Микропроцессор

Процессор.

Процессор (центральный процессор) - от латинского слова "продвижение" - функциональная часть компьютера, включающая в себя АЛУ (арифметико-логическое устройство) и ЦУУ (центральное устройство управления). Центральный процессор считается основным устройством вычислительных машин, которое выполняет преобразование информации и осуществляет управление всем вычислительным процессом в соответствии с принципом программного управления – автоматическим выполнением последовательности команд: составленной и введенной в компьютер программой.

Микропроцессор (МП) - центральный процессор, выполненный в виде одной микросхемы. Это центральный блок компьютера, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией. Микропроцессор – это программируемое логическое устройство, выполненное на основе одной или нескольких БИС или СБИС (БИС – большая интегральная схема, СБИС - сверхбольшая интегральная схема). Его задача - декодировать команды вложенной в него программы и реализовать их.

В микропроцессор входят:

• устройство управления (УУ) - формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов УУ получает от генератора тактовых импульсов;
• арифметико-логическое устройство (АЛУ)-предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях компьютеров для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор);
• микропроцессорная память (МПП) - служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты машины. МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину и более низкое быстродействие);
• интерфейсная система микропроцессора – реализует сопряжение и связь с другими устройствами компьютера; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс (interface) - совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода-вывода (I/O - Input/Output port) – аппаратура сопряжения, позволяющая подключать к микропроцессору другое устройство компьютера.

Функциональная схема микропроцессора содержит все или часть устройств, блоков и узлов центрального процессора. Центральный процессор - основное устройство вычислительных машин, выполняющее заданные программы преобразования информации и осуществляющие управление всем вычислительным процессом.

Микропроцессор выполняет следующие функции:

• чтение и дешифрацию команд из основной памяти;
• чтение данных из ОП и регистров адаптеров внешних устройств;
• прием и обработку запросов и команд от адаптера на обслуживание ВУ;
• обработку данных и их запись в ОП и регистры адаптеров ВУ;
• выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера.

Несколько слов о генераторе тактовых импульсов. Его задача - генерировать последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

Разрядность шины данных микропроцессора определяет разрядность компьютера в целом; разрядность шины адреса МП - его адресное пространство. Адресное пространство – это максимальное количество всех ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

Процессоры характеризуются скоростью (тактовой частотой) обработки информации и разрядностью. Одним из способов повышения быстродействия МП является использование кэш-памяти, которое позволяет избежать циклов ожидания в работе МП, когда информация из соответствующих схем памяти устанавливается на системной шине данных компьютера.

.

Дата добавления: 2014-12-07