Микропроцессор

1959 г Роберт Нойс (основатель фирмы Intel) изобрел метод получения чипа (микросхемы).

В 1971 году фирма Intel разработала первый процессор – устройство обработки информации.

Современный микропроцессор выполнен в виде одной или нескольких больших интегральных схем (БИС), которая содержит сотни миллионов микропереключателей и представляет собой маленькую полупроводниковую пластину площадью в несколько квадратных сантиметров, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов).

МП выпускаются так же фирмами IBM, NEC, Cyrix, AMD и др.

Процессор устанавливается в специальный разъем на системной плате.

Назначение: выполняет арифметические и логические операции над данными и управляет работой всех устройств.

Функции процессора:

· обработка данных по заданной программе (выполнение над ними арифметических и логических операций) – функция АЛУ (арифметико-логического устройства);

· программное управление работой устройств ПК – функция УУ (устройства управления).

Обязательные компоненты МП:

· арифметико-логическое устройство;

· устройство управления;

· КЭШ - память;

· для промежуточного хранения данных и результатов их обработки в процессоре имеется ряд регистров.

Арифметико-логическое устройство – отвечает за выполнение арифметических и логических операций;

Устройство управления – координирует работу всех компонентов ПК.

Кэш-память – предназначена для ускорения работы МП.

В состав процессора входят также регистры (процессорная память) – ряд специальных запоминающих ячеек. Регистры выполняют две функции:

1. кратковременное хранение числа или команды;
2. выполнение над ними некоторых операций.

МП в своем составе может иметь математический сопроцессор для выполнения специальных математических функций и команд с плавающей точкой (дробные числа).

МП вычисляет адрес очередной команды программы, по которому она находится в ОП и выполняет действие, указанное в этой команде.

Характеристики МП:

Тип МП, линейка – определяет поколение, серию.

Тактовая частота – количество элементарных тактов, посылаемых генератором за 1 секунду. Показатель уровня синхронизации работы всех устройств ПК, определяет скорость работы ПК. (Количество машинных циклов, производимых процессором в единицу времени). Измеряется в МГц. С момента появления увеличилась в 37000 раз (с 0.1 МГц до 3700 МГц). Однако с увеличением тактовой частоты возрастает и энергопотребление, а также выделение тепла, которое нужно как-то отводить от чипа (иначе процессор будет работать нестабильно). Заметим, что тактовая частота является только одним из факторов, определяющих производительность современного процессора, но не единственным. Поэтому «гонка частот» пошла на спад, и современные процессоры по частотным характеристикам недалеко продвинулись по сравнению с моделями двух- и трехлетней давности: тактовые частоты топовых ЦП едва превысили отметку в 3 ГГц.

Разрядность – количество двоичных разрядов, обрабатываемых процессором одновременно. Измеряется в битах. За 40 лет увеличилась в 16 раз (от 4 до 64 битов).

Машинное слово – число бит (8, 16 или 32) к которым процессор имеет одновременный доступ. Чем больше объем слова, тем больший объем информации обрабатывает МП за 1 такт.

Разрядность определяет и объем памяти, с которым может работать МП.

В последнее время наиболее часто используются Pentium II, Pentium III, Pentium IV