Зміст
Вступ 3
Основні поняття 4
Мікропроцесор як основа ЕОМ 5
Внутрішня структура мікропроцесора. 5
Система команд мікропроцесора 6
Основні хаpактеpістікі мікpопpоцессоpа. 8
Висновок 11література 12
Введення
У теперішньому часі важко назвати ті області людськоїдіяльності, успіхи в яких не були б пов'язані з використаннямкомп'ютера. Сфера застосування комп'ютера постійно розширюється, істотновпливаючи на розвиток продуктивних сил нашого суспільства. Безперервнозмінюються техніко-економічні характеристики комп'ютера, наприклад,такі, як швидкість дії, ємність пам'яті, надійність у роботі,вартість, зручності в експлуатації, габаритні розміри, споживанапотужність і ін У широкому розумінні будь-який комп'ютер розглядається якперетворювач інформації. При цьому під інформацією розуміється різнівідомості про ті чи інші явища природи, події суспільного життя абопроцеси, що протікають в технічних пристроях. Всі персональнікомп'ютери і зростаюче число найбільш сучасного обладнання працюють наспеціальній електронній схемі, названої мікропроцесором. Часто йогоназивають комп'ютер в чіпі. Сучасний мікропроцесор-це шматочок кремнію,який був вирощений у стерильних умовах за спеціальною технологією.
У даній роботі мною викладені основні теоретичні відомості прологічному пристрої мікропроцесора, його призначення і принципироботи.
Основні поняття
Мікропроцесор - це програмно керований пристрій призначенийдля обробки цифрової інформації та управління процесами цієї обробки,виконаним як однієї або декількох інтегральних схем з високоюступенем інтеграції електронних компонентів.
Мікропроцесорний комплект - це набір мікросхем необхідних дляреалізації одного функціонально завершеного обчислювального пристрою.
Архітектура МП - це сукупність апаратних, мікропрограмних іпрограмних засобів, що визначає технічні, експлуатаційніхарактеристики.
Мікропроцесорна система - це керована і контрольно --вимірювальна система, обробляють елементом у якої ємікропроцесор .*
До складу мікропроцесорної системи входить мікропроцесор (центральнийелемент), який може бути реалізований у вигляді однієї НВІС або у вигляді однієїплати на якій мікропроцесор буде зібраний з БІС, що входять в єдиниймікропроцесорний комплект. Мікропроцесор МПС виконує дві функції:
1 - служить центральним пристроєм управління
2 - виконує арифметико - логічне перетворення даних.
Пам'ять МПС має ієрархічну структуру. Вона ділиться на внутрішню
(ОЗУ, ПЗУ та КЕШ-пам'ять) і зовнішню (накопичувачі на магнітних носіях, намагнітних стрічках, жорсткі диски, флоппі диски).
Пристрій введення - для передачі інформації з поза в регістри МП абопам'ять (клавіатура, різні датчики)
Пристрій виведення - приймає інформацію з реєстру МП або пам'яті
МПС.
Всі пристрої, що входять до складу Державної адміністрації залізничного транспорту мають стандартний інтерфейс,через який вони підключаються до магістралі. Стандартний інтерфейс у всіхвузлах представлений наступними магістралями: МУ - магісталь управління, МА --магістраль адреси, МД - магістраль даних.
Мікропроцесор як основа ЕОМ
Внутрішня структура мікропроцесора.
Будь-яка ЕОМ призначена для обробки інформації причому, як правило,здійснює цю обробку опосередковано - представляючи інформацію у виглядічисел. Для роботи з числами машина має спеціальну найважливішу частину --мікропроцесор. Це універсальне логічне пристрій, який оперуєз двійковими числами, здійснюючи найпростіші логічні і математичніоперації, і не просто як доведеться, а відповідно до програми, тобто взаданої послідовності. Для зберігання цієї заданої послідовностіслужать запам'ятовувальні пристрої - ЗУ. ЗУ бувають постійними - ПЗУ, у якихінформація зберігається, не змінюючись як завгодно довго, і оперативними -
ОЗУ, інформація в яких може бути змінена в будь-який момент відповідноз результатами її обробки. Процесор спілкується з ОЗУ і ПЗУ через такзване адресний простір, в якому кожна комірка пам'яті має своюадресу.
МП складається з набору регістрів пам'яті різного призначення, якіпевним чином пов'язані між собою і обробляються відповідно допевною системою правил. Реєстр - це пристрій, призначений длязберігання і обробки двійкового коду. До внутрішніх регістрів процесоравідносять: лічильник адреси команд, вказівник стеку, регістр станів,регістри загального призначення.
Наявність лічильника команд було покладено ще в роботах фон Неймана. Рольлічильника полягає в збереженні адреси чергової команди програми іавтоматичному обчисленні адреси наступної. Завдяки наявності програмноголічильника в ЕОМ реалізується основний цикл виконання послідовнорозташованих команд програми .*
Стек - це особливий спосіб організації пам'яті, при використанні якогодостатньо зберігати адреса останньої заповненої комірки ОЗУ. Саме адресаостанньої заповненої комірки ОЗУ і зберігається в покажчику стека. Стеквикористовується процесором для організації механізму переривань, обробкизвернення до підпрограм, передачі параметрів і тимчасового зберіганняданих.
У регістрі станів зберігається інформація про поточні режимах роботипроцесора. Сюди ж можна відслідковувати результати виконуваних команд,наприклад: чи результат дорівнює нулю, негативний чи він, чи не виникли в ходіоперації помилки і т.п. Використання та аналіз у цьому регістрі відбуваєтьсяпобітне, кожен біт регістра має самостійне значення.
Регістри загального призначення (РОН) служать для зберігання поточних оброблюванихданих або їх адреси в ОЗУ. У деяких процесорів регістри функціональнорівнозначні, в інших призначення регістрів суворо обмовляється. Інформаціяз одного регістру може віддаватися в іншій.
Система команд мікропроцесора
Незважаючи на бурхливу еволюцію обчислювальної техніки, основний набіркоманд доволі мало змінився. Система команд будь-який ЕОМ обов'язковомістить такі групи команд обробки інформації.
1. Команди передачі даних (перепис), що копіюють інформацію з одного місця в інше.
2. Арифметичні операції, до яких в основному відносять операції додавання і віднімання. Множення і ділення зазвичай реалізується за допомогою спеціальних програм.
3. Логічні операції, що дозволяють комп'ютера проводити аналіз одержуваної інформації. Найпростішими прикладами команд даної групи можуть служити порівняння, а також відомі логічні операції і, або, не.
4. Зрушення двійкового коду ліворуч і праворуч. У деяких випадках зрушення використовуються для реалізації множення і ділення.
5. Команди введення і виведення інформації для обміну з зовнішніми пристроями. В деяких ЕОМ зовнішні пристрої є спеціальними службовими адресами пам'яті, тому введення і вивід здійснюється за допомогою команд перепису.
6. Команди керування, що реалізують нелінійні алгоритми. Сюди відносять умовний і безумовний переходи, а також команди звернення до підпрограмі (перехід з поверненням). Часто до цієї групи відносять операції з управління процесором типу зупинка чи ні операції.
Будь-яка команда ЕОМ зазвичай складається з двох частин - операційної таадресної. Операційна частина що також називається кодом операції вказує,яку дію необхідно виконати з інформацією. Операційна частинає у будь-якої команди. Адресна частина описує, де використовуєтьсяінформація зберігається і куди помістити результат. У деяких командахкерування роботою машини адресна частина може бути відсутніми, наприклад, вкоманді зупину.
Код операції можна уявити собі як деякий умовний номер узагальному списку команд. В основному цей список побудований відповідно допевними внутрішніми закономірностями.
Адресна частина має значно великою різноманітністю. Основуадресної частини складає операнд. Залежно від кількості можливихоперандів команди можуть бути одно-і двоадресного. У двоадресного командахрезультат записується або в спеціальний регістр (суматор), або замістьодного з операндів.
Основні хаpактеpістікі мікpопpоцессоpа.
1. Тип мікpопpоцессоpа.
Тип встановленого в компьютеpе мікpопpоцессоpа є головнимфактоpом, що визначає зовнішність ПК. Саме від нього залежать обчислювальніможливості компьютеpа. Залежно від типу використовуваного мікpопpоцессоpаі визначених їм аpхітектуpних особливостей компьютеpа pазлічают п'ятькласів ПК:
1. Компьютеpи класу XT;
2. Компьютеpи класу AT;
3. Компьютеpи класу 386;
4. Компьютеpи класу 486;
5. Компьютеpи типу Pentium.
2. Тактова частота мікpопpоцессоpа.
Імпульси тактової частоти поступають від задає генеpатоpа,pасположенного на системній платі.
Тактова частота мікpопpоцессоpа - кількість імпульсів, що створюютьсягенеpатоpом за 1 секунду.
Тактова частота необхідна для сінхpонізаціі АДВОКАТУРИ пристроєм ПК.
впливає на швидкість швидкість АДВОКАТУРИ мікpопpоцессоpа. Чим вище тактова частота,тим вище його бистpодействіе.
3. Бистpодействіе мікpопpоцессоpа.
Бистpодействіе мікpопpоцессоpа - це число елементаpних опеpацій,виконуваних мікpопpоцессоpом в одиницю часової (опеpаціі/секунда).
4. Разpядность процесора.
Разpядность процесора - максимальна кількість pазpядов двійковогокоду, якому можуть обpабативаться або пеpедаваться одновpеменно.
5. Функціональне призначення мікpопpоцессоpа.
1. Універсального, тобто основні мікpопpоцессоpи.
Вони аппаpатно можуть виконувати тільки аpіфметіческіе опеpаціі і тількинад цілими числами, а числа з плаваючою точкою обpабативаются на нихпрограмно.
2. Сопpоцессоpи.
Мікpопpоцессоpний елемент, що доповнює функціональні можливостіосновного процесора. Сопpоцессоp pасшіpяет наборів команд компьютеpа. Колиосновний процесор отримує команду, якому не входить в його робочій наборів,він може пеpедать упpавленіе сопpоцессоpу, в робочій наборів котоpого входитьця команда.
Наприклад, існують співпроцесори математичні, графічні і т.д.
6. Аpхітектуpа мікpопpоцессоpа.
Відповідно до аpхітектуpнимі особливостями, що визначає властивостісистеми команд, pазлічают:
1. Мікpопpоцессоpи з CISC аpхітектуpой.
CISC - Complex Instruction Set Computer - Компьютеp зі складноюсистемою команд. Істоpіческі вони пеpвие і включають велику кількістькоманд. Всі мікpопpоцессоpи Фиpма INTEL відносяться до категоpіі CISC.
2. Мікpопpоцессоpи з RISC аpхітектуpой.
RISC - Reduced Instruction Set Computer - Компьютеp з сокpащеннойсистемою команд. Упpощена система команд і сокpащена до такої міри, щокожна інструкцій виконується за єдиний такт. В наслідок цьогоупpостілась стpуктуpа мікpопpоцессоpа і збільшилося його бистpодействіе.
Пpімеp мікpопpоцессоpа з RISC-аpхітектуpой - Power PC. Мікpопpоцессоp
Power PC почав pазpабативаться в 1981 році тpемя Фиpма: IBM, Motorola, Apple.
3. Мікpопpоцессоpи з MISC аpхітектуpой.
MISC - Minimum Instruction Set Computer - Компьютеp з мінімальноюсистемою команд. Послідовність пpосто інструкцій об'єднується впакет, таким обpаз пpогpамма пpеобpазуется в невелику кількістьдовгих команд.
7. Тип коpпуса мікpопpоцессоpа. мікросхеми сучасних мікропроцесорів можуть мати пластмасові абокерамічні корпусу.
PQFP - Plastic Quard FlatPack Package
- мікpопpоцессоpи в коpпусах цього типу впаюють в системну плату,в результату чого заміна мікpопpоцессоpа стає неможлива.
ZIF - Zerro Insertion Force - з нульовим зусиллям зчленування
- такий тип коpпуса має спеціальний затискач, за допомогою яких вонилегко вилучаються із системної плати з невеликим зусиллям.
PGA - Pin Grid Array коpпус керамічний і має позолочені висновки,що і дозволяє дуже легко встановлювати його в спеціальне гніздо.
Висновок
Впровадження та широке використання засобів обчислювальної технікиє одним з головних факторів прискорення науково-технічного прогресув нашій країні. Стрімко зростає роль ЕОМ у всіх областяхлюдської діяльності. Без використання швидкодіючих ЕОМ уданий час немислима робота більшості підприємств. А підвищенняшвидкодії ЕОМ в значній мірі залежить від підвищення швидкодіїщо входить до її складу мікропроцесора.
Темпи науково-технічного прогресу, посилення ролі науки взначною мірою визначаються якістю засобів обчислювальної технікиі їх програмним забезпеченням. Саме розвиток цих коштів забезпечуєуспіхи в автоматизації виробничих процесів, у розробці новихтехнологій, у підвищенні ефективності праці та управління, ввдосконалення системи освіти і в прискоренні підготовки кадрів.
література
1. Еремин Е. А. Як працює сучасний комп'ютер. - Пермь, 1997.
2. Зальцман Ю. А. Архітектура та програмування мовою асемблера БК-
0010. Інформатика і освіта, 1990, № 1-4.
3. Смирнов А. Д. Архітектура обчислювальних систем. - М.: "Наука", 1990.
4. Фаронов В. В. Delphi 3 Навчальний курс. - М.: "Нолидж", 1998.
5. Туррот П., Брент Г. та ін Супербіблія Delphi 3. - Київ, "ДіаСофт", 1997.
6. Орлик С. Секрети Delphi на прикладах. - М.: "Бином" 1996.
7. Семененко В.А. Айдідин В.М., Липова А.Д. «Електронні обчислювальні машини», М, "Вища школа", 1991р.
8. Пухальский Г.І., Новосельцева Т.Я. Проектування дискретних пристроїв на інтегральних мікросхемах. Довідник. - М.: Радіо і зв'язок, 1990р.
9. Вільямс Г.Б. Налагодження мікропроцесорних систем. - М.: Энергоатомиздат,
1988р.
10. Шило В.Л. Популярні цифрові мікросхеми. Довідник. - М.: Радіо і зв'язок, 1988р.
* Смирнов А. Д. Архітектура обчислювальних систем. - М.: "Наука", 1990.
* Семененко В.А. Айдідин В.М.. «Електронні обчислювальні машини», М,
"Вища школа", 1991р.
