μικροεπεξεργαστής

Πληροφορική

2022

Εξηγούμε τι είναι ένας μικροεπεξεργαστής, την ιστορία και τα χαρακτηριστικά αυτού του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Επίσης, σε τι χρησιμεύει και τις λειτουργίες του.

Ένας μικροεπεξεργαστής μπορεί να λειτουργήσει με μία ή περισσότερες CPU.

Τι είναι ένας μικροεπεξεργαστής;

Ονομάζεται μικροεπεξεργαστής ή απλά επεξεργαστής στο κεντρικό ολοκληρωμένο κύκλωμα του α σύστημα υπολογιστή, όπου οι λογικές και αριθμητικές πράξεις (υπολογισμοί) εκτελούνται για να επιτραπεί η εκτέλεση των προγραμμάτων, από το Λειτουργικό σύστημα μέχρι το λογισμικό εφαρμογής.

Ένας μικροεπεξεργαστής μπορεί να λειτουργήσει με έναν ή περισσότερους ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ (Κεντρικές Μονάδες Επεξεργασίας), το καθένα που αποτελείται από καταχωρητές, μια μονάδα ελέγχου, μια αριθμητική-λογική μονάδα και μια μονάδα υπολογισμού κινητής υποδιαστολής (ή μαθηματικός συνεπεξεργαστής).

Ομοίως, έχει γενικά συνδεθεί μέσω μιας υποδοχής στη μητρική πλακέτα ή τη μητρική πλακέτα, μαζί με ένα σύστημα ψύκτρας που αποτελείται από ορισμένα υλικά απαγωγής θερμότητας και ανεμιστήραςψυγείο (εσωτερικός ανεμιστήρας).

Ενώ ο ίδιος μικροεπεξεργαστής μπορεί να έχει έναν ή περισσότερους φυσικούς ή λογικούς πυρήνες, στους οποίους εκτελούνται όλες οι εργασίες υπολογισμού, το ίδιο σύστημα υπολογιστή μπορεί να έχει πολλούς επεξεργαστές δουλεύοντας παράλληλα.

Η απόδοση αυτών των επεξεργαστών δεν είναι εύκολο να μετρηθεί, αλλά η συχνότητα ρολογιού (μετρούμενη σε Hertz) χρησιμοποιείται συχνά για τη διάκριση μεταξύ της ισχύος του ενός και του άλλου.

Ιστορικό μικροεπεξεργαστή

Οι μικροεπεξεργαστές προέκυψαν ως προϊόν της τεχνολογικής εξέλιξης δύο συγκεκριμένων κλάδων: του χρήση υπολογιστή και ημιαγωγών. Και οι δύο είχαν τις απαρχές τους στα μέσα του 20ου αιώνα, στο πλαίσιο του Β' Παγκόσμιος Πόλεμος, με την εφεύρεση του τρανζίστορ, με το οποίο αντικαταστάθηκαν οι σωλήνες κενού.

Έκτοτε, το πυρίτιο χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία απλών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, οδηγώντας αργότερα (αρχές της δεκαετίας του 1960) στη δημιουργία των πρώτων ψηφιακών κυκλωμάτων: Transistor-Resistor Logic (RTL), Transistor Diode Logic (DTL) , Transistor-Transistor Logic ( TTL) και Συμπληρωμένη Λογική Εκπομπών (ECL).

Το επόμενο βήμα προς τους μικροεπεξεργαστές θα ήταν η εφεύρεση των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (SSI και MSI), επιτρέποντας έτσι την έναρξη της συνάθροισης και σμίκρυνσης των εξαρτημάτων. Οι πρώτοι αριθμομηχανές που το χρησιμοποίησαν τεχνολογία Ωστόσο, χρειάστηκαν μεταξύ 75 και 100 ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, κάτι που δεν ήταν πρακτικό. Και έτσι το επόμενο βήμα στη μείωση του μεγέθους της υπολογιστικής αρχιτεκτονικής ήταν η ανάπτυξη των πρώτων μικροεπεξεργαστών.

Ο πρώτος επεξεργαστής ήταν ο Intel 4004 που κατασκευάστηκε το 1971. Περιείχε 2300 τρανζίστορ και με μόνο 4 κομμάτια Η χωρητικότητα θα μπορούσε να εκτελεί 60.000 λογικές λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο, σε συχνότητα ρολογιού 700 Hz. Από εκεί και πέρα, η τεχνολογική κούρσα επένδυσε στην ανάπτυξη καλύτερων και ισχυρότερων μικροτσίπ: 8-bit, 16-bit, 32-bit και 64-bit. , που αυτή τη στιγμή φτάνει σε συχνότητες άνω των 3 GHz.

Χαρακτηριστικά μικροεπεξεργαστή

Η προσωρινή αποθήκευση αποτρέπει την άσκοπη χρήση της μνήμης RAM.

Οι μικροεπεξεργαστές μοιάζουν με ένα μικρό υπολογιστή μινιατούρα ψηφιακό, ώστε να παρουσιάζει τη δική του αρχιτεκτονική και να εκτελεί λειτουργίες στο πλαίσιο ενός προγράμματος ελέγχου. Αυτή η αρχιτεκτονική αποτελείται από:

  • Ενθυλακωμένος Μια κεραμική επίστρωση που καλύπτει το πυρίτιο και το προστατεύει από τα στοιχεία (όπως το οξυγόνο στο αέρας).
  • Κρύπτη. Ένας τύπος εξαιρετικά γρήγορης μνήμης που είναι διαθέσιμος στον επεξεργαστή, επομένως δεν χρησιμοποιεί ΕΜΒΟΛΟ αλλά όταν είναι απαραίτητο, αφού στα διάφορα επίπεδα της κρύπτη Τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται αποθηκεύονται για άμεση ανάκτηση.
  • Μαθηματικός συνεπεξεργαστής. Ονομάζεται μονάδα κινητής υποδιαστολής, είναι το τμήμα του επεξεργαστή που χειρίζεται λογικές και τυπικές λειτουργίες.
  • Εγγραφές. Μια σύντομη μνήμη εργασίας στον επεξεργαστή, σχεδιασμένη για να παρακολουθεί τη λειτουργία και τις συνθήκες λειτουργίας του.
  • λιμάνια Οι αγωγοί που επιτρέπουν στον επεξεργαστή να επικοινωνήσει το πληροφορίες με τα υπόλοιπα στοιχεία του συστήματος.

Σε τι χρησιμεύει ο μικροεπεξεργαστής;

Οι μικροεπεξεργαστές είναι ο «εγκέφαλος» του υπολογιστή: το λογικό κέντρο αριθμητικών και λογικών πράξεων του, όπου θα εκτελούνται όλα τα προγράμματα του συστήματος, τόσο του Λειτουργικού Συστήματος, όσο και οι εφαρμογές που εκτελούνται από τον υπολογιστή. Όνομα χρήστη. Υπάρχουν επίσης οι δυαδικές λογικές του συστήματος και οι προσβάσεις στη μνήμη. Δηλαδή: ο επεξεργαστής είναι η μηχανή πληροφοριών του υπολογιστή.

Λειτουργία μικροεπεξεργαστή

ο φέρω Είναι η αποστολή της συγκεκριμένης εντολής στον αποκωδικοποιητή.

Ένας μικροεπεξεργαστής λειτουργεί με βάση μια σειρά στοιχειωδών εντολών που είναι προ-προγραμματισμένες και αποθηκευμένες με τη μορφή δυαδικού κώδικα. Αυτές οι οδηγίες θα οργανωθούν στην κύρια μνήμη και δίνονται σύμφωνα με διάφορες φάσεις, οι οποίες είναι:

  • Προανάκτηση. Ή προανάγνωση της εντολής από την κύρια μνήμη του συστήματος.
  • Φέρω. Αποστολή της συγκεκριμένης εντολής στον αποκωδικοποιητή.
  • Αποκρυπτογράφηση. Μετάφραση της εντολής σε μια σειρά ενεργειών που πρέπει να εκτελεστούν και ανάγνωση των απαραίτητων τελεστών για να γίνει αυτό.
  • Εκτέλεση. Ολοκλήρωση εκπαίδευσης από τα εξαρτήματα του συστήματος.
  • Γραφή. Αποθήκευση των αποτελεσμάτων πίσω στην κύρια μνήμη ή σε καταχωρήσεις.

Αυτές οι φάσεις εκτελούνται σε πολλούς κύκλους CPU και η διάρκειά τους εξαρτάται από τη συχνότητα με την οποία λειτουργεί ο μικροεπεξεργαστής.

!-- GDPR -->