Computerens Central Processing Unit (CPU) bygget på en enkelt integreret kredsløb (IC) kaldes en mikroprocessor .
En digital computer med én mikroprocessor, der fungerer som en CPU, kaldes mikrocomputer.
Det er en programmerbar, multifunktionel, ur-drevet, register-baseret elektronisk enhed, der læser binære instruktioner fra en lagerenhed kaldet hukommelse, accepterer binære data som input og behandler data i henhold til disse instruktioner og giver resultater som output.
Mikroprocessoren indeholder millioner af små komponenter som transistorer, registre og dioder, der arbejder sammen.
Blokdiagram af en mikrocomputer
En mikroprocessor består af en ALU, kontrolenhed og registerarray. Hvor GÅ udfører aritmetiske og logiske operationer på data modtaget fra en inputenhed eller hukommelse. Styreenheden styrer instruktionerne og datastrømmen i computeren. Og, register array består af registre identificeret med bogstaver som B, C, D, E, H, L og akkumulator.
Udvikling af mikroprocessorer
Vi kan kategorisere mikroprocessoren efter generationerne eller efter størrelsen af mikroprocessoren:
git tilføje alle
Første generation (4-bit mikroprocessorer)
Den første generation af mikroprocessorer blev introduceret i år 1971-1972 af Intel Corporation. Det blev navngivet Intel 4004 da det var en 4-bit processor.
Det var en processor på en enkelt chip. Det kunne udføre simple aritmetiske og logiske operationer såsom addition, subtraktion, boolsk ELLER og boolsk OG.
Jeg havde en kontrolenhed, der var i stand til at udføre kontrolfunktioner som at hente en instruktion fra lagerhukommelsen, afkode den og derefter generere kontrolimpulser for at udføre den.
Anden generation (8-bit mikroprocessor)
Anden generation af mikroprocessorer blev introduceret i 1973 igen af Intel. Det var en første 8-bit mikroprocessor, som kunne udføre aritmetiske og logiske operationer på 8-bit ord. Det var Intel 8008, og en anden forbedret version var Intel 8088.
Tredje generation (16-bit mikroprocessor)
Den tredje generation af mikroprocessorer, der blev introduceret i 1978, var repræsenteret af Intels 8086, Zilog Z800 og 80286 , som var 16-bit processorer med en ydeevne som minicomputere.
java datastrukturer
Fjerde generation (32-bit mikroprocessorer)
Flere forskellige virksomheder introducerede 32-bit mikroprocessorer, men den mest populære er Intel 80386 .
Femte generation (64-bit mikroprocessorer)
Fra 1995 til nu er vi i femte generation. Efter 80856 kom Intel med en ny processor, nemlig Pentium-processor efterfulgt af Pentium Pro CPU , som tillader flere CPU'er i et enkelt system at opnå multiprocessing.
Andre forbedrede 64-bit processorer er Celeron, Dual, Quad, Octa Core processorer .
Tabel: Vigtige Intel-mikroprocessorer
| Mikroprocessor | Opfindelsens år | Ordlængde | Hukommelsesadresseringskapacitet | Pins | Ur | Bemærkninger |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4004 | 1971 | 4-bit | 1 KB | 16 | 750 KHz | Første mikroprocessor |
| 8085 | 1976 | 8-bit | 64 KB | 40 | 3-6 MHz | Populær 8-bit mikroprocessor |
| 8086 | 1978 | 16-bit | 1 MB | 40 | 5-8 MHz | Udbredt i PC/XT |
| 80286 | 1982 | 16-bit | 16 MB ægte, 4 GB virtuel | 68 | 6-12,5 MHz | Udbredt i PC/AT |
| 80386 | 1985 | 32-bit | 4 GB ægte, 64 TB virtuel | 132 14X14 PGA | 20-33 MHz | Indeholder MMU på chip |
| 80486 | 1989 | 32-bit | 4 GB ægte, 64 TB virtuel | 168 17X17 PGA | 25-100 MHz | Indeholder MMU, cache og FPU, 1,2 millioner transistorer |
| Pentium | 1993 | 32-bit | 4 GB ægte, 32-bit adresse, 64-bit databus | 237 PGA | 60-200 | Indeholder 2 ALU'er, 2 caches, FPU, 3,3 millioner transistorer, 3,3 V, 7,5 millioner transistorer |
| Pentium Pro | nitten femoghalvfems | 32-bit | 64 GB ægte, 36-bit adressebus | 387 PGA | 150-200 MHz | Det er en dataflowprocessor. Den indeholder også cache på andet niveau, 3,3 V |
| Pentium II | 1997 | 32-bit | - | - | 233-400 MHz | Alle funktioner Pentium pro plus MMX-teknologi, 3,3 V, 7,5 millioner transistorer |
| Pentium III | 1999 | 32-bit | 64 GB | 370 PGA | 600-1,3 MHz | Forbedret version af Pentium II; 70 nye SIMD instruktioner |
| Pentium 4 | 2000 | 32-bit | 64 GB | 423 PGA | 600-1,3 GHz | Forbedret version af Pentium III |
| Itanium | 2001 | 64-bit | 64 adresselinjer | 423 PGA | 733 MHz-1,3 GHz | 64-bit EPIC processor |
Hvor,
Grundlæggende termer brugt i mikroprocessor
Her er en liste over nogle grundlæggende termer, der bruges i mikroprocessor:
Instruktionssæt - Gruppen af kommandoer, som mikroprocessoren kan forstå, kaldes Instruktionssæt. Det er en grænseflade mellem hardware og software.
Bus - Sæt af ledere beregnet til at transmittere data, adresse eller kontrolinformation til forskellige elementer i en mikroprocessor. En mikroprocessor vil have tre typer busser, dvs. databus, adressebus og kontrolbus.
forskel på løve og tiger
IPC (instruktioner pr. cyklus) - Det er et mål for, hvor mange instruktioner en CPU er i stand til at udføre i et enkelt ur.
Urhastighed - Det er antallet af operationer i sekundet, processoren kan udføre. Det kan udtrykkes i megahertz (MHz) eller gigahertz (GHz). Det kaldes også Clock Rate.
afmærkning af fodnoter
Båndbredde - Antallet af bits, der behandles i en enkelt instruktion, kaldes Bandwidth.
Ordlængde - Antallet af bits, processoren kan behandle ad gangen, kaldes processorens ordlængde. 8-bit mikroprocessor kan behandle 8-bit data ad gangen. Udvalget af ordlængde er fra 4 bit til 64 bit afhængigt af typen af mikrocomputer.
Datatyper - Mikroprocessoren understøtter flere datatypeformater som binære, ASCII, signerede og usignerede tal.
Arbejde med mikroprocessor
Mikroprocessoren følger en sekvens for at udføre instruktionen: Fetch, Decode, og derefter Execute.
Indledningsvis gemmes instruktionerne i computerens lagerhukommelse i sekventiel rækkefølge. Mikroprocessoren henter disse instruktioner fra det lagrede område (hukommelsen), afkoder det derefter og udfører disse instruktioner, indtil STOP-instruktionen er opfyldt. Derefter sender den resultatet i binær form til outputporten. Mellem disse processer gemmer registeret de midlertidige data, og ALU (Aritmetic and Logic Unit) udfører beregningsfunktionerne.