Микропроцессор

Вычислительная техника прошла в своем развитии 4 стадии, что можно проиллюстрировать на примере типов используемых на компьютерах электронных элементов:

компьютеры 1 поколения строились на электронных лампах;

компьютеры 2 поколения изготавливались с использованием транзисторов;

компьютеры 3 поколения использовали интегральные микросхемы (интегральная схема - это специальный кристалл кремния или германия, на котором сформированы участки со свойствами полупроводниковых электронных элементов (транзисторов, диодов, конденсаторов и т.п.; использование интегральных схем позволило существенно снизить размеры компьютеров, их стоимость и энергопотребление, увеличить быстродействие и объем памяти);

компьютеры 4 поколения - используют микропроцессор.

Микропроцессор - это интегральная микросхема, на которой целиком помещается процессор. Процессором называется центральное устройство компьютера, координирующее работу внешних устройств, выполняющее арифметические и логические операции, заданные программой, и управляющее вычислительным процессом. Первый промышленный образец микропроцессора- Intel 4004 - был выпущен американской фирмой Intel в 1971 году.

Основными частями микропроцессора являются арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления (УУ). АЛУ выполняет под руководством УУ арифметические и логические преобразования над поступающими в процессор данными. Устройство управления автоматически управляет вычислениями по программе, состоящей из отдельных команд, записанных в определенной последовательности. Каждая команда программы предписывает процессору определенные действия.

Команды, закодированные в цифровом виде, хранятся в оперативной памяти наравне с данными. Для процессора оперативная память- это тысячи 8-разрядных ячеек, каждая из которых имеет свой номер, который называется адресом.

Команды программы поочередно выбираются из оперативной памяти и поступают в устройство управления, которое расшифровывает команду и сообщает арифметико-логическому устройству, из каких ячеек оперативной памяти взять данные, какие операции над ними выполнить и в какую ячейку памяти поместить результат вычисления.

Быстродействие ПК зависит от микропроцессора. Скорость работы микропроцессора в свою очередь зависит от его разрядности и от тактовой частоты.

Тактовая частота - это частота периодического электрического сигнала, вырабатываемого специальной микросхемой, называемой генератором тактовых импульсов (тактовым генератором). Указанный периодический сигнал используется для синхронизации работы всех устройств компьютера подобно тому, как многочисленные зубчатые колеса в механических часах работают синхронно колебаниям маятника. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (миллионах тактов в секунду).

Информация внутри компьютера передается не сплошным потоком, а порциями - машинными словами. Машинным словом называется передаваемая за один такт работы компьютера группа двоичных кодов (группа логических единиц и нулей, которыми зашифровано какое-либо число или другой вид информации).

Разрядность микропроцессора- это длина используемых им машинных слов.

В таблице 2 приводятся некоторые сведения о микропроцессорах фирмы INTEL, лидирующей в области разработки и производства микросхем для персональных компьютеров.

Таблица 1. Некоторые характеристики микропроцессоров