Co jsou mikroprocesory? Typy mikroprocesorů

Počítačová technologie nám umožňuje pracovat se značnou efektivitou. Ale jak fungují vůbec? Pomáhá to celé řadě různých zařízení a zařízení. A jeden z nich je mikroprocesor. Co to je? Jaké jsou jeho funkce? Jaké jsou vlastnosti tohoto zařízení? Co je mikroprocesorová architektura? Jaké parametry závisí na tom?

Co jsou mikroprocesory?

Toto je název zařízení, které je programově řízeno. Jeho úkolem je zpracovávat a spravovat digitální informace. Mikroprocesorové řízení musí být malé, ale zároveň funkční. Z toho se objevuje řada vlastností, které budou nyní řečeny. Mikroprocesor je implementován na (super) velkém integrované obvody ((C) LSI), což může být několik kusů. Pro ně jsou charakteristické následující:

1. Nízká cena (označuje hromadnou výrobu).
2. Jednoduchost výroby (na jedné technologii);
3. Zabírá málo místa (několik čtverečních centimetrů nebo dokonce milimetrů).
4. Vysoká spolehlivost.
5. Spotřebujte málo energie.

Zařízení mikroprocesoru výrazně závisí na konstrukci jeho architektury. Dále bude projednáno a v rámci článku budou zvažovány tři typy.

Funkce

To je to, co je obecně vytváří. Takže funkce mikroprocesoru jsou:

1. Čtení a dekódování příkazů pocházejících z hlavní paměti.
2. Přijmout a zpracovat požadavky z adaptérů pro údržbu externích zařízení (VU).
3. Přečtete data z registrů RAM a VU.
4. Vytvořte řídicí signály, které řídí ostatní uzly a bloky osobního počítače.
5. Procesní data a jejich zapisování do hlavní paměti, jakož i registrů externích zařízení.

Hlavní charakteristiky mikroprocesoru

Existují celkem čtyři:

1. Bitová hloubka.
2. Produktivita.
3. Příkazový systém.
4. Množství adresovatelné paměti.

Skupiny mikroprocesorů

Rozlišují se tři:

1. CISC. K dispozici je plná sada příkazů.
2. RISC. Existuje zkrácená sada příkazů.
3. MISC. Existuje minimální sada příkazů, ale pro tuto třídu zařízení mají velmi vysokou rychlost.

Mikroprocesory typu CISC

Mohou pracovat jako součást počítačové sítě. K dispozici je také možnost multitaskingu a ochrany paměti. Mikroprocesory tohoto typu mohou fungovat ve dvou režimech: chráněné a reálné. První umožňuje multitasking a okamžitý přístup k rozšířené paměti. Navíc je chráněn před cizími zprávami. V reálném režimu je mikroprocesor 8086 emulován a je zde jedna operace.

Mikroprocesory typu RISC

Mají jednoduché nejpoužívanější příkazy. Pokud potřebujete provést něco komplikovaného, ​​"vybudujete" požadovanou funkcionalitu. Chcete-li provést příkaz, je zbytečně ztraceno pouze jedno strojové hodiny kvůli paralelnímu provedení a překrytí. Pro srovnání, v CISC nejmenší jdou až čtyři.

Co se skládá z mikroprocesoru?

Je rozdělen na dvě části:

1. Provozovna. Obsahuje řídicí zařízení, aritmetickou logiku a mikroprocesorovou paměť.
2. Rozhraní. Obsahuje adresářové registry, schémata správy portů a sběrnice a blok příkazů.

Důležitá je architektura - logická organizace mikroprocesoru, která určuje jeho vlastnosti, vlastnosti a schopnost vytvářet počítačový systém založený na tomto zařízení. Existují tři hlavní typy: CISC, RISC a MISC (to jsou univerzální zařízení). Takže v nich existuje několik skupin registrů, které pracují s různým stupněm očekávání. To umožňuje provádět operace doslovně "v režimu potrubí". To pozitivně ovlivňuje efektivní rychlost. Mikroprocesor počítače obvykle používá pouze jedno zařízení - řekněme klávesnici.

CISC Architecture

Komplexní instrukční sada Počítač - komplexní instrukce pro počítač. Vlastnosti mikroprocesoru s touto architekturou jsou následující:

1. Mají velké množství týmů, které se liší svou funkčností, délkou a formátem.
2. Používají se různé adresovací systémy.
3. Existuje komplexní kódování příkazů.

Jaké jsou mikroprocesory této architektury? Jedná se o složitá zařízení, jejichž hlavním cílem je funkčnost.

RISC Architecture

Počítač s omezenou sadou instrukcí - homogenní instrukce pro počítač. Vlastnosti mikroprocesoru s touto architekturou jsou následující:

1. Používá zjednodušený typ příkazového systému: všechny mají stejný formát s jednoduchým kódováním. Údaje z paměti RAM do registru mikroprocesoru a naopak se přesouvají pomocí pokynů pro spuštění.
2. I přes vysokou rychlost mohou mít tyto mikroprocesory poměrně nízkou rychlost a nižší stupeň integrace VLSI.
3. Týmy provádějí méně zatížení v paměti RAM.
4. Ladit práci programů na RISC je však mnohem komplikovanější než u CISC.
5. Stejné programy nelze použít s CISC.

Architektura MISC

Víceúčelová instrukční sada Počítač - víceúčelové pokyny pro správu počítačů. Jedná se o pokus kombinovat výhody CISC a RISC. Zde je prvek základny sestaven ze samostatných částí (které jsou často spojeny v jednom těle):

1. Hlavní část. Je založen na architektuře RISC.
2. Rozšiřitelná část. Na něm je připojený ROM firmware.

Samotný systém získává vlastnosti CISC. Takže hlavní týmy pracují na základě RISC. Současně existuje rozšíření, které "vytváří" firmware. Databáze RISC provádí všechny své příkazy v jednom kroku. A rozšíření používá složitou sadu příkazů. Vzhledem k přítomnosti ROM eliminuje nevýhodu RISC strojů, když je jazyk na vysoké úrovni zkompilovaný kód operace, je již dešifrován a otevřen pro programátora. To jsou mikroprocesory a měly by mít takové vlastnosti z hlediska dané architektury jejich konstrukce.

Závěr

Co jsou to mikroprocesory a jaký je základ jejich fungování? Uvažovali jsme o tom. Samozřejmě, že pochopit všechny nuance těchto zařízení, je třeba věnovat hodně času a není obeznámen s knihou a sbírka přednášek. Ale samotný základ už existuje.