Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 28(156)

Рубрика журнала: Информационные технологии

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2

Библиографическое описание:
Таршхоева Ж.Т. АРХИТЕКТУРА И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МИКРОПРОЦЕССОРОВ // Студенческий: электрон. научн. журн. 2021. № 28(156). URL: https://sibac.info/journal/student/156/223333 (дата обращения: 28.03.2024).

АРХИТЕКТУРА И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МИКРОПРОЦЕССОРОВ

Таршхоева Жанетта Тархановна

Ингушский государственный университет,

РФ, г. Магас

АННОТАЦИЯ

Fairchild semiconductors изобрела первую интегральную схему в 1959 году. В 1968 году Гордан Мур, Роберт Нойс и Эндрю Гроув уволились из Fairchild semiconductors и основали собственную компанию Integrated Electronics (Intel). В 1971 году был изобретен первый микропроцессор Intel 4004. Микропроцессор также известен как центральный процессор, в котором множество периферийных устройств изготовлено на одном чипе. Он имеет ALU (арифметический и логический блок), блок управления, регистры, шинные системы и часы для выполнения вычислительных задач.

 

Ключевые слова: центральный процессор, блок управления, микропроцессор, процессор, интегральная схема.

 

В современных компьютерах или устройствах микропроцессор является неотъемлемой часть. Он выполняет функции центрального процессора. В компьютере эта часть отвечает за выполнение инструкций, запрограммированных на единственную интегральную схему, которая соединяет устройства машины через электрическую инфраструктуру, необходимую для их хранения. Конструкция микропроцессора использует огромную вычислительную мощность.

Основная функция микропроцессора заключается в выполнении различных операций арифметики, а также логики, таких как сложение чисел, вычитание, перенос чисел из одной области в другую и вычисление двух чисел. Альтернативное название микропроцессора - процессор или логический чип. В компьютере он работает как мозг, объединяя функции одной интегральной схемы или центрального процессора. Это программируемое устройство, используемое для многоцелевого использования.

Обработка данных в процессоре может быть выполнена с помощью массива ALU, блока управления и регистра.

Массив регистров обрабатывает данные через ряд регистров, которые выполняются как мгновенные позиции памяти быстрого доступа. Поток данных и инструкций в системе может быть обработан через блок управления. Как правило, базовый микропроцессор нуждается в определенных элементах для выполнения некоторых операций, таких как регистры, ALU (арифметический и логический блок), блок управления, регистр команд, счетчик программ и шина.

Микропроцессор представляет собой единый пакет микросхем, в котором несколько полезных функций интегрированы и изготовлены на одном кремниевом полупроводниковом чипе. Его архитектура состоит из центрального процессора, модулей памяти, системной шины и блока ввода-вывода.

Системная шина соединяет различные блоки для облегчения обмена информацией. Кроме того, он состоит из шин данных, адресов и управления для правильного обмена данными.

Центральный процессор состоит из одного или нескольких арифметико-логических блоков (АЛУ), регистров и блока управления. На основе регистров также можно классифицировать поколения микропроцессора. Микропроцессор состоит из регистров общего назначения и специального типа для выполнения команд, и хранения адреса или данных во время выполнения программы. АЛУ вычисляет все арифметические и логические операции с данными и определяет размер микропроцессоров, таких как 16-битные или 32-битные.

Блок памяти содержит как программу, так и данные и делится на процессор, первичную и вторичную память. Блок ввода-вывода взаимодействует с периферийными устройствами ввода-вывода и микропроцессором для приема и отправки информации.

Микропроцессоры выпускаются в различных конструкциях специального назначения, которые включают в себя следующее.

  • DSP (digital signal processor) - это один из видов специализированного процессора, используемого для обработки сигналов.
  • Графические процессоры (графические процессоры) в основном предназначены для рендеринга изображений в режиме реального времени. Другие типы специализированных процессоров используются для машинного зрения, а также для обработки видео.
  • В встраиваемых системах микроконтроллеры включают микропроцессор с использованием периферийных устройств
  • SOC (Системы на кристалле) часто включают в себя одно или несколько ядер микроконтроллера/микропроцессора, использующих дополнительные компоненты, такие как радиомодемы. Эти модемы применимы в планшетах, смартфонах и т. д.

Выбор микропроцессора в основном осуществляется для различных приложений в зависимости от размера слова. Если размер слова большой, то он позволяет каждому тактовому циклу микропроцессора выполнять больше вычислений, однако для связи с физически большими матрицами микросхем через более высокий режим ожидания, а также с более высоким энергопотреблением 4-битные, 8-битные или 12-битные процессоры широко используются во встроенных системах микроконтроллеров.

Если система рассчитывает обрабатывать большие объемы данных и нуждается в более гибком пользовательском интерфейсе, то используются 16-битные 32-битные/64-битные процессоры. Для SoC или микроконтроллерных приложений, требующих очень маломощных электронов, вместо 32-битных могут быть выбраны 8-битные/16-битные микропроцессоры

Когда 32-битная арифметика выполняется на 8-битном процессоре, она может закончиться с огромной мощностью, потому что процессор должен выполнять программное обеспечение через несколько инструкций.

Блок памяти содержит как программу, так и данные и делится на процессор, первичную и вторичную память. Блок ввода-вывода взаимодействует с периферийными устройствами ввода-вывода и микропроцессором для приема и отправки информации.

История микропроцессоров.

Первый микропроцессор, разработанный Intel, - Intel 4004. Через несколько лет один Электронный журнал опубликовал в 1975 году статью о Altair, в которой использовался новый процессор, а именно Intel 8080. Это процессор второго поколения. В 1980 году IBM решила использовать микропроцессор Intel, известный как 8088.

Этот процессор был первым массовым ПК, который был удачно известен как ПК.

Когда люди начали использовать персональные компьютеры для различных целей, таких как создание графики, обработка слов, количество процессоров в коробке увеличилось, однако процессор остается в центре внимания даже в наши дни.

Поколение микропроцессоров:

1-е поколение: Это был период с 1971 по 1973 год истории микропроцессоров. В 1971 году INTEL создала первый микропроцессор 4004, который будет работать с тактовой частотой 740 кГц. В этот период использовались другие микропроцессоры на рынке, включая Rockwell international PPS-4, INTEL-8008 и National semiconductors IMP-16. Но все они не были TTL-совместимыми процессорами.

2 поколение: Это был период с 1973 по 1978 год, когда были реализованы очень эффективные 8-битные микропроцессоры, такие как Motorola 6800 и 6801, INTEL-8085 и Zilog-Z80, которые были одними из самых популярных. Благодаря своей сверхбыстрой скорости они были дорогостоящими, так как были основаны на изготовлении по технологии NMOS.

3-е поколение: В этот период были созданы и спроектированы 16-битные процессоры с использованием технологии HMOS. С 1979 по 1980 год были разработаны INTEL 8086/80186/80286 и Motorola 68000 и 68010. Скорость этих процессоров была в четыре раза выше, чем у процессоров 2-го поколения.

4-е поколение: С 1981 по 1995 год это поколение разрабатывало 32-битные микропроцессоры с использованием технологии HCMOS. Самыми популярными процессорами были INTEL-80386 и Motorola 68020/68030.

5-е поколение: С 1995 года и по настоящее время это поколение выпускает высокопроизводительные и высокоскоростные процессоры, использующие 64-битные процессоры. К таким процессорам относятся Pentium, Celeron, Двух-и четырехъядерные процессоры.

 

Список литературы:

  1. Цифровые устройства и микропроцессоры: учеб. пособие / А.В. Микушин, А.М. Сажнев, В.И. Седин. – БХВ-Петербург, 2010.
  2.  Сергей Пахомов. Эра трехмерных транзисторов//Компьютер пресс. – 2003.
  3. Майстренко А.В. Информатика: Учебное пособие. Ч.1. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006.
  4. К.Ахметов, А.Борзенко. Современный персональный компьютер.-Москва.: «Компьютер Пресс», 2009.
  5.  Пахомов С. Современные процессоры для ПК, Компьютер-Пресс, №12, 2006г.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.