• Friday May 20,2022

Mikroprozessor

Wir erklären, was ein Mikroprozessor ist, die Geschichte und Eigenschaften dieser integrierten Schaltung. Darüber hinaus, wofür es ist und seine Funktionen.

Ein Mikroprozessor kann mit einer oder mehreren CPUs arbeiten.
  1. Was ist ein Mikroprozessor?

Die zentrale integrierte Schaltung eines Computersystems wird "Mikroprozessor" oder einfach " Prozessor" genannt, in dem logische und arithmetische Operationen (Berechnungen) ausgeführt werden Ermöglichen Sie die Ausführung der Programme vom Betriebssystem bis zur Anwendungssoftware.

Ein Mikroprozessor kann mit einer oder mehreren CPUs (Central Processing Units) arbeiten, die jeweils aus Registern, einer Steuereinheit, einer arithmetisch-logischen Einheit und einer digitalen Einheit bestehen. Berechnung in Gleitkomma (oder mathematischem Coprozessor).

Ebenso wurde es im Allgemeinen mittels eines Sockels mit der Hauptplatine oder der Hauptplatine zusammen mit einem Kühlkörpersystem, das bestimmte Wärmeableitungsmaterialien bildet, und einem Lüfter verbunden. Kühler (interner Lüfter).

Während derselbe Mikroprozessor ein oder mehrere physikalische Zentren haben kann, in denen die gesamte Rechenarbeit ausgeführt wird, ist das gleiche System Sie können mehrere Prozessoren gleichzeitig betreiben.

Die Leistung dieser Prozessoren ist nicht einfach zu messen, aber die Taktfrequenz (gemessen in Hz) wird häufig verwendet, um die Leistung voneinander zu unterscheiden.

Siehe auch: Motherboard.

  1. Mikroprozessor-Geschichte

Die Mikroprozessoren sind das Ergebnis der technologischen Entwicklung zweier spezifischer Branchen: Computer und Halbleiter. Beide hatten ihre Anfänge in der Mitte des 20. Jahrhunderts, im Zusammenhang mit dem Zweiten Weltkrieg, mit der Erfindung des Transistors, durch den die Vakuumröhren ersetzt wurden.

Von da an wurde Silizium zur Erzeugung einfacher elektronischer Schaltkreise verwendet, woraus später (Anfang der 1960er Jahre) die ersten digitalen Schaltkreise entstanden: L Transistor-Widerstand (RTL), Logikdiodentransistor (DTL), Transistor-Transistor-Logik (TTL) und komplementierter Logikemitter (ECL).

Der nächste Schritt in Richtung Mikroprozessoren wäre die Erfindung integrierter Schaltkreise (SSI und MSI), die den Beginn der Aggregation und Miniaturisierung von Bauteilen ermöglichen. Die ersten Rechner, die diese Technologie verwendeten, benötigten jedoch zwischen 75 und 100 integrierte Schaltkreise, was unpraktisch war. Der nächste Schritt zur Reduzierung der Rechenarchitektur war die Entwicklung der ersten Mikroprozessoren.

Der erste Prozessor war der 1971 hergestellte Intel 4004 . Es enthielt 2300 Transistoren und konnte mit seiner Kapazität von knapp 4 Bit 60.000 logische Operationen pro Sekunde bei einer Taktfrequenz von 700 Hz ausführen. Seitdem investierte die technologische Karriere in die Entwicklung besserer und leistungsfähigerer Mikrochips: 8 Bit, 16 Bit, 32 Bit und 64 Bit, die derzeit Frequenzen über 3 GHz erreichen.

  1. Mikroprozessor-Eigenschaften

Der Cache verhindert, dass unnötig RAM verwendet wird.

Die Mikroprozessoren ähneln einem kleinen digitalen Miniaturcomputer, weisen also eine eigene Architektur auf und führen Operationen unter einem Steuerprogramm aus. Diese Architektur besteht aus:

  • Eingekapselt Eine Keramikabdeckung, die Silizium abdeckt und es vor den Elementen (z. B. Luftsauerstoff) schützt.
  • Cache Eine Art ultraschneller Speicher, der dem Prozessor zur Verfügung steht, sodass er nur bei Bedarf RAM verwendet, da die verwendeten Cache-Daten auf verschiedenen Ebenen zur sofortigen Wiederherstellung gespeichert werden.
  • Mathematischer Coprozessor Als Fließkommaeinheit bezeichnet, ist er der Teil des Prozessors, der für logische und formale Operationen verantwortlich ist.
  • Aufzeichnungen Ein kurzer Arbeitsspeicher im Prozessor, der so konzipiert ist, dass er den eigenen Betrieb und die eigenen Bedingungen verfolgt.
  • Häfen Die Conduits, über die der Prozessor die Informationen mit den übrigen Systemkomponenten austauschen kann.
  1. Wofür ist ein Mikroprozessor?

Die Mikroprozessoren sind das "Gehirn" des Computers: sein logisches Zentrum für arithmetische und logische Operationen, in denen alle Programme des Systems, sowohl die des Betriebssystems als auch die vom Benutzer ausgeführten Anwendungen ausgeführt werden. Es gibt auch Binärlogiken des Systems und Zugriff auf den Speicher. Das heißt: Der Prozessor ist die informative Engine des Computers.

  1. Mikroprozessor-Funktion

Der Abruf ist das Senden der spezifischen Anweisung an den Decoder.

Ein Mikroprozessor arbeitet auf der Basis einer Reihe von elementaren Befehlen, die "vorprogrammiert" und in Form eines Binärcodes gespeichert sind. Diese Anweisungen sind im Hauptspeicher organisiert und in mehrere Phasen unterteilt:

  • Prefetch . Oder Vorlesen der Anweisung aus dem Hauptspeicher des Systems.
  • Abrufen . Senden Sie die für den Decoder spezifische Anweisung.
  • Dekodierung. Übersetzung des Befehls in eine Reihe auszuführender Operationen und Lesen der dazu erforderlichen Operanden.
  • Ausführung: Ausführung der Anweisung durch die Systemkomponenten.
  • Schreiben Gravieren der Ergebnisse zurück in den Hauptspeicher oder in die Aufzeichnungen.

Diese Phasen werden in mehreren CPU-Zyklen ausgeführt und ihre Dauer hängt von der Frequenz ab, mit der der Mikroprozessor arbeitet.

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