Мікропроцесор, Функції і будова мікропроцесора - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
Мікропроцесор - центральний пристрій ЕОМ (або обчислювальної системи), що виконує арифметичні і логічні операції, задані програмою перетворення інформації, керує обчислювальним процесом і координує роботу пристроїв системи (запам'ятовуючих, сортуючих, вводу -- виводу, підготовки даних і ін.). В обчислювальній системі може бути декілька паралельно працюючих процесорів; такі системи називають багатопроцесорними.
Основними характеристиками мікропроцесора є швидкодія і розрядність. Швидкодія - це число виконуваних операцій у секунду. Розрядність характеризує обсяг інформації, що мікропроцесор обробляє за одну операцію: 8-розрядний процесор за одну операцію обробляє 8 біт інформації, 32-розрядний - 32 біт. Швидкість роботи мікропроцесора багато в чому визначає швидкодія комп'ютера. Він виконує всю обробку даних, що надходять у комп'ютер і які зберігаються в його пам'яті, під керуванням програми, що також зберігається в пам'яті.
Функції і будова мікропроцесора
Функції процесора:
- O обробка даних по заданій програмі шляхом виконання арифметичних і логічних операцій; O програмне керування роботою пристроїв комп'ютера.
Моделі процесорів включають наступні спільно працюючі пристрої:
Пристрій керування (УК). Здійснює координацію роботи всіх інших пристроїв, виконує функції керування пристроями, керує обчисленнями в комп'ютері.
Арифметико-логічний пристрій (АЛП). Так називається пристрій для цілочислових операцій. Арифметичні операції, такі як додавання, множення і ділення, а також логічні операції (OR, AND, ASL, ROL і ін.) обробляються за допомогою АЛП. Ці операції складають переважну більшість програмних кодів у більшості програм. Всі операції в АЛП виробляються в регістрах - спеціально відведених осередках АЛП. У процесорі може бути декілька АЛУ. Кожен здатний виконувати арифметичні або логічні операції незалежно від інших, що дозволяє виконувати кілька операцій одночасно. Арифметико-логічний пристрій виконує арифметичні і логічні дії. Логічні операції поділяються на дві прості операції: "Так" і "Ні" ("1" і "0"). Звичайно ці два пристрої виділяються чисто умовно, конструктивно вони не розділені.
AGU (Address Generation Unit) - пристрій генерації адрес. Це пристрій не менш важливе, чим АЛП, тому що він відповідає за коректну адресацію при завантаженні або збереженні даних.
Математичний співпроцесор (FPU). Процесор може містити кілька математичних співпроцесорів. Кожний з них здатний виконувати, щонайменше, одну операцію з крапкою, що плаває, незалежно від того, що роблять інші АЛП. Метод конвеєрної обробки даних дозволяє одному математичному співпроцесорові виконувати кілька операцій одночасно. Співпроцесор підтримує високоточні обчислення як цілочисельні, так і з крапкою, що плаває, і, крім того, містить набір корисних констант, що прискорюють обчислення. Співпроцесор працює паралельно з центральним процесором, забезпечуючи, таким чином, високу продуктивність.
Дешифратор інструкцій (команд). Аналізує інструкції з метою виділення операндів і адрес, по яких розміщаються результати. Потім випливає повідомлення іншому незалежному пристроєві про те, що необхідно зробити для виконання інструкції. Дешифратор допускає виконання декількох інструкцій одночасно для завантаження усіх виконуючих пристроїв.
Кеш-пам'ять. Особлива високошвидкісна пам'ять процесора. Кеш використовується як буфер для прискорення обміну даними між процесором і оперативною пам'яттю, а також для збереження копій інструкцій і даних, що недавно використовувалися процесором. Значення з кеш-пам'яті витягаються прямо, без звертання до основної пам'яті.
- 1. Кеш першого рівня (L1 cache). Кеш-пам'ять, що знаходиться усередині процесора. Вона швидше всіх інших типів пам'яті, але менше по обсязі. Зберігає зовсім недавно використану інформацію, що може бути використана при виконанні коротких програмних циклів. 2. Кеш другого рівня (L2 cache). Також знаходиться усередині процесора. Інформація, що зберігається в ній, використовується рідше, ніж інформація, що зберігається в кеш-пам'яті першого рівня, але зате по обсязі пам'яті він більше. Також у даний час у процесорах використовується кеш третього рівня. 3. Основна пам'ять. Набагато більше по обсязі, чим кеш-пам'ять, і значно менш швидкодіюча.
Шина - це канал пересилання даних, використовуваний спільно різними блоками системи. Шина може являти собою набір провідних ліній у друкованій платі, проводу, припаяні до виводів роз'ємів, у які вставляються друковані плати, або плоский кабель. Інформація передається по шині у виді груп бітів. До складу шини для кожного біта слова може бути передбачена окрема лінія (паралельна шина), або всі біти слова можуть послідовно в часі використовувати одну лінію (послідовна шина).
Типи шин:
- 1. Шина даних. Служить для пересилання даних між процесором і пам'яттю або процесором і пристроями введення-виведення. Ці дані можуть являти собою як команди мікропроцесора, так і інформацію, що він посилає в порти введення-виведення або приймає звідти. 2. Шина адрес. Використовується ЦП для вибору необхідної комірки пам'яті або пристрою введення-виведення шляхом установки на шині конкретної адреси, що відповідає однієї з комірок пам'яті або одного з елементів введення-виведення, що входять у систему. 3. Шина керування. По ній передаються керуючі сигнали, призначені пам'яті і пристроям введення-виведення. Ці сигнали вказують напрямок передачі даних (у процесор або з нього).
BTB (Branch Target Buffer) - буфер цілей розгалуження. У цій таблиці знаходяться всі адреси, куди буде або може бути зроблений перехід.
Регістри - це внутрішня пам'ять процесора. Являють собою ряд спеціалізованих додаткових комірок пам'яті, а також внутрішні носії інформації мікропроцесора. Регістр є пристроєм тимчасового збереження даних, числа або команди і використовується з метою полегшення арифметичних, логічних і пересильних операцій. Основним елементом регістра є електронна схема, називана тригером, що здатна зберігати одну двоїчну цифру (розряд).
Деякі важливі регістри мають свої назви, наприклад:
- 1. Суматор -- регістр АЛП, що бере участь у виконанні кожної операції. 2. Лічильник команд -- регістр УП, уміст якого відповідає адресі чергової виконуваної команди; служить для автоматичної вибірки програми з послідовних комірок пам'яті. 3. Регістр команд -- регістр УП для збереження коду команди на період часу, необхідний для її виконання. Частина його розрядів використовується для збереження коду операції, інші -- для збереження кодів адрес операндів.
Похожие статьи
-
Еволюція процесорів - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
Через велику популярність процесорів фірми Intel, розглянемо еволюцію серію процесорів саме цієї фірми. У 1969 році інженери Intel на чолі з Гордоном...
-
Роз'єми для підключення зовнішніх пристроїв - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
USB (Universal Serial Bus - універсальна послідовна магістраль) - один із сучасних інтерфейсів для підключення зовнішніх пристроїв. Передбачає...
-
Типи роз'ємів оперативної пам'яті - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
На даний момент існує також кілька типів роз'ємів для установки оперативної пам'яті. Такі як: SIMM, DIMM, RIMM SIMM (Single In line Memory Module -...
-
Висновок, Література - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
Материнська плата - це найважливіша частина комп'ютера, котра містить основні електричні компоненти машини. За допомогою материнської плати відбувається...
-
Роз'єми процесорів - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
Власне кажучи, процесор саме той пристрій, що робить всі обчислення і керує всіма контролерами. Тож як визначити який процесор ви зможете поставити в ту...
-
Роз'єми для підключення дискових пристроїв - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
FDD (Floppy Disk Drivers - Нагромаджувач на Гнучких Магнітних Дисках) Конструктивно представляє із себе 12х2 контактний голчастий розєм з можливістю...
-
Різновиди слотів - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
Слотом називаються роз'єми розширення розташовані на материнській платі. Вони бувають наступних типів ISA, EISA, VLB, PCI, AGP. ISA (Industry Standard...
-
Материнська плата - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
Материнська плата - це найважливіша частина комп'ютера, котра містить основні електричні компоненти машини. За допомогою материнської плати відбувається...
-
Шина управління, шинні данні, особливості роботи, швидкості. - Апаратні засоби ІВМ-сумісних
У більшості сучасних ПК в якості системного інтерфейсу використовується системна шина. Шина (bus) - це сукупність ліній зв'язку, по яким інформація...
-
Особливості, Структура мікропроцесора - Структура мікропроцесора
Пропускна здатність: максимальне число бітів, які можуть бути передані одночасно як внутрішні, так як зовнішні автобусів. Перші мікропроцесори були 8 і...
-
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО КОМП'ЮТЕР - Будова ПК і принципи роботи з ним
Комп'ютер або інакше електронно-обчислювальна машина (ЕОМ) - пристрій для проведення обчислень. (англ. compute - обчислювати). Проте комп'ютер принципово...
-
Процесор може звертатися до одного або більш байтам пам'яті. Під словом в процесорі розуміється двухбайтовая осередок пам'яті. Для виявлення питання про...
-
Класифікація, Швидкість., Розмір кеша, Швидкість шини - Структура мікропроцесора
Мікропроцесори класифікуються на основі декількох факторів. Ці фактори призначені для оцінки швидкості роботи процесора і об'єм інформації, які можуть...
-
Обчислювальна мережа -- це складний комплекс взаємозалежних програмних і апаратних компонентів, що узгоджено функціонують. Вивчення мережі в цілому...
-
Опис ядра процесора ADSP-BF534 - Розробка процесора ШПФ
Ядро процесора ADSP-BF534 складається із двох 16-бітних помножувачів, двох 40-бітних акумуляторів, двох 40-бітних АЛП, чотирьох відео АЛП і з 40-бітного...
-
Висновок, Бібліографія - Структура мікропроцесора
Мікропроцесор є схемою integradoque містить деякі або всі з апаратних елементів, а процесора, що є логічним поняттям. CPU може підтримуватися один або...
-
Робочий стіл Windows - Будова ПК і принципи роботи з ним
При вмиканні компютера, на якому встановлена операційна система Windows , на екрані монітора зявляється головне вікно, яке називають робочим столом...
-
Особливості IP-телебачення - IP-телебачення: сучасний стан, перспективи розвитку
Для реалізації технології IP-телебачення необхідна сучасна мультисервісна інфраструктура, що складається з мереж доступу, транспортної мережі, головної...
-
Опис функціональної схеми модему - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
На рис. 7.2 представлена функціональна схема мікросхеми СМХ869, а в таблиці 7.1 наведено опис вхідних і вихідних сигналів. Рисунок 7.2 Функціональна...
-
У UTRA дані, одержувані на високих рівнях, передаються по повітрю при використанні транспортних каналів, які відображаються (переносяться) на фізичному...
-
Підключення вхідного інтерфейсу PPI, Підключення зовнішньої ПЗП типу EEPROM - Розробка процесора ШПФ
Programmable Peripheral Interface - двонаправлений напівдуплексний програмований інтерфейс периферійних пристроїв - використовують для зв'язку з...
-
Опис портів введення-виведення MS DOS може працювати з трьома паралельними пристроями (LPT1 - LPT3). Для підключення використовується стандартне...
-
Архітектура контролерів серії C51 - Структурні особливості сучасних мікропроцесорних систем
В даний час серед усіх 8-розрядних мікроконтролерів - сімейство MCS-51 є безсумнівним чемпіоном з кількості різновидів і кількості компаній, що...
-
Архітектура PIC контролерів - Структурні особливості сучасних мікропроцесорних систем
PIC16fXX - це 8-розрядні FLASH CMOS мікроконтролери з RISC архітектурою, вироблені фірмою Microchip Technology. Це сімейство мікроконтролерів...
-
ОПЕРАЦІЙНІ СИСТЕМИ WINDOWS, Загальні відомості. Головне меню - Будова ПК і принципи роботи з ним
Загальні відомості. Головне меню Windows - це багатоцільова операційна система, яка забезпечує одночасну роботу кількох додатків (програм). Порівняно з...
-
Структура типового вікна - Будова ПК і принципи роботи з ним
Вся робота з операційною системою Windows Та її додатками відбувається у вікнах. Розглянемо детальніше структуру типового вікна. Вікно вміщує Рядок...
-
Швидкі технологічні зміни 90-х зародили великий оптимізм по відношенню до можливого впливу ІКТ на людський добробут. Однак, досі не повністю зрозуміло,...
-
Парадигма розвитку як свободи змінює фокусну точку в аналізуванні розвитку. Дійсно, ця парадигма пропонує концентрувати увагу на свободі людського буття,...
-
Будова модемів, Загальні відомості - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
Загальні відомості Один з варіантів виконання модему можна представити у вигляді, зображеному на рис. 5.1. Рисунок 5.1. Пристрій сучасного модему Модем...
-
Приклади - Структура мікропроцесора
Intel celeron Характеристика: * Процес 64-розрядна * 1 Мб кеша * Передня шина 800 МШЗ * процесор зі швидкістю до 2,2 ГГц * економить енергію у...
-
Призначення та будова ГРМ системи живлення КАМАЗа 5320 Призначення газорозподільного механізму КАМАЗа-5320 Механізм газорозподілу призначений для...
-
Одним з найважливіших вимог, що пред'являються до підлаштування конденсаторів, є плавність установки ємності і надійність фіксації, тобто збереження...
-
Структура мікропроцесора, Етимологія - Структура мікропроцесора
Мікропроцесор інтегральна схема, яка виконує функції центрального процесора (ЦП) або спеціалізованого процесора. Сьогодні слово мікропроцесор є практично...
-
Функції і структура підприємства, склад і режим роботи парку АТП здійснює перевезення різних вантажів автомобілями сімейств КамАЗ, ЗІЛ, ГАЗ, МАЗ....
-
Класифікація радіорелейних систем передачі - Засоби радіорелейного зв'язку
Існує безліч різних класифікацій радіорелейних систем передачі (РРСП) у залежності від ознак, покладених у їхню основу. За належністю до різних служб...
-
Муніципальні, регіональні чи міські мережі - Типи територіальних мереж
Муніципальні, регіональні чи міські мережі (metropolitan area network - MAN) об'єднують комп'ютери в межах міста. Найпоширенішим прикладом муніципальної...
-
Локальні комп'ютерні мережі - Типи територіальних мереж
Локальна мережа об'єднує комп'ютери, встановлені в одному приміщенні (наприклад, шкільний комп'ютерний клас, що складається з 8-12 комп'ютерів) або в...
-
МікроЕОМ серії К1814 являють собою чотирирозрядні ОМЕОМ, призначені для побудови різних систем керування. До складу серії входить універсальна мікро-еом...
-
Доступ користувачів до мережі Internet. - Оперативні способи зв'язку
Для роботи в мережі необхідно: Фізично приєднати комп'ютер до одного з вузлів мережі Internet; Одержати IP-адресу на постійній або тимчасовій основі;...
-
Класифікація і структура ергономічних вимог Ергономічне забезпечення грунтується на ЕВ, що є вихідними при проведенні проектної роботи. Вони визначаються...
Мікропроцесор, Функції і будова мікропроцесора - Апаратні засоби ІВМ-сумісних