje ukaze. In razširitev uporablja kompleksen nabor ukazov. Zaradi prisotnosti ROM-a se odpravi pomanjkljivost RISC, da je, ko je koda operacij zgrajena iz jezika na visoki ravni, že programirana dekriptirana in odprta. To so mikroprocesorji, ki bi morali imeti takšne lastnosti z vidika dane arhitekture njihove gradnje.

Zaključek

Kaj so mikroprocesorji in kakšna je osnova njihovega delovanja - to smo upoštevali. Seveda, da bi razkrili vse odtenke teh naprav, je treba posvetiti veliko časa in se ne seznaniti z eno knjigo in zbirko predavanj. Ampak osnova je že tam.