Hvilke funktioner har en mikroprocessor?

Mikroprocessorer er det første succesrige forsøg på en "kunstig hjerne." Mikroprocessorens vigtigste funktion er at instruere eller udøve digital kontrol over andre enheder.

Faktisk er mikroprocessoren dybest set hjernen i en lang række elektroniske apparater, fra de enkleste som f.eks. Somre, håndur, mobiltelefoner, legetøj; endda biler, specialiseret automatiseret udstyr og store maskiner.

Den første mikroprocessor eller multifunktionschip blev lanceret af Intel i 1971, kaldet Intel 4004. Den fungerede på 4 bit data ad gangen med en urhastighed eller frekvens på 108 kilo Hertz (kHz).

Dagens mikroprocessorer fungerer med tusinder og millioner af gange så hurtigt, i henhold til deres anvendelse præsenteres de i forskellige former, størrelser og niveauer af sofistikering.

Et essay, der er offentliggjort i UKessays.com, henviser til mikroprocessorens rolle i edb-dateringen af ​​det tyvende århundrede og katalogiserer det som et "værktøj til at skabe visdom" i dette 21. Århundrede.

Lad os analysere hovedfunktionerne i en mikroprocessor og gennemgå dens definition, udvikling og betydning.

Husk at læse: Grundlæggende elementer om mikroprocessorer

Hvad er en mikroprocessor?

En mikroprocessor eller simpelthen processor er en behandlingsenhed for en eller flere integrerede kredsløb (IC), der har behandlingsenhedsfunktioner.

Vi kan betragte mikroprocessoren som et integreret, digitalt og multifunktionelt kredsløb, der modtager binære data som input, behandler det i henhold til gemte instruktioner og tilbyder data som output.

Techwalla.com definerer mikroprocessor som et integreret elektrisk kredsløb, der er i stand til at udføre instruktioner til en software eller applikation. Som et integreret kredsløb modtager det instruktioner fra et program, behandler eller fortolker disse instruktioner og udfører et sæt handlinger som output.

Kort sagt, en mikroprocessor eller en flerbrukschip er et programmerbart integreret kredsløb, der gemmer instruktioner i dens hukommelse, udfører disse instruktioner i digitale dataprocesser og udøver kontrol over andre terminaler såsom resten af ​​komponenterne i en computer og dens input- og outputenheder.

Mikroprocessoren er programmeret til at give og modtage instruktioner fra andre komponenter i enheden, der fungerer som en kunstig hjerne. Ikke overraskende kaldes det i almindelige vendinger computerens "hjerne".

Husk at læse: Fordele og ulemper ved mikroprocessorer

Mikroprocessorfunktioner

Mikroprocessorerne arbejder baseret på digital logik. De tre komponenter, der udgør de vigtigste egenskaber ved mikroprocessoren, er en række digitale instruktioner, en bestemt båndbredde målt i ordbredde eller " ordstørrelse " og hastigheden eller "urfrekvensen", der måler antallet af instruktioner, som en mikroprocessor kan køre

Mikroprocessoren modtager en række instruktioner om digital maskine. Den logiske aritmetiske enhed (ALU) på processoren udfører en række beregninger baseret på de instruktioner, den modtog.

Derudover flytter enheden information fra en hukommelse til en anden og har evnen til at overføre fra et sæt instruktioner til et andet. Effektiviteten, som det arbejder med, afhænger af de nævnte egenskaber; lad os værdsætte lidt mere detaljeret.

Hvad er en bredde på en processor?

Processorerne kan vælges baseret på ordets bredde eller " ordstørrelse ", vi kan se det som et mål for dets beregningsmæssige kompleksitet.

Husk, at et ord eller et ord i forbindelse med computing er en endelig sekvens af bit, langt de fleste moderne mikroprocessorer har ordbredder på 16 til 64 bit.

Årsagen til, at det er repræsenteret i multipla på otte, er fordi en byte indeholder 8 kontinuerlige bit, så ordet er et sæt på 16 bit grupperet i 2 byte af høj og lav orden ( High Order Byte og Low Order Byte ).

Et ord i dobbeltgruppe er et 32-bit ord, så større ordstørrelser gør det muligt for processoren at udføre flere beregninger for hver "urcyklus."

Jo bredere ordet er, jo større er mikroprocessorens effektivitet ved modtagelse, beregning og returnering af data.

For ti år siden var 64-bit bredden forbeholdt servere og mainframes eller centrale computere. I dag er 64-bit-systemer tilgængelige på enhver computer.

Hvad er urfrekvensen i en processor?

Urfrekvensen eller frekvensen for en mikroprocessor er frekvensen, ved hvilken transistorer, der integrerer den, skifter åbning og lukning af de aktuelle passager. Det måles i Hertz og repræsenterer cyklusserne eller antallet af svingninger pr. Sekund.

Den første berømte og kommercielt tilgængelige mikroprocessor er Intel 4004 fra 1971, den havde en frekvens mellem 108 KHz til et maksimum på 740 KHz, dette er 108.000 til 740.000 gange i sekundet.

Intel Core i7-7920HQ, der blev lanceret i 2017, fungerer for eksempel ved 4, 1 GHz eller 4.100.000.000 cyklusser pr. Sekund.

Urfrekvensen bør ikke knyttes til antallet af operationer, som en mikroprocessor kan udføre pr. Sekund. Da en instruktion eller operation kan involvere en endelig mængde logiske operationer, der fører til et større antal afbrydere, som transistorer skal udføre.

Urfrekvensen som et mål for processorens ydeevne er kommet i tvivl i de senere år, fordi selv om frekvensen har været opretholdt i mere end et årti mellem 1, 5 og 4, 3 GHz er det nyeste fremstillede udstyr de har højere udbytter end de første, der opnåede denne rækkevidde.

Svaret kan være i praksis med at inkorporere flere " kerner " eller kerner i den samme kapsel, (Dual-Core eller Muti-Core) en parallel arkitektur, der forbedrer effektiviteten.

Det er dog stadig et faktum, at jo højere urfrekvens, desto større er udstyrets ydelse.

Processorhukommelse

Mikroprocessoren fungerer gennem to minder. Skrivebeskyttet hukommelse, eller ROM, er et program med en række faste instruktioner og er programmeret af en række faste byte.

Den anden er RAM, eller hukommelse med tilfældig adgang (akronym på engelsk). Antallet af bytes i denne hukommelse er variabelt, og de har en kort varighed. Hvis strømmen slukkes, renses RAM.

ROM'en har et lille internt program kaldet BIOS (akronym for Basic Input Output System). BIOS tester maskinens hardware, når det starter. Så kig efter et andet program i ROM kaldet opstart sektor.

Opstartssektoren udfører en række instruktioner, der hjælper med at bruge computeren effektivt.

Husk at læse: Typer og hastigheder på processorer

En smule mikroprocessorhistorie

I de foregående og første år af de 70 komponenter, der integrerede mikroprocessoren fungerede separat, var det obligatorisk at have tre chips til at konfigurere en central behandlingsenhed:

Den ene den aritmetiske logiske enhed eller ALU ( Aritmetisk logisk enhed ) en anden adskiller kontrolenheden (CU- kontrolenheden ) og ved siden af ​​dem registerbankens hukommelse ( Register Bank ).

Tre virksomheder arbejdede med udfordringen med at konsolidere de tre komponenter i et enkelt elektronisk kredsløb: Intel, Texas Instruments og Garrett Air Research . Dog blev løbet vundet af Intel, der i 1971 introducerede Intel 4004 mikroprocessoren .

I konvention accepteres Intel 4004 normalt som den første. Produktet blev frigivet af virksomheden i november 1971. Det indeholdt 2.600 transistorer, der maksimalt gav 740 KHz. Med en ordstørrelse på kun 4 bit.

De første mikroprocessorer

De processorer, der blev lanceret mellem 1971 og 1972, præsenterede disse egenskaber og blev betragtet som den første generation af mikroprocessorer .

I 1972 vises 8-bit teknologi med Intel 8008 og i 1973 i Intel 8080.

1978 markerer indgangen til mikroprocessorerne med 16-bit ordstørrelse, hvor Intel 8086 og 8088 indeholdt ca. 29.000 transistorer.

Intel 80286 vises i 1982, med den taler vi om en urhastighed på 16 Mega Hertz, med omkring 130.000 transistorer stadig ved 16 bit. Det siges, at omkring 15 millioner blev solgt til computere over hele verden.

Intel 80386 vises som den første 32-bit processor i 1985. Der var allerede tale om 285.000 transistorer.

Intel Pentium vises i 1993 og var den første processor med 64 bit ordstørrelse, 3, 1 millioner transistorer i sin sammensætning, nåede 300 MHz frekvens. Ophørte mod 1999.

Moderne processorer

Springet til Giga Hertz-urfrekvensen sker med Pentium III i 1999 med 9, 1 millioner transistorer.

Inter Core Duo blev frigivet i 2006 med nyheden af ​​2 udførelseskerner for større effektivitet. Det nåede 2, 5 GHz med 151 millioner transistorer inde. Det afbrydes to år senere.

Intel Core i7-familien kommer ud i 2008 med fire x86-64 bit arkitekturkerner. Nogle af dens medlemmer er stadig i kraft i dag såsom Intel Core i7-7920HQ, en moderne processor, der når 4, 1 GHz urhastighed .

Stop ikke med at læse: Forklaring på processorhastigheder

Mikroprocessorfunktioner

Mikroprocessorens vigtigste funktion er at modtage data og udføre instruktioner.

Computerbrugere bruger musen og musen som grundlæggende inputenheder, opmærksomme på det eller ej, vi indtaster data eller instruktioner.

Processoren modtager disse instruktioner, skifter logiske handlinger og udfører ordrer til andre enheder såsom output, opbevaring og producerer også behandlede data til brugeren.

Ifølge Engadget.com letter mikroprocessoren til en computer udviklingen af ​​tusinder af beregninger med det samme og er en af ​​grundene til, at computere altid vil gå et skridt ud over menneskelig rækkevidde.

Mikroprocessoren modtager hovedhukommelsesinstruktionen fra den første kilde, afkoder den og bestemmer typen af ​​handling, der skal udføres. Til gengæld overvåger den input- og outputenhederne under udførelsen.

Computere er ikke kun informationsprocessorer. Mikroprocessorer er i stand til at udføre instruktioner i informations-, lyd- og videoformater.

En moderne mikroprocessor understøtter en række multimedieeffekter. En 32-bit processor er vigtig for at understøtte multimediesoftware.

Med fordelen ved Internettet udviklede mikroprocessorer sig til at understøtte virtuel og fysisk hukommelse. Førstnævnte arbejdede som digitale signalprocessorer (DSP) til at håndtere afspilningsformater, lyd og video overført i realtid. De hurtigste og mest moderne mikroprocessorer kræver ikke en DSP.

Den multifunktionelle processor eller chip er ikke kun en computer ting. I denne digitale tidsalder er der meget få elektroniske enheder, der ikke indeholder en mikroprocessor .

Fremskridt inden for medicin, vejrprognose, biler, kommunikation, design og videnskabelige eksperimenter var resultaterne af udviklingen af ​​teknologiske apparater med mikroprocessorer .

Automatisering af vanskeligt manuelt arbejde er muligt på grund af mikroprocessoren, udføres nano-metriske operationer, der ikke understøtter fejlmargen, med deres support.

Mikroprocessorers digitale logik har ført til stor effektivitet og hastighed i alle livets aspekter. Potentialet for dets anvendelse af mikroprocessoren er derfor enormt.

Interessante Artikler