Общая характеристика

Микропроцессор выполняет следующие функции:

• чтение и дешифрацию команд из основной памяти;

• чтение данных из ОП и регистров адаптеров внешних устройств;

• прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;

• обработку данных и их запись в ОП и регистры адаптеров ВУ;

• выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК.

МП конструктивно состоит из ячеек, называемых регистрами. В регистрах могут находиться, как данные, так и команды.

Совокупность всех возможных команд, которые может выполнять процессор над данными, образует систему команд процессора. Различают 3 типа процессоров:

· с расширенной системой команд (CISC – процессоры);

· с сокращенной системой команд (RISC – процессоры) ;

· с минимальным набором команд (MISC – процессоры). Процессоры MISC обладают высоким быстродействием (в настоящее время эти модели находятся в стадии разработки).

CISC – процессоры (Complex Instruction Set Computing ) имеют широкий набор системных команд, сложную архитектуру и высокую среднюю продолжительность исполнения одной команды. Они используются в универсальных вычислительных системах.

RISC – процессоры (Reduced Instruction Set Computing) имеют меньшее количество команд, каждая из которых выполняется намного быстрее.

Современные RISC МП (80860, 80960, 80870, Power PC) являются 64-разрядными при быстродействии до 150 млн. оп./с. Микропроцессоры Power PC (Performance Optimized With Enhanced RISC PC) весьма перспективны и уже сейчас широко применяются в машинах-серверах и в ПК типа Macintosh.

Микропроцессоры типа RISC имеют очень высокое быстродействие, но программно не совместимы с CISC-процессорами: при выполнении программ, разработанных для ПК типа IBM PC, они могут лишь эмулировать (моделировать, имитировать) МП типа CISC на программном уровне, что приводит к резкому уменьшению их эффективной производительности.

Микропроцессоры типа RISC используются в основном в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций.

Кроме того, в последнее время компания AMD изготавливает МП AMD-K6, который имеет гибридную архитектуру.

Основные параметры процессора:

· Рабочее напряжение обеспечивается материнской платой. По мере развития процессоров происходит понижение рабочего напряжения (от 5 В в ранних моделях до 2,2 В и ниже. Снижение напряжения ведет к уменьшению расстояния между элементами в кристалле процессора без опасения электрического пробоя, как слествие уменьшение размеров платы.

· Разрядность процессорапоказывает, сколько бит данных он может принять и обработать за один такт. Первые процессоры Intel были 16-разрядными, затем 32-разрядные. В настоящее время осуществляется переход к 64-разрядной архитектуре (AMD Athlon, Intel Core).

· Рабочая тактовая частота– число тактов процессора в секунду. Для первых процессоров Intel она составляла 4770 тыс. тактов в сек.(4,77 МГц), в современных компьютерах – более 6 млд. тактов в секунду (6ГГц).

· Размер кэш-памяти. Кэш-память (ее называют «сверхоперативной памятью)- это буферная область внутри процессора. Обмен данными с кэш-памятью происходит в несколько раз быстрее, чем с оперативной памятью. В современных компьютерах кэш-память обычно реализуется по двухуровневой схеме. При этом первичный кэш (уровень 1) встроен непосредственно внутрь процессора, а вторичный (уровень 2) устанавливается на системной плате.