mikroprocessor

Informatik

2022

Vi förklarar vad en mikroprocessor är, historien och egenskaperna hos denna integrerade krets. Även vad det är till för och dess funktioner.

En mikroprocessor kan arbeta med en eller flera processorer.

Vad är en mikroprocessor?

Det kallas en mikroprocessor eller helt enkelt en processor till den centrala integrerade kretsen av en datorsystem, där de logiska och aritmetiska operationerna (beräkningarna) utförs för att möjliggöra exekvering av programmen, från Operativ system tills app programvara.

En mikroprocessor kan arbeta med en eller flera CPU (Central Processing Units), var och en uppbyggd av register, en styrenhet, en aritmetisk-logisk enhet och en flyttalsberäkningsenhet (eller matematisk samprocessor).

På samma sätt har den vanligtvis kopplats till moderkortet eller moderkortet med hjälp av ett uttag, tillsammans med ett kylflänssystem som består av vissa värmeavledningsmaterial och en fläktkylare (intern fläkt).

Medan samma mikroprocessor kan ha en eller flera fysiska eller logiska kärnor, där allt beräkningsarbete utförs, kan samma datorsystem ha flera processorer arbetar parallellt.

Prestandan hos dessa processorer är inte lätt att mäta, men klockfrekvensen (mätt i Hertz) används ofta för att skilja mellan kraften hos den ena och den andra.

Mikroprocessorhistorik

Mikroprocessorer uppstod som en produkt av den tekniska utvecklingen av två specifika grenar: den datoranvändning och halvledare. Båda hade sin början i mitten av 1900-talet, i samband med den andra världskriget, med uppfinningen av transistor, med vilken vakuumrören ersattes.

Sedan dess har kisel använts för att generera enkla elektroniska kretsar, vilket ledde senare (början av 1960-talet) till skapandet av de första digitala kretsarna: Transistor-Resistor Logic (RTL), Transistor Diode Logic (DTL), Transistor-Transistor Logic ( TTL) och Emitter Complemented Logic (ECL).

Nästa steg mot mikroprocessorer skulle vara uppfinningen av integrerade kretsar (SSI och MSI), vilket skulle möjliggöra början av aggregering och miniatyrisering av komponenter. De första miniräknare som använde detta teknologi De krävde dock mellan 75 och 100 integrerade kretsar, vilket var opraktiskt. Och så nästa steg i neddragningen av beräkningsarkitekturen var utvecklingen av de första mikroprocessorerna.

Den första processorn var Intel 4004 tillverkad 1971. Den innehöll 2300 transistorer och med sina endast 4 bitar kapacitet kunde utföra 60 000 logiska operationer per sekund, vid en klockfrekvens på 700 Hz. Från och med då investerade den tekniska kapplöpningen i utvecklingen av bättre och kraftfullare mikrochips: 8-bitars, 16-bitars, 32-bitars och 64-bitars ., som för närvarande når frekvenser över 3 GHz.

Mikroprocessorfunktioner

Cachning förhindrar att RAM-minnet används i onödan.

Mikroprocessorerna liknar en liten dator miniatyr digital, så den presenterar sin egen arkitektur och utför operationer under ett kontrollprogram. Denna arkitektur består av:

  • Inkapslad En keramisk beläggning som täcker kislet och skyddar det från elementen (som syre i luft).
  • Cache. En typ av ultrasnabbt minne tillgängligt för processorn, så att den inte använder Bagge men när det behövs, eftersom på de olika nivåerna av cache data som används sparas för omedelbar återhämtning.
  • Math coprocessor. Kallas en flyttalsenhet, det är den del av processorn som hanterar logiska och formella operationer.
  • Uppgifter. Ett kort arbetsminne i processorn, designat för att hålla reda på sin egen drift och förhållanden.
  • Hamnar Ledningarna som tillåter processorn att kommunicera information med resten av systemkomponenterna.

Vad är en mikroprocessor till för?

Mikroprocessorerna är datorns "hjärna": dess logiska centrum för aritmetiska och logiska operationer, där alla systemprogram kommer att exekveras, både de i operativsystemet, såväl som de applikationer som exekveras av datorn. Användarnamn. Det finns också den binära logiken för systemet och minnesåtkomster. Det vill säga: processorn är datorns informationsmotor.

Mikroprocessorfunktion

De hämta Det är sändningen av den specifika instruktionen till avkodaren.

En mikroprocessor arbetar på basis av en serie elementära instruktioner som är förprogrammerade och lagrade i form av binär kod. Dessa instruktioner kommer att organiseras i huvudminnet och ges enligt flera faser, som är:

  • FörhämtningEller förläsning av instruktionen från systemets huvudminne.
  • Hämta. Skickar den specifika instruktionen till avkodaren.
  • Avkodning. Översättning av instruktionen till en serie operationer som ska utföras och läsning av de nödvändiga operanderna för att göra det.
  • Avrättning. Slutförande av utbildning av komponenterna i systemet.
  • Skrivande. Spara resultaten tillbaka till huvudminnet eller i register.

Dessa faser utförs i flera CPU-cykler, och deras varaktighet beror på frekvensen med vilken mikroprocessorn arbetar.

!-- GDPR -->