Mikroişlemciler nedir? Mikroişlemcilerin çeşitleri

Bilgisayar teknolojileri ile çalışmamıza izin veriyoruzönemli verimlilik. Ama nasıl çalışırlar? Bu, bir dizi farklı cihaz ve cihaz tarafından desteklenir. Ve bunlardan biri bir mikroişlemcidir. Bu nedir? Işlevleri nelerdir? Bu cihazın özellikleri nelerdir? Mikroişlemci mimarisi nedir? Hangi parametreler buna bağlı?

Mikroişlemciler nelerdir?

Bu, cihazın adıdır.yazılım kontrollü. Görevi dijital bilgileri işlemek ve yönetmek. Mikroişlemci kontrolü küçük olmalı, ancak aynı zamanda işlevsel olmalıdır. Bundan, şimdi anlatılacak olan bir dizi özellik ortaya çıkıyor. Bir mikroişlemci, birkaç parça olabilen (süper) büyük entegre devreler ((C) LSI) üzerine uygulanır. Onlar için, karakteristiktir:

1. Düşük maliyet (seri üretim anlamına gelir).
2. Üretimin sadeliği (tek bir teknolojide);
3. Çok az yer kaplar (birkaç santimetre kare, hatta milimetre).
4. Yüksek güvenilirlik.
5. Az enerji tüketin.

Mikroişlemci cihazı, mimarisinin inşasına büyük ölçüde bağlıdır. Ayrıca, bu konu tartışılacak ve üç çerçeve dikkate alınacaktır.

fonksiyonlar

Bu onları genellikle yaratılan şeydir. Yani, mikroişlemcinin işlevleri şunlardır:

1. Ana bellekten gelen komutları okuyun ve kodunu çözün.
2. Harici cihazların (VU) bakımı için adaptörlerden gelen istekleri kabul edin ve işleyin.
3. RAM ve VU kayıtlarından veri okuyun.
4. Kişisel bilgisayarların diğer düğümlerini ve bloklarını kontrol eden kontrol sinyalleri oluşturun.
5. Verileri işleyin ve harici belleğin kayıtlarının yanı sıra ana belleğe yazmasını sağlayın.

Mikroişlemcinin ana özellikleri

Toplamda dört tane var:

1. Bit derinliği.
2. Performans.
3. Komuta sistemi.
4. Adreslenebilir bellek miktarı.

Mikroişlemci grupları

Üç ile ayırt edilirler:

1. CISC. Komple bir dizi komut var.
2. RISC. Kısaltılmış bir komut kümesi var.
3. ÇEŞİTLİ. Minimum bir komut kümesi vardır, ancak bu iki sınıf için de çok yüksek bir hıza sahiptir.

CISC tipi mikroişlemciler

Bilgisayar ağının bir parçası olarak çalışabilirler. Çoklu görev ve hafıza koruması da vardır. Bu tip mikroişlemciler iki modda çalışabilir: korumalı ve gerçek. Birincisi, genişletilmiş belleğe çoklu görev ve anında erişim olanağı sağlar. Ek olarak, yabancı mesajlardan korunur. Gerçek modda, 8086 mikroişlemci taklit edilir ve tek görevli bir işlem vardır.

RISC tipi mikroişlemciler

En çok kullanılan komutları var. Karmaşık bir şey yapmanız gerekiyorsa, gerekli işlevselliği "geliştirin". Bir komutu yürütmek için, paralel yürütme ve üst üste binme nedeniyle sadece bir makine saati boşa harcanır. Karşılaştırma yapmak gerekirse, CISC'de en küçüğü dörde kadar çıkacaktır.

Mikroişlemci neyi içerir?

İki bölüme ayrılmıştır:

1. Ameliyathane Kontrol cihazları, aritmetik mantık ve mikroişlemci belleği içerir.
2. Arayüzü. Adres kayıtları, bağlantı noktası ve veri yolu yönetim şemaları ve bir komut satırı içerir.

Önemli mimari - mantıklıözellikleri, özellikleri ve bu cihaza dayalı bir bilgisayar sistemi oluşturma yeteneğini belirleyen bir mikroişlemcinin organizasyonu. Üç ana tip vardır: CISC, RISC ve MISC (bu evrensel cihazlar). Yani, onlar içinde farklı beklenti dereceleriyle çalışan birkaç kayıt grubu vardır. Bu, tam anlamıyla "boru hattı modunda" işlemleri gerçekleştirmenizi sağlar. Bu etkili hızı olumlu yönde etkiler. Bilgisayarın mikroişlemcisi genellikle tek bir cihaza - yani bir klavyeye hizmet eder.

CISC Mimarisi

Karmaşık Komut Seti Bilgisayarı - bilgisayar için kapsamlı talimatlar. Bu mimariye sahip bir mikroişlemcinin özellikleri şöyledir:

1. İşlevleri, uzunlukları ve formatları bakımından farklılık gösteren çok sayıda takım var.
2. Farklı adresleme sistemleri kullanılır.
3. Komutların karmaşık bir kodlaması vardır.

Bu mimarinin mikroişlemcileri nedir? Bunlar, ana odağı işlevselliği olan karmaşık aygıtlardır.

RISC Mimarisi

Azaltılmış Instrucktion Seti Bilgisayar - bilgisayar için homojen talimatlar. Bu mimariye sahip bir mikroişlemcinin özellikleri şöyledir:

1. Basitleştirilmiş bir komut sistemi kullanır: Hepsi basit bir kodlamayla aynı biçime sahiptir. RAM'den mikroişlemcinin kaydına ve tam tersi, önyükleme yönergeleri kullanılarak taşınır.
2. Yüksek hız rağmen veri mikroişlemciler nispeten düşük saat hızını ve VLSI devresinin entegrasyon daha düşük derecede olabilir.
3. Ekipler RAM'e daha az yükleme yapar.
4. Ancak, RISC'deki programların çalışmalarının hata ayıklanması, CISC'den çok daha karmaşıktır.
5. Aynı programları CISC ile kullanmak imkansız.

MISC Mimarisi

Çok Amaçlı Komut Seti Bilgisayarı -Bilgisayar yönetimi için çok amaçlı talimatlar. CISC ve RISC'nin avantajlarını birleştirmek için bir girişimdir. Burada eleman tabanı, ayrı parçalardan (genellikle tek bir gövdede birleştirilen) monte edilir:

1. Ana bölüm. RISC mimarisine dayanmaktadır.
2. Genişletilebilir kısım. Üzerinde bağlı bir ROM sabit yazılımıdır.

Sistem kendisi CISC'nin özelliklerini edinir. Dolayısıyla, buradaki ana ekipler, RISC tarafından sağlanan bir temelde çalışır. Aynı zamanda, firmware "oluşturur" bir uzantısı var. RISC tabanı, tüm komutlarını tek adımda gerçekleştirir. Ve uzatma, karmaşık bir komut kümesi kullanır. ROM'un varlığından dolayı, RISC'nin dezavantajı ortadan kaldırılır, operasyon kodu yüksek seviyeli bir dilde derlendiğinde, programcı için önceden şifrelenir ve açıktır. Mikroişlemciler budur ve yapılarının verili mimarisinin bakış açısından böyle özelliklere sahip olmalıdırlar.

Sonuç

Mikroişlemciler nelerdir ve bunların temelleri nelerdir?işleyiş - bunu düşündük. Elbette, bu cihazların tüm nüanslarını sökmek için, çok fazla zaman ayırmak ve bir kitapla ve bir dizi dersle tanışmak gerekir. Ama temelin kendisi zaten var.