Теми рефератів
> Авіація та космонавтика > Банківська справа > Безпека життєдіяльності > Біографії > Біологія > Біологія і хімія > Біржова справа > Ботаніка та сільське гос-во > Бухгалтерський облік і аудит > Військова кафедра > Географія > Геодезія > Геологія > Держава та право > Журналістика > Видавнича справа та поліграфія > Іноземна мова > Інформатика > Інформатика, програмування > Історія > Історія техніки > Комунікації і зв'язок > Краєзнавство та етнографія > Короткий зміст творів > Кулінарія > Культура та мистецтво > Культурологія > Зарубіжна література > Російська мова > Маркетинг > Математика > Медицина, здоров'я > Медичні науки > Міжнародні відносини > Менеджмент > Москвоведение > Музика > Податки, оподаткування > Наука і техніка > Решта реферати > Педагогіка > Політологія > Право > Право, юриспруденція > Промисловість, виробництво > Психологія > Педагогіка > Радіоелектроніка > Реклама > Релігія і міфологія > Сексологія > Соціологія > Будівництво > Митна система > Технологія > Транспорт > Фізика > Фізкультура і спорт > Філософія > Фінансові науки > Хімія > Екологія > Економіка > Економіко-математичне моделювання > Етика > Юриспруденція > Мовознавство > Мовознавство, філологія > Контакти
Реклама
Українські реферати та твори » Информатика, программирование » Призначення та функції процесора, структура і функціонування мікропроцесора

Реферат Призначення та функції процесора, структура і функціонування мікропроцесора

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ ПРОЦЕСОРА

2. ТИПИ ПРОЦЕСОРІВ

3. Співпроцесор

4. СТРУКТУРА МІКРОПРОЦЕСОРА

4.1 Пристрій керування

4.2 Мікропроцесорна пам'ять

4.3 Інтерфейсна частина мікропроцесора

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ


ВСТУП

Процесор (або центральний процесор, ЦП) - це транзисторна мікросхема, яка є головним обчислювальним та керуючим елементом комп'ютера.

Англійська назва процесора - CPU (Central Processing Unit).

Процесор являє собою спеціально вирощений напівпровідниковий кристал, на якому розташовуються транзистори, з'єднані напиленими алюмінієвими провідниками. Кристал поміщається в керамічний корпус з контактами.

У першому процесорі компанії Intel - i4004, випущеному в 1971 році, на одному кристалі було 2300 транзисторів, а в процесорі Intel Pentium 4, випущеній 14 квітня 2003, їх вже 55 мільйонів.

Сучасні процесори виготовляються по 0,13-мікронної технології, тобто товщина кристала процесора становить 0,13 мікрон. Для порівняння - товщина кристала першого процесора Intel була 10 мікрон.

У нашій курсовій роботі ми ставимо за мету розглянути призначення, основні функції процесора, його основні особливості, а також описати структуру і функціонування мікропроцесорів.


1. ПРИЗНАЧЕННЯ І ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ ПРОЦЕС
ОРА

Центральний процесор (ЦП; англ. Central processing unit, CPU, дослівно - центральне обчислювальне пристрій) - виконавець машинних інструкцій, частина апаратного забезпечення комп'ютера або програмованого логічного контролера, який відповідає за виконання операцій, заданих програмами.

Сучасні ЦП, що виконуються у вигляді окремих мікросхем (чипів), що реалізують всі особливості, притаманні даного роду пристроїв, називають мікропроцесорами. З середини 1980-х останні практично витіснили інші види ЦП, внаслідок чого термін став все частіше і частіше сприйматися як звичайний синонім слова В«МікропроцесорВ». Тим не менш, це не так: центральні процесорні пристрої деяких суперкомп'ютерів навіть сьогодні представляють собою складні комплекси великих (ВІС) і надвеликих інтегральних схем (НВІС).

Спочатку термін В«Центральне процесорний пристрійВ» описував спеціалізований клас логічних машин, призначених для виконання складних комп'ютерних програм. Внаслідок досить точної відповідності цього призначення функціям існували в той час комп'ютерних процесорів, він природним чином був перенесений на самі комп'ютери. Початок застосування терміну і його абревіатури по відношенню до комп'ютерних системам було покладено в 1960-і роки. Пристрій, архітектура і реалізація процесорів з тих пір неодноразово змінювалися, однак їх основні виконувані функції залишилися тими ж, що й колись.

Ранні ЦП створювалися у вигляді унікальних складових частин для унікальних, і навіть єдиних у своєму роді, комп'ютерних систем. Пізніше від дорогого способу розробки процесорів, призначених для виконання однієї єдиною або декількох вузькоспеціалізованих програм, виробники комп'ютерів перейшли до серійного виготовлення типових класів багатоцільових процесорних пристроїв. Тенденція до стандартизації комп'ютерних комплектуючих зародилася в епоху бурхливого розвитку напівпровідникових елементів, мейнфреймів і мінікомп'ютерів, а з появою інтегральних схем вона стала ще більш популярною. Створення мікросхем дозволило ще більше збільшити складність ЦП з одночасним зменшенням їх фізичних розмірів. Стандартизація і мініатюризація процесорів призвели до глибокому проникненню заснованих на них цифрових пристроїв в повсякденне життя людини. Сучасні процесори можна знайти не тільки в таких високотехнологічних пристроях, як комп'ютери, але і в автомобілях, калькуляторах, мобільних телефонах і навіть у дитячих іграшках. Найчастіше вони представлені мікроконтролера, де крім обчислювального пристрою на кристалі розташовані додаткові компоненти (пам'ять програм і даних, інтерфейси, порти введення/виводу, таймери, та ін.) Сучасні обчислювальні можливості мікроконтролера порівнянні з процесорами персональних ЕОМ десятирічної давності, а частіше навіть значно перевершують їх показники.

Більшість сучасних процесорів для персональних комп'ютерів, в загальному, засновані на тій або іншої версії циклічного процесу послідовної обробки інформації, винайденого Джоном фон Нейманом.

Д. фон Нейман придумав схему споруди комп'ютера в 1946 році [6, c. 115]. Найважливіші етапи цього процесу наведені нижче. В різних архітектурах і для різних команд можуть знадобитися додаткові етапи. Наприклад, для арифметичних команд можуть знадобитися додаткові звернення до пам'яті, під час яких проводиться зчитування операндів і запис результатів. Відмінною особливістю архітектури фон Неймана є те, що інструкції і дані зберігаються в одній і тій же пам'яті.

Етапи циклу виконання:

1. Процесор виставляє число, яке зберігається в регістрі лічильника команд, на шину адреси, і віддає пам'яті команду читання;

2. Виставлене число є для пам'яті адресою; пам'ять, отримавши адресу і команду читання, виставляє вміст, що зберігається за цією адресою, на шину даних, і повідомляє про готовності;

3. Процесор отримує число з шини даних, інтерпретує його як команду (машинну інструкцію) зі своєї системи команд і виконує її;

4. Якщо остання команда не є командою переходу, процесор збільшує на одиницю (в припущенні, що довжина кожної команди дорівнює одиниці) число, яке зберігається в лічильнику команд; в результаті там утворюється адреса наступної команди;

5. Знову виконується п. 1.

Даний цикл виконується незмінно, і саме він називається процесом (звідки і відбулася назву пристрою).

Під час процесу процесор прочитує послідовність команд, що містяться в пам'яті, і виконує їх. Така послідовність команд називається програмою і представляє алгоритм роботи процесора. Черговість прочитування команд змінюється у разі, якщо процесор зчитує команду переходу - тоді адресу наступної команди може виявитися іншим. Іншим прикладом зміни процесу може служити випадок отримання команди останову або перемикання в режим обробки переривання.

Команди центрального процесора є самим нижнім рівнем управління комп'ютером, тому виконання кожної команди неминуче і безумовно. Не виробляється ніякої перевірки на допустимість виконуваних дій, зокрема, не перевіряється можлива втрата цінних даних. Щоб комп'ютер виконував тільки допустимі дії, команди повинні бути відповідним чином організовані в вигляді необхідної програми.

Швидкість переходу від одного етапу циклу до іншого визначається тактовим генератором. Тактовий генератор виробляє імпульси, службовці ритмом для центрального процесора. Частота тактових імпульсів називається тактовою частотою.

Розглянемо конвеєрну архітектуру процесора. Конвеєрна архітектура (pipelining) була введена в центральний процесор з метою підвищення швидкодії. Зазвичай для виконання кожної команди потрібно здійснити деяку кількість однотипних операцій, наприклад: вибірка команди з ОЗУ, дешифрування команди, адресація операнда в ОЗУ, вибірка операнда з ОЗУ, виконання команди, запис результату в ОЗУ. Кожну з цих операцій зіставляють одному щаблі конвеєра. Наприклад, конвеєр мікропроцесора з архітектурою MIPS-I містить чотири стадії:

В· отримання та декодування інструкції (Fetch)

В· адресація і вибірка операнда з ОЗУ (Memory access)

В· виконання арифметичних операцій (Arithmetic Operation)

В· збереження результату операції (Store)

Після звільнення k-ї ступені конвеєра вона відразу приступає до роботи над наступною командою. Якщо припустити, що кожна щабель конвеєра витрачає одиницю часу на свою роботу, то виконання к...

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Друкувати реферат
Реклама
Реклама
загрузка...
88x31
88x31
88x31