Микропроцессор — главный компонент любой системной платы. Его можно считать «мозгом» компьютерной системы, поскольку он считывает, интерпретирует и выполняет программные инструкции, а также реализует арифметические и логические операции.
Первые компьютеры PC и РС-ХТ строились на основе 8/16-разрядного микропроцессора 8088, разработанного компанией Intel. В этом микропроцессоре использовалась 16-разрядная внутренняя структура, 8-разрядная шина данных и 20-разрядная адресная шина. 20-разрядная адресная шина определила размер карты памяти компьютеров PC равным 1 Мб. В системе IBM PC-AT использовался 16-раздядный микропроцессор 80286. Он остался совместимым с микропроцессором 8088, который применялся в первых системах PC и XT, но при этом обеспечивал большую вычислительную мощность и быстродействие. Процессор 80286 мог работать с тем же программным обеспечением, что и процессор 8088, но функционировал значительно быстрее.
Однако, процессор 80286 был не просто более быстрой модификацией процессора 8088. В отличие от последнего, процессор 80286 был предназначен для поддержки многопользовательских и многозадачных операций. При выполнении этих типов операций компьютер работал так, будто он одновременно выполнял несколько задач или обслуживал нескольких пользователей. Конечно, в действительности процессор не может выполнять более одного действия в один и тот же момент времени. Иллюзия одновременного выполнения операций создается путем сохранения параметров задачи, выхода из задачи, загрузки параметров состояния другой задачи и начала работы над ней.
Внутренний набор регистров процессора 80286 был идентичен набору регистров процессора 8088. Однако в этом процессоре использовался расширенный набор инструкций и 24-разрядная адресная шина. Адресная шина позволила непосредственно адресовать физическую память объемом до 16 Мб, а расширенный набор инструкций обеспечил возможность работы в двух совершенно различных режимах адресации: реальном режиме и виртуальном защищенном режиме.
При работе в реальном режиме микропроцессор эмулирует микропроцессор 8088/ 86 и может непосредственно адресовать только первый мегабайт адресов ОЗУ сегментами по 64 Кб. Он может также одновременно выполнять только одну задачу. В этом режиме микропроцессор формирует адреса только на своих 20 первых адресных контактах.
Если в этом режиме программа обращается к адресу процессора 80286, который превышает OFFFFFh, адрес просто сбрасывается к значению, начинающемуся с 000000h, а четыре старших разряда адреса не активизируются. При начальной загрузке и при сбросе микропроцессоры Intel начинают работать в этом режиме по умолчанию.
В защищенном режиме верхние адресные разряды микропроцессора активизируются, и он может обращаться к адресам физической памяти, выходящим за пределы лимита в 1 Мб (до 16 Мб в процессоре 80286). Если в защищенном режиме программа увеличивает адреса микропроцессора свыше OFFFFFh, адрес увеличивается до lOOOOOh. В защищенном режиме возможно также выполнение операций с виртуальной памятью. (Виртуальная память — это ОЗУ, которое физически не существует.) При выполнении этих операций система работает с определенной областью на диске так, словно она является расширением оперативной памяти. Она использует эту выделенную область для перемещения по мере необходимости данных из ОЗУ на диск (и обратно). Этот метод позволяет системе имитировать большие области ОЗУ.
С момента появления первоначальной конструкции AT компания Intel представила на рынок ПК несколько различных микропроцессоров. Это такие устройства как 80386DX и SX, 80486DX и SX, Pentium (80586), Pentium Pro (80686) и Pentium II. Компания Intel использовала обозначение SX для определения версий существующих микропроцессоров, выполняющих уменьшенный набор функций. (Т.е., процессор 80486SX был версией процессора 80486DX, в которой некоторые функции были изъяты.) Обычно устройства SX создавались с целью поставки на рынок более дешевых вариантов, что обеспечивало конкурентоспособность продукции компании Intel по сравнению с аналогичными устройствами других компаний.
Другие компании-изготовители ИС выпускают процессоры, которые работают аналогично процессорам Intel и называются клонами. В ответ на использование компаниями-изготовителями клонов микропроцессоров номенклатуры 80x86 после выпуска процессора 80486 компания Intel приняла название Pentium, тем самым обеспечив защиту авторских прав.
Все упомянутые микропроцессоры обладают обратной совместимостью с процессором 8088 — т.е. программы, которые были написаны специально для процессора 8088, могут выполняться любым другим процессором.
