Цель рассмотреть характеристики видов процессоров в их историческом развитии

• Название: Цель рассмотреть характеристики видов процессоров в их историческом развитии
• Дата: 29.04.2022
• Размер: 0.78 Mb.
• Имя файла: bibliofond.ru_872352.rtf
• Тип: Документы; #503772
• страница: 1 из 5

ВВЕДЕНИЕ

Цифровой компьютер состоит из связанных между собой процессоров, модулей памяти и устройств ввода-вывода, которые составляют архитектуру вычислительной системы.

Ядром любой вычислительной системы является микропроцессор или просто процессор (от английского processor). Перевести на русский язык это слово правильнее всего как "обработчик", так как именно микропроцессор - это тот узел, блок, который производит всю обработку информации внутри микропроцессорной системы. Остальные узлы выполняют всего лишь вспомогательные функции: хранение информации (в том числе и управляющей информации, то есть программы), связи с внешними устройствами, связи с пользователем и т.д. Процессор заменяет практически всю «жесткую логику», которая понадобилась бы в случае традиционной цифровой системы. Он выполняет арифметические функции (сложение, умножение и т.д.), логические функции (сдвиг, сравнение, маскирование кодов и т.д.), временное хранение кодов (во внутренних регистрах), пересылку кодов между узлами микропроцессорной системы и многое другое. Количество таких элементарных операций, выполняемых процессором, может достигать нескольких сотен. Процессор можно сравнить с мозгом системы.

В данной курсовой работе будут рассмотрены основные понятия и принципы работы процессора, эволюция и развитие архитектуры универсальных микропроцессоров на примере микропроцессоров фирмы Intel, а так же новые направления в развитии микропроцессоров.

Цель - рассмотреть характеристики видов процессоров в их историческом развитии.

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ АРХИТЕКТУРЫ МИКРОПРОЦЕССОРОВ

.1 Основные понятия и принцип работы процессора

.1.1 Понятие центрального процессора

Центральный процессор - это мозг компьютера. Его задача - выполнять программы, находящиеся в основной памяти. Он вызывает команды из памяти, определяет их тип, а затем выполняет одну за другой. Компоненты соединены шиной, представляющей собой набор параллельно связанных проводов, по которым передаются адреса, данные и сигналы управления. Шины могут быть внешними (связывающими процессор с памятью и устройствами ввода-вывода) и внутренними.

Процессор состоит из нескольких частей - блока управления и арифметико-логического устройства (АЛУ). Блок управления отвечает за вызов команд из памяти и определение их типа. Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические операции (например, сложение) и логические операции (например, логическое «И»).

Внутри центрального процессора находится память для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления. Эта память состоит из нескольких регистров, каждый из которых выполняет определенную функцию. Обычно размер всех регистров одинаков. Каждый регистр содержит одно число, которое ограничивается размером регистра. Регистры считываются и записываются очень быстро, поскольку они находятся внутри центрального процессора.

Самый важный регистр - счетчик команд, который указывает, какую команду нужно выполнять следующей. Название «счетчик команд» не соответствует действительности, поскольку он ничего не считает, но этот термин употребляется повсеместно. В регистре команд находится выполняемая в данный момент команда. У большинства компьютеров имеются и другие регистры, одни из них многофункциональны, другие выполняют лишь какие-либо специфические функции [10].

На рис. 1 показана структура обычного компьютера с шинной организацией.


Рис. 1. Схема компьютера с одним процессором и двумя устройствами ввода/вывода

.1.2 Устройство центрального процессора

Для выполнения команд в структуру процессора входят внутренние регистры, арифметико-логическое устройство (АЛУ, ALU - Arithmetic Logic Unit) , мультиплексоры, буферы, регистры и другие узлы. Работа всех узлов синхронизируется общим внешним тактовым сигналом процессора. То есть процессор представляет собой довольно сложное цифровое устройство (рис. 2).

Тракт данных состоит из регистров (обычно от 1 до 32), арифметико-логического устройства (АЛУ) и нескольких соединительных шин. Содержимое регистров поступает во входные регистры АЛУ и там находятся, пока АЛУ производит вычисления. АЛУ выполняет сложение, вычитание и другие простые операции над входными данными и помещает результат в выходной регистр. Содержимое этого выходного регистра может записываться обратно в один из регистров или сохранятся в памяти, если это необходимо. Следует отметить, что входные и выходные регистры есть не у всех компьютеров.


Рис. 2. Пример структуры простейшего процессора.
Большинство команд можно разделить на две группы: типа регистр-память и типа регистр-регистр. Команды первого типа вызывают слова из памяти, помещают их в регистры, где они используются в качестве входных данных АЛУ (слова - это такие элементы данных, которые перемещаются между памятью и регистрами) [10]. Словом может быть целое число. Другие команды этого типа помещают регистры обратно в память.

Команды второго типа вызывают два операнда из регистров, помещают их во входные регистры АЛУ, выполняют над ними какую-нибудь арифметическую или логическую операцию и переносят результат обратно в один из регистров.