Функции процессора - Курсовая работа

Процессор представляет собой специально выращенный полупроводниковый кристалл, на котором располагаются транзисторы, соединенные напыленными алюминиевыми проводниками. В первом процессоре компании Intel - i4004, выпущенном в 1971 году, на одном кристалле было 2300 транзисторов, а в процессоре Intel Pentium 4, выпущенном 14 апреля 2003 года, их уже 55 миллионов.Центральный процессор (ЦП; англ. central processing unit, CPU, дословно - центральное вычислительное устройство) - исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающий за выполнение операций, заданных программами. Позднее от дорогостоящего способа разработки процессоров, предназначенных для выполнения одной единственной или нескольких узкоспециализированных программ, производители компьютеров перешли к серийному изготовлению типовых классов многоцелевых процессорных устройств. Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счетчика команд, на шину адреса, и отдает памяти команду чтения; Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счетчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды; Действительно, при отсутствии конвейера выполнение команды займет n единиц времени (так как для выполнения команды по прежнему необходимо выполнять выборку, дешифрацию и т. д.), и для исполнения m команд понадобится единиц времени; при использовании конвейера (в самом оптимистичном случае) для выполнения m команд понадобится всего лишь n m единиц времени.Типичными представителями CISC является семейство микропроцессоров Intel x86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд). В мобильных устройствах широко используются ARM-процессоры. Дальнейшее развитие идей команды Чака Мура, который полагает, что принцип простоты, изначальный для RISC-процессоров, слишком быстро отошел на задний план. Процессоры, предназначенные для работы одной копии операционной системы на нескольких ядрах, представляют собой высокоинтегрированную реализацию мультипроцессорности. Процессор Intel Core 2 Quad состоит из двух физических ядер, каждое из которых в свою очередь разделено на два логических ядра, что существенно влияет на скорость его работы 10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырехъядерные процессоры для серверов AMD Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barcelona.Физически сопроцессор может быть отдельной микросхемой или может быть встроен в центральный процессор (как это делается в случае математического сопроцессора в процессорах для ПК начиная с Intel 486DX). Различают следующие виды сопроцессоров: · математические сопроцессоры общего назначения, обычно ускоряющие вычисления с плавающей точкой, сопроцессоры ввода-вывода (например - Intel 8089), разгружающие центральный процессор от контроля за операциями ввода-вывода или расширяющие стандартное адресное пространство процессора, · сопроцессоры для выполнения каких-либо узкоспециализированных вычислений.Разработкой микропроцессоров в России занимаются ЗАО «МЦСТ» и НИИСИ РАН. МЦСТ разработаны и внедрены в производство универсальные RISC-микропроцессоры с проектными нормами 130 и 350 нм. Завершена разработка суперскалярного процессора нового поколения Эльбрус. История развития микропроцессора включает следующие этапы: 1998 год, SPARC-совместимый микропроцессор с технологическими нормами 500 нм и частотой 80 МГЦ. 2004 год, Эльбрус 2000 (E2K) - микропроцессор нового поколения на полностью заказной технологии с технологическими нормами 130 нм и тактовой частотой 300 МГЦ (авторские права защищены 70 патентами).В самом общем виде структурная схема микропроцессора может иметь следующий вид (рисунок 1): Рисунок 1. В его состав входит: арифметико-логическое устройство (АЛУ); регистр-аккумулятор; логические устройства управления и синхронизации; внутренняя шина. Регистр-аккумулятор представляет собой ячейки оперативной памяти, но, в отличие от ОЗУ, обмен информацией производится более короткими командами, т.е. регистр-аккумулятор является наиболее быстродействующим устройством памяти микропроцессора. Устройство управления и синхронизации применяется для управления другими узлами микропроцессора, обеспечивая выполнение необходимых задач в соответствии с программой, хранимой в ПЗУ. В состав устройства управления и синхронизации входит тактовый генератор и формирователь тактовых импульсов.Микропроцессорная память (МПП) - служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины.Интерфейсная система микропроцессора реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной.

Содержание

Введение

1. Назначение и основные функции процессора

2. Типы процессоров

3. Сопроцессоры

4. Структура микропроцессора

4.1 Устройство управления

4.2 Микропроцессорная память

4.3 Интерфейсная часть микропроцессора

Заключение

Список использованных источников