Darbe.ru

Быт техника Дарби
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Микропроцессор персонального компьютера выполняет около 2500

Микропроцессор персонального компьютера выполняет около 2500

Процессор

Одним из важнейших устройств компьютера является центральный процессор (CPU — англ. central processing unit, что переводится как «центральное вычислительное устройство»). Именно от типа процессора и его характеристик в первую очередь зависит производительность компьютерной системы в целом.

Процессор (Микропроцессор) — это центральное устройство компьютера, предназначенное для обработки данных и управления работой других устройств.

Наиболее популярные процессоры сегодня производят фирмы Intel, AMD и IBM. Большинство процессоров являются Intel-совместимыми.

Эволюция микропроцессоров

Фирма Intel со времени выпуска самого первого процессора и по сей день является одним из ведущих разработчиков микропроцессоров. Чуть позже конкуренцию Intel составила фирма AMD. В настоящее время Intel и AMD являются ведущими производителями процессоров для персональных компьютеров. Некоторое время конкуренцию им составляли также фирмы Apple Computer, IBM и Motorola, разработавшие процессор Power PC.

Важным этапом в развитии микропроцессорной техники стал процессор i80486. Он был выпущен в 1989 году. Первое новшество заключалось в том, что впервые в центральный процессор стал интегрироваться математический сопроцессор, предназначенный для выполнения арифметических вычислений с плавающей запятой. Кроме того, в этом процессоре была реализован конвейер, применяемый ранее в суперЭВМ.

В марте 1993 года был выпущен процессор Pentium, в котором впервые появляется предсказание переходов. Суть предсказания переходов заключается в том, что при выполнении команды условного перехода (например, при выполнении команды ветвления) специальный блок микропроцессора определяет наиболее вероятное направление перехода, не дожидаясь окончания анализа условия. Процессор начинает выбирать из памяти и выполнять команды по предсказанной ветви программы.

В конце 1993 года фирмы Apple Computer, IBM и Motorola совместно разработали микропроцессор Power PC. В 1994 году он стал использоваться в компьютерах Macintosh. В этом процессоре была реализована суперскалярная обработка, позволяющая выполнять в каждом такте 3 команды. Это стало возможным благодаря использованию архитектуры команд RISC (сокращенный набор команд постоянной длины). Все команды архитектуры RISC имеют одинаковую длину (что облегчает их выборку из памяти) и выполняются процессором за один такт. Все предыдущие процессоры либо использовали сложный набор команд CISC (расширенный набор команд переменной длины), либо относились к разряду CISC-процессоров с RISC-ядром. Процессорам, использующим архитектуру CISC, приходилось тратить дополнительное время на декодирование команд, так как их длина могла меняться от 8 до 108 битов.

Важным преимуществом процессоров PowerPC (начиная с моделей 603 и 604) была пониженная потребляемая мощность. В целях энергосбережения любой незагруженный исполнительный блок отключался, а при необходимости автоматически включался.

Однако в начале 2000-х годов развитие платформы PowerPC зашло в тупик. Создание новой архитектуры потребовало бы огромного количества времени и средств, поэтому в 2006 году фирма Apple решила перевести компьютеры Macintosh на процессоры Intel.

В марте 2000 года фирма AMD выпустила первый процессор с тактовой частотой, превышающей 1 ГГц, который назывался Athlon К7. Это позволило значительно укрепить позиции фирмы на рынке микропроцессорной техники.

В сентябре 2003 года AMD представила первые 64-разрядные процессоры для персональных компьютеров (Athlon 64).

Самым значимым событием 2005 года в области микропроцессоров стало появление в продаже CPU (центрального процессора) с двумя ядрами. Ядро представляет собой часть микропроцессора, содержащую его основные функциональные блоки и осуществляющую выполнение одного потока команд. О причинах перехода к многоядерным процессорам будет сказано в следующем параграфе. Первыми двухъядерными процессорами стали процессоры Pentium D фирмы Intel и Athlon64 Х2 фирмы AMD. Одними из наиболее революционных многоядерных процессоров стали процессоры линейки Core 2 Duo фирмы Intel.

В настоящее время основу рынка микропроцессоров составляют многоядерные процессоры, использующие в своем составе от 2 до 8 ядер, к каковым относятся процессоры Intel Core 2 Quad, Phenom ХЗ и Х4 (фирмы AMD) и другие.

Состав микропроцессора

Современные центральные процессоры для персональных компьютеров выполняются в виде отдельных микросхем и называются микропроцессорами. В дальнейшем будем считать понятия «микропроцессор» и «процессор» равнозначными.

Схема состава микропроцессора

Основным элементом микропроцессора является ядро, от которого зависит большинство характеристик самого процессора. Ядро представляет собой часть микропроцессора, содержащую его основные функциональные блоки и осуществляющую выполнение одного потока команд.

1. АЛУ (Арифметико-логическое устройство)

АЛУ (ALU, Arithmetic and Logic Unit) предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

Функционально АЛУ состоит из двух регистров, сумматора и схем управления (местного устройства управления).

Сумматор — это вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее вход двоичных кодов.

Регистры — это быстродействующие ячейки памяти различной длины. При выполнении операций в регистр № 1 помещается первое число, участвующее в операции, а по завершении операции — результат. В регистр № 2 — второе число, участвующее в операции (по завершению операции информация в нем не изменяется).

Схемы управления принимают от шины управления сигналы от устройства управления и преобразуют их в сигналы для управления работой регистров и сумматора АЛУ.

2. УУ (Устройство управления)

УУ (MU, Management Unit):

  • формирует и подает на все устройства ПК в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы);
  • формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие устройства.

Опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.

Принцип работы УУ

УУ является функционально наиболее сложным устройством ПК — оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по шине управления во все блоки машины.

Регистр команд — это запоминающий регистр, в котором хранится код операции (КОП) и адреса операндов, участвующих в операции.

Дешифратор операций — это логический блок, выбирающий в соответствии с поступающим из регистра команд кодом операции (КОП) один из множества имеющихся у него выходов.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) микропрограмм хранит в своих ячейках управляющие сигналы (импульсы), необходимые для выполнения в блоках ПК процедур обработки информации.

Узел формирования адреса — это устройство, вычисляющее полный адрес ячейки памяти (регистра) по реквизитам, поступающим из регистра команд и регистров микропроцессорной памяти.

3. МПП (Микропроцессорная память)

Кэш-память (кэш) — сверхбыстрая память, хранящая содержимое наиболее часто используемых ячеек оперативной памяти, а также части программы, к которым процессор обратится с наибольшей долей вероятности. Процессор в первую очередь пытается найти нужные данные именно в кэш-памяти, а если их там не оказывается, обращается к более медленной оперативной памяти. Кэш-память делится на два или три уровня, которые обозначаются LI, L2 и L3 (чаще всего уровней два).

4. Сопроцессор — элемент процессора, выполняющий действия над числами с плавающей запятой.

Характеристики микропроцессора

Тактовая частота. Для каждой выполняемой процессором команды требуется строго определенное количество единиц времени (тактов). Тактовые импульсы формируются генератором тактовой частоты, установленным на системной плате. Чем чаще они генерируются, тем больше команд процессор выполняет за единицу времени, т. е. тем выше его быстродействие. Тактовая частота обычно выражается в мегагерцах. 1 МГц равен 1 миллиону тактов в секунду. Первые модели процессоров Intel (i8008x) работали с тактовыми частотами, меньшими 5 МГц. Сегодня тактовая частота последних процессоров превышает 3 ГГц (1 ГГц = 1000 МГц). Внутренняя архитектура процессора, как и тактовая частота, также влияет на работу процессора, поэтому два CPU с одинаковой тактовой частотой не обязательно будут тратить одинаковое время на выполнение одной команды. Если, например, микропроцессору Intel 80286 требовалось 20 тактов, чтобы выполнить команду умножения двух чисел, то Intel 80486 или старше мог выполнить это же действие за один такт. Некоторые процессоры способны выполнять более одной команды за 1 такт. Их называют суперскалярными.

Читайте так же:
Замена шлейфа на ноутбуке своими руками

Различают внутреннюю и внешнюю тактовую частоту.

Внешняя тактовая частота — это частота, с которой процессор обменивается данными с оперативной памятью компьютера. Как уже было сказано выше, она формируется генератором тактовых импульсов (кварцевым резонатором).

Внутренняя тактовая частота — это частота, с которой происходит работа внутри процессора. Именно это значение указывается в прайс-листах фирм, продающих процессоры.

Первые процессоры имели одинаковую внутреннюю и внешнюю частоту, но, начиная с процессора i80486, для определения внутренней частоты стал применяться коэффициент умножения. Этот коэффициент определяется подачей напряжения на определенные контакты центрального процессора.

Разрядность процессора определяет количество битов данных, которые он может принять и обработать одновременно. Первые процессоры были 8-разрядные и 16-разрядные. Современные процессоры имеют разрядность 32 или 64 бита.

Объем кэш-памяти. Как уже было сказано, при поиске нужной информации процессор в первую очередь обращается к кэш-па-мяти. Поэтому чем выше ее объем, тем больше вероятность, что необходимые данные будут найдены именно там.

Технологические нормы. Технологические нормы определяют расстояние между соседними транзисторами. Чем меньше расстояние, тем короче каналы транзисторов и тем больше их быстродействие. Кроме того, уменьшение расстояния понижает уровень мощности тепловыделения. В настоящее время все процессоры производятся с технологическими нормами 0,09 микрона, 0,065 микрона и 0,045 микрона (1 микрон = 10

6 метров). Иногда технологические нормы указывают в нанометрах (1 нм = 10

Количество ядер. Большинство современных процессоров выпускаются с несколькими ядрами (обычно их два или четыре). Благодаря наличию нескольких ядер процессор может одновременно обрабатывать несколько потоков программных команд, т. е. решать параллельно несколько задач в режиме реального времени.

Для определения основных характеристик процессора можно воспользоваться специальными сервисными программами. Примером такой программы является CPU-Z (рис. 2.24). Ее можно бесплатно скачать из Интернета.

Микропроцессор персонального компьютера выполняет около 2500

Аппаратные средства компьютера

Начало теста:

  • <
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30

Варианты ответов:

  • г. вывода информации на бумагу
  • в. вывода информации на экран
  • а. ввода информации в компьютер
  • б. передачи информации

Варианты ответов:

  • в. монитора
  • б. внутренней памяти
  • а. материнской платы
  • г. оперативной памяти

Варианты ответов:

  • в. обработка всей информации
  • б. выполнение обмена информацией
  • г. работа с устройствами
  • а. выполнение математических расчетов

Варианты ответов:

  • а. тактовая частота
  • в. ядерность
  • б. разрядность
  • г. разрешение

Варианты ответов:

  • а. в мониторе
  • г. в оперативной памяти
  • б. на материнской плате
  • в. в постоянном запоминающем устройстве

Варианты ответов:

  • б. в процессоре
  • г. в оперативном запоминающем устройстве
  • а. в колонках
  • в. на материнской плате

Варианты ответов:

  • б. на дисководе
  • г. во внешней памяти
  • в. в постоянном запоминающем устройстве
  • а. в оперативной памяти

Варианты ответов:

  • а. оперативное запоминающее устройство
  • г. флэш-карты
  • б. CD-диски
  • в. жесткие диски

Варианты ответов:

  • г. ввода информации в компьютер
  • в. вывода информации на бумагу
  • а. вывода информации на экран
  • б. передачи информации

Варианты ответов:

  • г. ввода информации в компьютер
  • а. вывода информации на экран
  • в. вывода информации на твердый носитель
  • б. передачи информации

Варианты ответов:

  • а. включения ПК
  • в. того, чтобы вставлять процессор
  • г. чтобы подключать другие платы
  • б. размещения и согласования работы устройств ПК

Варианты ответов:

  • г. меньше двоичных разрядов могут передаваться и обрабатываться процессором одновременно
  • а. быстрее обрабатывается информация
  • в. больше двоичных разрядов могут передаваться и обрабатываться процессором одновременно
  • б. медленнее обрабатывается информация

Варианты ответов:

  • б. влияет на способ подключения
  • в. чем больше, тем больше производительность ПК
  • а. не влияет на скорость её работы
  • г. влияет на объем адресуемой памяти

Варианты ответов:

  • б. сетевую карту
  • г. Wi-fi
  • в. тактовый генератор
  • а. модем

Варианты ответов:

  • в. механических ударов
  • а. холода
  • г. повышенного атмосферного давления
  • б. света

Варианты ответов:

  • б. тактовая частота
  • а. винчестер
  • в. оперативная память
  • г. процессор

Варианты ответов:

  • в. оперативную память
  • г. постоянное запоминающее устройство
  • б. процессор
  • а. устройство ввода

Варианты ответов:

  • в. сетевая карта
  • б. звуковая карта
  • г. процессор
  • а. видеокарта

Варианты ответов:

  • г. возможность модернизации
  • в. высокая производительность
  • б. высокая цена
  • а. высокая ремонтопригодность

Варианты ответов:

  • а. размера экрана дисплея
  • б. тактовой частоты процессора
  • г. быстроты нажатия на клавиши
  • в. напряжения питания

Варианты ответов:

  • г. принтер
  • б. колонки
  • в. модем
  • а. клавиатура

Варианты ответов:

  • г. соединение двух ПК между собой
  • а. подключение ПК к локальной сети
  • б. подключение ПК к телефону
  • в. подключение ПК к глобальной сети

Варианты ответов:

  • в. DVD-RW
  • а. СD-ROM
  • б. CD-RW
  • г. CD-R

Варианты ответов:

  • а. долговременной
  • в. постоянной
  • г. оперативной
  • б. полупостоянной

Варианты ответов:

  • б. принтер
  • г. монитор
  • а. клавиатура
  • в. сканер

Варианты ответов:

  • в. сканер
  • б. монитор
  • г. web-камера
  • а. видеокарта

Варианты ответов:

  • г. все вышеперечисленное
  • а. для монтажа основных узлов
  • в. для защиты от электро-магнитных волн
  • б. для защиты от механических повреждений и пыли

Варианты ответов:

  • в. частота
  • б. разрядность
  • г. защита
  • а. мощность

Варианты ответов:

  • б. одна
  • в. две
  • г. три
  • а. множество

Варианты ответов:

  • а. ввода информации в графической форме
  • в. вывода информации из компьютера
  • б. ввода информации в символьной форме
  • г. вывода информации в символьной форме

Идет подсчет результатов

Выберите, что Вас интересует:

Сообщить о нарушение
Ваше сообщение отправлено, мы постараемся разобраться в ближайшее время.
Поделиться тестом:
Попробуйте пройти эти тесты:

Угадайте воинские звания России по погонам

Сколько ты можешь выиграть в «Кто хочет стать миллионером?»

Тест, который осилят лишь настоящие профи в мировой географии

Непростой тест на общие знания: Пройдете его хотя бы на 7/10?

Тест Роршаха расскажет, что сейчас творится у вас в голове

Тест из одного вопроса, ответить на который правильно не может почти никто. Попробуете себя?

Из какой страны вы душой?

Никто не может ответить больше чем на 7 из 10 вопросов в этом тесте на IQ

Читайте так же:
Заедает мышка на ноутбуке

Насколько Ваш мозг пошлый?

Большой тест на интеллект: узнай свой процент знаний

Тест на грамотность: Технарь вы или гуманитарий?

Тест на общие знания: Просвещены ли вы настолько, чтобы пройти его на все 10/10?

Тест на эрудицию, который мы с треском завалили. Что насчет вас?

Только 4% людей способны пройти этот тест с вопросами различной направленности

Насколько хорошо вы знаете географию России?

Если сможете закончить 13 крылатых фраз, то вы настоящий интеллигент

Сможете ли вы набрать 10/10 баллов в нашем тесте на общие знания?

Тест, который покажет, каким животным вы являетесь в душе.

А насколько хорошо натренирован ваш мозг?

Никто не может угадать, какое из этих колец самое дорогое

Комментарии:

Подписывайтесь на наши странички! Обязательно делитесь с друзьями! Впереди много новых интересных тестов! Ежедневные добавления! Страницы: Яндекс Дзен, ВКонтакте, Одноклассники, Facebook

Новые тесты от Капиев Макар

Раздел 9. Технология создания и обработки графической и мультимедийной информации

Раздел 4. Обеспечение информационной безопасности

Операционные системы Вариант 2.

Раздел 3. Операционные системы Вариант 1

Раздел 2. Знакомство с аппаратными средствами ПК

Раздел 1. Охрана труда и техника безопасности

Популярные тесты от Капиев Макар

Раздел 1. Охрана труда и техника безопасности

Операционные системы Вариант 2.

Раздел 4. Обеспечение информационной безопасности

Раздел 9. Технология создания и обработки графической и мультимедийной информации

Раздел 3. Операционные системы Вариант 1

Раздел 2. Знакомство с аппаратными средствами ПК

Популярные тесты

Угадайте воинские звания России по погонам

Сколько ты можешь выиграть в «Кто хочет стать миллионером?»

Тест, который осилят лишь настоящие профи в мировой географии

Непростой тест на общие знания: Пройдете его хотя бы на 7/10?

Тест Роршаха расскажет, что сейчас творится у вас в голове

Тест из одного вопроса, ответить на который правильно не может почти никто. Попробуете себя?

Из какой страны вы душой?

Никто не может ответить больше чем на 7 из 10 вопросов в этом тесте на IQ

Насколько Ваш мозг пошлый?

Большой тест на интеллект: узнай свой процент знаний

Тест на грамотность: Технарь вы или гуманитарий?

Тест на общие знания: Просвещены ли вы настолько, чтобы пройти его на все 10/10?

Тест на эрудицию, который мы с треском завалили. Что насчет вас?

Только 4% людей способны пройти этот тест с вопросами различной направленности

Насколько хорошо вы знаете географию России?

Если сможете закончить 13 крылатых фраз, то вы настоящий интеллигент

Сможете ли вы набрать 10/10 баллов в нашем тесте на общие знания?

Тест, который покажет, каким животным вы являетесь в душе.

А насколько хорошо натренирован ваш мозг?

Никто не может угадать, какое из этих колец самое дорогое

Преимущества

Можете встраивать тесты на Ваш сайт. Тест показывается нашем и других сайтах. Гибкие настройки результатов. Возможность поделиться тестом и результатами. Лавинообразный («вирусный») трафик на тест. Русскоязычная аудитория. Без рекламы!

Создавайте тесты онлайн, всё бесплатно. У нас можно бесплатно: создать тест онлайн для для учеников, друзей, сотрудников, для вашего сайта, с ответами и результатами — Все Бесплатно!

Пользователям

Вам захотелось отдохнуть? Или просто приятно провести время? Выбирайте и проходите онлайн-тесты, делитесь результатом с друзьями. Проверьте, смогут они пройти также как Вы, или может лучше?

Конструктор Тестов ру — это огромное количество интересных и бесплатных тестов на сообразительность, IQ, зрение, знания правил дорожного движения, программирования и многое другое. Если Вам понравилось, обязательно поделитесь со своими друзьями в социальных сетях или просто ссылкой. А еще Вы можете легко создать свой тест и его будут проходить десятки тысяч людей.

Внимание! Наши тесты не претендуют на достоверность – не стоит относиться к ним слишком серьезно!

История развития микропроцессоров

Важнейший элемент любого PC — микропроцессор. Он в большей степени определяет возможности вычислительной системы. Первый микропроцессор i4004 был изготовлен в 1971г и с тех пор фирма Intel прочно удерживает лидирующее положение на сегменте рынка. Наиболее успешен проект разработки i8080. Именно на ней был основан компьютер «Альтаир», для которого Б. Гейтс написал свой первый интерпретатор Basic. Классическая архитектура i8080 оказала огромное влияние на дальнейшее развитие однокристальных микропроцессоров. Настоящим промышленным стандартом для PC стал микропроцессор i8088, который был анонсирован Intel в июне 1979г. В 1981г «голубой гигант» (фирма IBM) выбрала этот процессор для своего PC. Первоначально микропроцессор i8088 работал на частоте 4.77 МГц и имел быстродействие около 0.33 Mops, однако потом были разработаны его клоны, рассчитанные на более высокую тактовую частоту 8 МГц. Микропроцессор i8086 появился ровно на год раньше, в июле 1978г, стал популярен благодаря компьютеру Compaq Dec Pro. Опираясь на архитектуру i8086 и учитывая запросы рынка, в феврале 1982г Intel выпустила i80286. Он появился одновременно с новым компьютером IBM PC AT. Наряду с увеличением производительности имел защищенный режим (использовал более изощренную технику управления памятью). Защищенный режим позволил таким программам, как Windows 3.0 и OS/2 работать с ОЗУ выше 1Мб. Благодаря 16-ти разрядным данным на новой системной шине можно обмениваться с ПУ 2-х байтными сообщениями. Новый микропроцессор позволял в защищенном режиме обращаться к 16Мб ОЗУ. В процессоре i80286 впервые на уровне микросхем были реализованы мультизадачность и управление виртуальной памятью. При тактовой частоте 8 МГц достигалась производительность 1.2 Mips.

Развитие микропроцессоров

ЭВМ получили широкое распространение, начиная с 50-х годов. Прежде это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в государственных учреждениях и крупных фирмах. Размеры и форма цифровых ЭВМ неузнаваемо изменились в результате разработки новых устройств, называемых микропроцессорами.

Микропроцессор (МП) — это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов.

В 1970 году Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ — первый микропроцессор Intel-4004, который уже в 1971 году был выпущен в продажу.

15 ноября 1971 г. можно считать началом новой эры в электронике. В этот день компания приступила к поставкам первого в мире микропроцессора Intel 4004.

Это был настоящий прорыв, ибо МП Intel-4004 размером менее 3 см был производительнее гигантской машины ENIAC. Правда работал он гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации (процессоры больших ЭВМ обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но и стоил первый МП в десятки тысяч раз дешевле.

Кристалл представлял собой 4-разрядный процессор с классической архитектурой ЭВМ гарвардского типа и изготавливался по передовой p-канальной МОП технологии с проектными нормами 10 мкм. Электрическая схема прибора насчитывала 2300 транзисторов. МП работал на тактовой частоте 750 кГц при длительности цикла команд 10,8 мкс. Чип i4004 имел адресный стек (счетчик команд и три регистра стека типа LIFO), блок РОНов (регистры сверхоперативной памяти или регистровый файл — РФ), 4-разрядное параллельное АЛУ, аккумулятор, регистр команд с дешифратором команд и схемой управления, а также схему связи с внешними устройствами. Все эти функциональные узлы объединялись между собой 4-разрядной ШД. Память команд достигала 4 Кбайт (для сравнения: объем ЗУ миниЭВМ в начале 70-х годов редко превышал 16 Кбайт), а РФ ЦП насчитывал 16 4-разрядных регистров, которые можно было использовать и как 8 8-разрядных. Такая организация РОНов сохранена и в последующих МП фирмы Intel. Три регистра стека обеспечивали три уровня вложения подпрограмм. МП i4004 монтировался в пластмассовый или металлокерамический корпус типа DIP (Dual In-line Package) всего с 16 выводами. В систему его команд входило всего 46 инструкций.

Читайте так же:
Лучшие характеристики для ноутбука

Вместе с тем кристалл располагал весьма ограниченными средствами ввода/вывода, а в системе команд отсутствовали операции логической обработки данных (И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), в связи с чем их приходилось реализовывать с помощью специальных подпрограмм. Модуль i4004 не имел возможности останова (команды HALT) и обработки прерываний.

Цикл команды процессора состоял из 8 тактов задающего генератора. Была мультиплексированная ША (шина адреса)/ШД (шина данных), адрес 12-разрядный передавался по 4-разряда.

1 апреля 1972 г. фирма Intel начала поставки первого в отрасли 8-разрядного прибора i8008. Кристалл изготавливался по р-канальной МОП-технологии с проектными нормами 10 мкм и содержал 3500 транзисторов. Процессор работал на частоте 500 кГц при длительности машинного цикла 20 мкс (10 периодов задающего генератора).

В отличие от своих предшественников МП имел архитектуру ЭВМ принстонского типа, а в качестве памяти допускал применение комбинации ПЗУ и ОЗУ.

По сравнению с i4004 число РОН уменьшилось с 16 до 8, причем два регистра использовались для хранения адреса при косвенной адресации памяти (ограничение технологии — блок РОН аналогично кристаллам 4004 и 4040 в МП 8008 был реализован в виде динамической памяти). Почти вдвое сократилась длительность машинного цикла (с 8 до 5 состояний). Для синхронизации работы с медленными устройствами был введен сигнал готовности READY.

Система команд насчитывала 65 инструкций. МП мог адресовать память объемом 16 Кбайт. Его производительность по сравнению с четырехразрядными МП возросла в 2,3 раза. В среднем для сопряжения процессора с памятью и устройствами ввода/вывода требовалось около 20 схем средней степени интеграции.

Возможности р-канальной технологии для создания сложных высокопроизводительных МП были почти исчерпаны, поэтому «направление главного удара» перенесли на n-канальную МОП технологию.

1 апреля 1974 МП Intel 8080 был представлен вниманию всех заинтересованных лиц. Благодаря использованию технологии п-МОП с проектными нормами 6 мкм, на кристалле удалось разместить 6 тыс. транзисторов. Тактовая частота процессора была доведена до 2 Мгц, а длительность цикла команд составила уже 2 мкс. Объем памяти, адресуемой процессором, был увеличен до 64 Кбайт.

За счет использования 40-выводного корпуса удалось разделить ША и ШД, общее число микросхем, требовавшихся для построения системы в минимальной конфигурации, сократилось до 6.

В РФ были введены указатель стека, активно используемый при обработке прерываний, а также два программнонедоступных регистра для внутренних пересылок. Блок РОНов был реализован на микросхемах статической памяти. Исключение аккумулятора из РФ и введение его в состав АЛУ упростило схему управления внутренней шиной.

Новое в архитектуре МП — использование многоуровневой системы прерываний по вектору. Такое техническое решение позволило довести общее число источников прерываний до 256 (до появления БИС контроллеров прерываний схема формирования векторов прерываний требовала применения до 10 дополнительных чипов средней интеграции). В i8080 появился механизм прямого доступа в память (ПДП) (как ранее в универсальных ЭВМ IBM System 360 и др.).

ПДП открыл зеленую улицу для применения в микроЭВМ таких сложных устройств, как накопители на магнитных дисках и лентах дисплеи на ЭЛТ, которые и превратили микроЭВМ в полноценную вычислительную систему.

Традицией компании, начиная с первого кристалла, стал выпуск не отдельного чипа ЦП, а семейства БИС, рассчитанных на совместное использование.

Современные микропроцессоры построены на 32-х битной архитектуре x86 или IA-32 (Intel Architecture 32 bit), но совсем скоро произойдет переход на более совершенную, производительную 64-х битную архитектуру IA-64 (Intel Architecture 64 bit). Фактически переход уже начался, этому свидетельствует массовый выпуск и выход в продажу в 2003 году нового микропроцессора Athlon 64 корпорации AMD (Advanced Micro Devices), этот микропроцессор примечателен тем, что может работать как с 32-х битными приложениями, так и с 64-х битными. Производительность 64-х битных микропроцессоров намного выше.

Микропроцессоры i80386

В октябре 1985 года Intel анонсировал первый 32-разрядный микропроцессор i80386. Первым компьютером, использующий этот микропроцессор, был Compaq Desk Pro 386. Полностью 32-разрядная архитектура в новом микропроцессоре была дополнена расширенным устройством управления памятью, которое помимо блока сегментации было дополнено блоком управления страницами. Этого устройство позволяет легко переставлять сегменты из одного места памяти в другое. На тактовой частоте 16 МГц быстродействие составляло 6 Mips. 32-адресные линии позволяли физически адресовать 4Gb памяти, кроме того, был введен новый режим управления виртуальной памятью V86. В этом режиме могли одновременно могли выполняться несколько задач для i8086.

Микропроцессоры i80486

Появление нового микропроцессора i80486SX можно считать одним из важнейших событий 1991г. Предварительные испытания показали, что i486SX с частотой 20 МГц работал примерно на 40% быстрее i486DX с частотой 33 МГц. Микропроцессор i486SX содержит на кристалле КЭШ память, а математический сопроцессор заблокирован. Если микропроцессор i486DX был ориентирован на применение в сетевых серверах и на рабочих станциях, то i486SX послужил отправной точкой для создания мощных настольных компьютеров. В семействе i486 предусмотрены несколько новых возможностей для построения мультипроцессорных систем: команды поддержки, механизм семафоров памяти. Аппаратно реализовано выявление недостоверности строки Кэш-памяти, обеспечивающее согласованность между несколькими модулями Кэш-памяти.

Процессоры Pentium

В марте 1995 г. Intel объявила о поставке 66,60МГц версии МП, известного ранее как 586. Эти системы полностью совместимы с МП i86, 286, 386, 486. Новая Микросхема содержит около 3,1 млн. транзисторов и имеет 32-х разрядную адресную и 64-х шину данных, что позволяет обмен данными с системной платой со скоростью 528 Мб/с. В отличие от 486, при производстве которого использовалась КМОП технология, при производстве Pentium Intel применила 0.8 микронную Bi-CSOS технологию. Р166 имеет производительность около 112 MIPS. Суперскалярная архитектура содержит 2 пяти ступенчатых блока исполнения, работающих независимо, и обрабатывающих 2 инструкции за 1 такт синхронизации. Pentium имеет 2 разделённых кеша по 8Кб для команд и данных. Одним из наиболее интересных новшеств является небольшая кэш-память, называемая буфером меток переходов, который позволяет динамически предсказывать переходы в исполняемых программах. По скорости оперирования с плавающей точкой Pentium оставил далеко позади всех своих собратьев по классу. Это достигается благодаря реализации оптимизированных алгоритмов, а также спец. аппаратных блоков сложения, умножения и деления с 8-и ступенчатой конвейеризацией, что позволяет выполнять операции с плавающей точкой за 1 такт. В настоящее время выпускаются версии Pentium с внутренним умножением частоты в 1.5/2 раза (75/50, 90/60, 100/66, 120/60, 133/66). Для снижения рассеиваемой мощности с 13 до 4 Вт напряжение питания снижено до 3,3В. Три режима потребления рассчитаны на максимальный ток в 1A, 50мА, 100мкА. Кол-во выводов возросло до 296. Для производства кристалла стала использоваться 0.6 микронная Bi-CMOS технология. Кол-во транзисторов возросло до 3.3 млн.

Читайте так же:
Зарядное устройство для аккумулятора фотоаппарата canon

1 ноября 1995 года Intel объявила о начале коммерческих поставок МП нового поколения P6, в основе которого лежит комбинация технологии многократного предела ветвления, анализ потоков данных и эмуляция выполняемых инструкций. В корпусе Микросхема размещаются 2 кристалла: 256/512Кб кэш-память 2-го уровня и сам МП. На кристалле процессора располагается 16Кб кеш 1-го уровня. В семейство Р6 входит МП с тактовыми частотами 200, 166, 150 МГц. Производительность Р6 — 200 по тесту производительности соответствует 366, т.e. этот МП превосходит свой аналог в RISC. Число транзисторов МП 5,5 млн. а кеш памяти 31 млн. При напряжении питания около 3В МП вместе с кеш памятью рассеивает 14Вт. Изделие выполнено в квадратном корпусе с 387 выводами. Архитектура Р6 позволяет объединять между собой множество МП создавая таким образом непревзойденную масштабируемость. Специально для Р6 Intel разработал 2 набора Микросхема для шины PCI. Развитие линии Р6 пойдет в направлении увеличения тактовой частоты и снижения размеров технических норм, а также увеличения емкость кэша 1-го уровня до 32Кб, кроме того предполагается совершенствование архитектуры с учетом технологии мультимедиа, в частности цифровой обработки видео. Совершенно новый и необычный МП Р7, совместно разработанный Intel и HP, появился в 1997 году. Он поддерживает длинные инструкции и имеет производительность 1млд. MIPS.

Производительность процессоров

До недавнего времени основной мерой производительности МП являлась их тактовая частота, однако по мере усложнения архитектуры (RISC-ядро, встроенный кеш, технология внутреннего умножения частоты) данный параметр работы МП хотя и остался одним из важнейших, но уже не был определяющим. В 1992 году Intel предложила индекс для оценки производительности своих МП iCOMP. Индекс представляет собой число, которое выражает производительность МП семейства i86. Производительность 486SX-25 принимается за 100. При вычислении индекса учитываются операции со следующими «взвешенными» компонентами: 16-разрядные целые 57%, 16-р вещественные 13%, 32-р целые 25%, 32-р вещественные 5%.

История компьютера кратко

История компьютера

На протяжении всей истории существования человека он то и дело пытался совершенствовать мир вокруг, чтобы улучшить свою жизнь сделать ее проще и комфортнее. История создания компьютера – это прежде всего стремление человека изобрести устройство для решения задач, непосильных для человеческого разума. И как показывает практика, задача эта исполнена на «ура».

Если вы думаете, что компьютер появился несколько десятилетий назад, то глубоко заблуждаетесь, ведь его история насчитывает несколько столетий. Конечно же, первые предки современного ПК были очень примитивными и даже язык не поворачивается назвать их «компьютерами», но не пройдя всех этих этапов становления он, возможно, не стал таким чудом техники.

Итак, первым созданным компьютером в истории человечества считается машина для подсчетов Блеза Паскаля, возникшая в 1642 году. Это был первый примитивный калькулятор, который помогал изобретателю слагать и вычитать. Изобретение Паскаля считается нулевым этапом в разработке компьютеров и для своего времени это было прогрессивное устройство, ведь ранее никаких попыток механизировать вычисления не было.

Придуманный Паскалем «компьютер» назвали «Паскалина» и представлял он собой ящик с многочисленными шестернями. С помощью колесиков прибор позволял вводить числа от 0 до 9, а в верхней части корпуса, после ввода исходных данных, показывался результат.

Появление первого компьютера

Аппарат Паскаля – первый компьютер

История создания и развития компьютеров

Нулевой этап в разработке компьютера продлился достаточно длительное время, ведь история развития компьютеров была скачкообразной. Изобретение Паскаля получило свое совершенствование в 1671 году. Немецкий математик Густав Лейбниц изобрел на основе зубчатого колеса арифмометр, который «умел» выполнять не два, а четыре действия. После этого скачка в развитии компьютера наступило полуторавековое затишье, предшествующее грандиозному прорыву в развитии.

Первое поколение ЭВМ: ламповые компьютеры

Эпоху достаточно примитивных компьютеров прерывают первые ЭВМ, создание которых началось с 30-х годов на основе электронных ламп и реле. Это были громоздкие, неудобные в использовании, но прогрессивные для своего времени, компьютеры. Цена такого изобретения кусалась, поэтому позволить себе приобрести такую «штуку» могли только крупные корпорации и правительства некоторых стран.

  • Большой электронный механизм требовал много электроэнергии и выделял много тепла.
  • Программное обеспечение в компьютере практически отсутствовало.
  • Количество команд, которые выполнял такой компьютер, было небольшим.
  • Выполнение действий было медленным, крайне мало было оперативной памяти.

История создания компьютера и ламповые устройства

Один из первых ламповых компьютеров – ENIAC

Появление транзисторов и второе поколение ЭВМ

  • Габариты такого компьютера значительно уменьшились.
  • Увеличилась производительность – от сотен тысяч до 1 млн. операций в секунду.
  • Память компьютера составляла несколько десятков тысяч слов, оперативка достигала до 32 Кбайт.
  • Благодаря транзисторному компьютеру начинается развитие языков программирования высокого уровня.

Третье поколение ЭВМ: первые стандарты

  • Компьютер значительно уменьшился в размере – его можно было с легкостью поставить на стол.
  • Производительность увеличена до миллионов операций в секунду.
  • За счет создания микросхем гораздо упростилась не только эксплуатация компьютера, но и его ремонт.
  • Машины третьего поколения были программно-совместимыми между собой, так как имели общую архитектуру.
  • Компьютер мог выполнять несколько задач одновременно.
  • В качестве внешних запоминающих устройств используются магнитные диски, которые работают гораздо быстрее своих предшественниц — магнитных лент.

История развития компьютера и третье поколение

Компьютер класса «мейнфрейм» – IBM System/360

Четвертое поколение ЭВМ: микропроцессоры

В 70-е годы компьютер, наконец, стал персональным и доступным – начался период, который история создания компьютера кратко обозначает как «четвертое поколение ЭВМ». Возникновение этой ступени развития компьютера стало возможным благодаря созданию компанией Intel первого микропроцессора. Вычислительная техника получила большое преимущество и начала быстро апгрейдиться – с каждым годом компьютеры становились все мощнее и компактнее.

История появления компьютера нового поколения началась с того, что японская компания Busicom заказала у американской корпорации Intel 12 микросхем для калькуляторов. Устройства были разных моделей и для каждого требовалась своя микросхема, но заморачиваться над маленьким заказом с созданием разных микросхем специалисты Intel не стали. Они просто сделали универсальный микропроцессор, который подошел бы в любое из устройств. Это стало толчком к тому, чтобы в 1972 году был создан более сложный 8-разрядный микропроцессор, который был использован уже в компьютерах.

Первые персональные компьютеры

Во второй половине 70-х годов развитие компьютеров достигло того момента, когда создание компьютера, доступного каждому, перестало быть проблемой. Но разработали его вовсе не крупные корпорации и мировые гиганты в производстве техники, а два студента — Стивен Джобс и Стив Возняк. Работали энтузиасты в гараже, создав там «Клуб самодельных компьютеров», который позже превратится в корпорацию «Apple Computer».

Читайте так же:
Многофункциональное устройство принтер сканер копир факс

Это был первый компьютер, нацеленный на простых покупателей, а не на программистов – ПК не надо было собирать самому, он продавался в полностью готовом к использованию виде. Идея персонального компьютера была настолько успешной, а товар востребованным, что ее с успехом подхватили и другие производители.

alt=»История возникновения компьютера и готовая техника» width=»640″ height=»425″ />Один из первых серийных компьютеров – Apple II

Пятое поколение ЭВМ: попытка создания искусственного интеллекта

Некоторые эксперты выделяют всего четыре поколения развития компьютеров, предпочитая считать, что последний этап продолжается и до наших дней. На самом же деле, с середины 80-х возникает пятое поколение компьютеров, которое мы можем наблюдать воочию. Перед современными разработчиками стоит чрезвычайно непростая задача – создать интеллектуальный компьютер. Внедрение в вычислительную технику искусственного интеллекта продолжается и уже в этом направлении есть хорошие достижения.

Тем не менее пока далеко до создания по-настоящему интеллектуального компьютера, который мог бы не только автоматизировано решать задачи, но и самостоятельно манипулировать полученными данными и развить способность обучаться благодаря нейросетям.

Персональные компьютеры сегодня

  • Ученые Массачусетского технологического института работают над тем, чтобы устранить из персональных компьютеров провода. Это приспособление для передачи информации устарело и требует апгрейда — отличной заменой традиционным проводам станут импульсы германиевых лазеров, которые уже внедряют в компьютер.
  • Интересным направлением развития современного ПК можно считать внедрение в него различных умных гаджетов. Умные часы, сенсоры сердцебиения, датчики осанки – все это мы видели вне персонального компьютера, теперь же ведутся работы по внедрению в него этих полезных для здоровья находок.
  • В компьютер планируется внедрить новую технологию хранения данных – мемристорную память. Благодаря уникальным чипам из диоксида титана и платины компьютер сможет обрабатывать данные в 1 000 раз быстрее, совершать миллионы циклов перезаписи и моментально обрабатывать сведенья.
  • Для современных компьютеров длительное хранение энергии также является проблемой, поэтому ведутся активные разработки в направлении инновационных батарей для компьютера, которые позволят заряжать и разряжать аккумулятор много тысяч раз.
  • Последние разработки компьютеров и вовсе кажутся пугающими – нам предлагают совместить электронно-вычислительную машину с человеческим мозгом! Такая киборгизация компьютера предполагает присоединение своеобразной полимерной сетки с электродами к специальным имплантам-нейронам в мозге человека. Предполагается большой арсенал функций компьютера: от лечения болезни Альцгеймера и Паркинсона до управления сложными конструкциями силой мысли.

Тарас С. Частный инвестор, предприниматель, блогер. Инвестирую с 2008 года. Зарабатываю в интернете на высокодоходных проектах, криптовалютах, IPO, акциях и других активах. Со-владелец нескольких ресторанов и сети магазинов электронной техники. Консультирую партнеров, делюсь опытом.

Присоединяйся в Telegram-канал блога со свежими новостями. Чат с консультантом в Телеграм.

Тест с ответами: “Процессоры”

4. Разрядность процессора:
а) определяет размер обработки данных за один такт, которыми процессор обменивается с оперативной памятью +
б) определяет размер обработки данных за два такта, которыми процессор обменивается с оперативной памятью
в) определяет размер обработки данных за три такта, которыми процессор обменивается с оперативной памятью

5. Функции процессора состоят в:
а) подключении ЭВМ к электронной сети
б) выводе данных на печать
в) обработке данных, вводимых в ЭВМ +

6. Микропроцессор-это:
а) устройство для хранения той информации, которая часто используется в работе
б) интегральная микросхема, которая выполняет поступающие на её вход команды (например, вычисление) и управляет работой машины +
в) устройство для вывода алфавитно-цифровых данных

7. Основные принципы функционирования ЭВМ сформулировал:
а) Паскаль
б) Беббидж
в) Джон Фон Нейман +

8. Единицей измерения тактовой частоты является:
а) Мгц +
б) Секунда
в) Мбайт

9. С увеличением тактовой частоты микропроцессора:
а) быстродействие компьютера не изменяется
б) быстродействие понижается
в) повышается его быстродействие +

10. В состав логической схемы компьютера не входит:
а) устройство управления
б) системная шина данных +
в) адресуемая память

11. Центральный процессор выполняет функции:
а) арифметические операции +
б) осуществляет передачу данных устройствам компьютера
в) хранит активные программы и данные

12. Центральный процессор выполняет функции:
а) хранит активные программы и данные
б) логические операции +
в) осуществляет физическое управление устройствами

13. Одной из основных характеристик процессора является:
а) модель +
б) скорость обращения к внешним устройствам
в) скорость обращения к внутренним устройствам

14. Одной из основных характеристик процессора является:
а) разрядность адресной шины
б) объем оперативной памяти
в) тактовая частота +

15. Одной из основных характеристик процессора является:
а) разрядность +
б) объем оперативной памяти
в) разрядность адресной шины

16. Тактовая частота определяет:
а) количество одновременно передаваемых данных
б) быстродействие процессора +
в) размер обрабатываемых данных

17. Тактовая частота:
а) обмен информацией между процессором и внутренней памятью
б) диапазон адресов, к которым может обратиться процессор, используя адресный код
в) количество элементарных операций выполняемых компьютером за одну секунду +

18. Разрядность адресной шины определяет:
а) количество и скорость одновременно передаваемых данных
б) объем адресуемой оперативной памяти и быстродействие процессора +
в) быстродействие процессора

19. Дж. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в:
а) 1976 году
б) 1956 году
в) 1946 году +

20. Конвейерная архитектура была введена в центральный процессор с целью повышения:
а) температуры
б) быстродействия +
в) оперативной памяти

21. Конвейер микропроцессора с архитектурой MIPS-I содержит … стадии:
а) четыре +
б) три
в) пять

22. Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе:
а) двухъядерный процессор
б) многоядерный процессор +
в) моноядерный процессор

23. Использование дополнительной быстродействующей памяти для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти:
а) запас
б) архив
в) кэширование +

24. Для цифровой обработки сигналов, особенно при ограниченном времени обработки, применяют специализированные высокопроизводительные … микропроцессоры:
а) указательные
б) сигнальные +
в) видимые

25. С технологией изготовления процессора тесно связана(о):
а) память
б) мощность
в) его энергопотребление +

26. Для теплоотвода от микропроцессоров применяются:
а) активные вентиляторы
б) пассивные радиаторы +
в) специальные воздухоприемники

27. Для теплоотвода от микропроцессоров применяются:
а) активные кулеры +
б) пассивные вентиляторы
в) технологические отверстия

28. Для измерения температуры микропроцессора, обычно внутри микропроцессора, в области центра крышки микропроцессора устанавливается:
а) градусник
б) термометр
в) датчик +

29. Каждый микропроцессор имеет определенное число элементов:
а) памяти +
б) строения
в) архива

30. Устройство управления вырабатывает необходимые управляющие сигналы для внутренней работы микропроцессора и связи его с другой аппаратурой через:
а) внутренние шины
б) внешние шины +
в) внешнюю память

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector