Cu microprocesor - studopediya

Schema structurală a unui calculator.

Computing numit sistem tehnic capabil să execute acțiuni prin operații aritmetice și logice.

Computer (computer personal (PC)) - este un sistem universal de calcul interactiv implementat pe baza microprocesoare, dispozitive compacte de stocare externe capabile să execute o secvență de operații pe informațiile unui anumit program. În centrul funcționării oricărui computer este arhitectura.

Arhitectura - este principiile cele mai generale de construire a unui calculator, punerea în aplicare a software-ului de management al performanței și interacțiunea dintre principalele sale unități funcționale. Baza arhitecturii calculatoarelor moderne bazate pe principiile propuse de savantul american și teoreticianul de calcul de către John von Neumann.

Computer constă dintr-o unitate de sistem, care se conectează la un monitor și tastatură. Unitatea de sistem sunt componentele de bază ale unui calculator:

OVC - dispozitive de stocare externe (hard disk-uri CD / DVD / Blu-Ray, memorie flash); Unele HEV sunt situate în interiorul unității de sistem și conectat la DDT controlere și unele - în afara unității de sistem și conectate la porturile de intrare-ieșire.

SP - sursa de alimentare furnizează energie pentru toate unitățile de calculator prin magistrala de sistem;

KVZU - controlere de dispozitive de stocare externe pentru a gestiona schimbul de informații cu ovc;

QC - controler tastatură cuprinde un tampon în care sunt plasate caracterele de intrare și furnizează celelalte componente ale acestor caractere;

KPVV - controlere, porturi de intrare-ieșire controlează schimbul de informații cu dispozitive periferice;

MP - un microprocesor execută instrucțiunile programului, gestionează interacțiunea dintre toate componentele unui calculator;

RAM - Random Access Memory stochează datele brute și rezultatele de prelucrare a informațiilor, în timpul funcționării calculatorului;

ROM - read-only de memorie stochează programele executate de calculator în momentul pornirii;

PU - dispozitive periferice pentru diverse scopuri: imprimante, scanere, manipulatori „șoarece“, etc;.

CA - adaptor de rețea (carte) prevede schimbul de informații cu rețelele de calculatoare locale și globale.

Pentru dispozitivele de intrare de informații includ o tastatură și PU, cum ar fi scanere, manipulatoare de tip „mouse“, joystick-uri și la dispozitive de informații de ieșire - un astfel de monitor și PU, cum ar fi imprimante.

Arhitectura modernă a calculatoarelor definite de următoarele principii.

1. Principiul controlului programului. Asigură automatizarea procesului de calcul pe un computer. Conform acestui principiu, pentru fiecare componentă a programului de activitate, care determină succesiunea operațiilor de calculator.

2. Principiul programului este stocat în memorie. Conform acestui principiu, comenzile programului sunt date, precum și datele în formă de numere și sunt tratate la fel ca și numărul, și programul înainte de implementare este încărcat în memoria RAM, care accelerează procesul de implementare a acestuia.

Componentele calculatorului pentru a forma un computer hardware (hardware). Luați în considerare componentele calculatoarelor.

Microprocesor (MP; CPU - Central Processing Unit (unitate centrală de procesare)) - o unitate centrală de calculator, controlează funcționarea tuturor componentelor computerului și de a efectua operațiile pe informații. Operațiunile sunt efectuate în registre care alcătuiesc memoria microprocesorului.

Principalele funcții ale MP:

- executarea instrucțiunilor programului situate în RAM; Echipa este format din cod care defineste ceea ce face această echipă, și operanzi pe care această comandă se realizează;

- informații de gestionare a transportului între memorie microprocesor, memorie RAM, și dispozitive periferice;

- componente ale calculatorului. gestionare

(. Figura 8.2) Microprocesorul este alcătuit din următoarele unități:

ALU - unitate logică aritmetică;

DB - alte blocuri (coprocesor matematic, unitatea de predicție ramură);

DK - decodorul de instrucțiuni;

UTI - o interfață de microprocesor;

Cache L1 - cache primul nivel;

Cache L2 - cache al doilea nivel;

PAM - memorie microprocesor;

RON - registre de uz general;

RS - ofset registru;

RF - steaguri registru;

registre segment - CP;

CSS - dispozitiv de sincronizare;

CU - unitate de control.

Luați în considerare alocarea de blocuri de IP.

Unitatea de control (CU) efectuează comanda primită de MP în următoarea succesiune:

2) selectarea celulelor RAM de cod al instrucțiunii următoare și care primește comanda de citire în registrul de comandă;

3) de decodare codul comenzii decodor de instrucțiuni (DK);

5) eșantion de operanzi RAM sau MPP și a executa o comandă de prelucrare predeterminată de operanzi;

6) înregistrarea rezultatelor comenzii în memorie;

Pentru a accelera pașii de mai sus sunt realizate în paralel: o singură unitate selectează, decriptează al doilea, al treilea etc. efectuează formând conducte de instrucțiuni ...

Comenzile primite de către UC, sunt stocate temporar în memoria cache a primului nivel, eliberând în autobuz pentru alte operațiuni. Dimensiunea memoriei cache a primului nivel de 8-32 bytes.

O unitate logică aritmetică (ALU) efectuează toate aritmetice (adunare, scădere, înmulțire, împărțire), și logica (conjuncție, disjuncție, etc.) Operarea pe întreg numerele binare și informații de caractere.

Dispozitiv de sincronizare (DC) definește intervalele de timp discrete - cicluri de funcționare MP între eșantioane din următoarea instrucțiune. Frecvența cu care selecția de echipe, numit viteza de ceas.

MP Interface (UTI) este utilizat pentru comunicare și coordonare cu autobuzul sistem informatic MP. Comenzile acceptate și datele sunt plasate temporar în memoria cache de-al doilea nivel. Dimensiunea memoriei cache de-al doilea nivel - 256-2048 Kbytes. Anterior, memoria cache de-al doilea nivel găzduit pe placa de bază.

memorie microprocesor (MPP) cuprinde 14 doi octeți de memorie principală și o multitudine de registre (256) registre suplimentare. Registrele - de mare viteză oferă celule de memorie de diferite dimensiuni. Principalele registre sunt împărțite în 4 grupe.

1. Registrele de uz general (GPR, registre universale): AX, BX, CX, DX. Puteți lucra cu registru întreg sau separat, cu fiecare jumătate sale: registru mai vechi octet (ridicat) - AH, BH, și registru mai tineri octet (scăzut) - AL, BL, CL, DL. De exemplu, structura registrului AX are forma

Structura registrului AX

Registrele cu scop au scopul lor:

AX - Înregistrează-baterie folosind este realizată de intrare și de ieșire a datelor într-un câmp magnetic, iar atunci când efectuează operațiuni de înmulțire și împărțire AX este utilizat pentru a stoca primul număr implicat în tranzacție (deînmulțit, dividendul), precum și rezultatele operațiunilor (produs, câtul) după finalizarea ;

CX - Numar de înregistrare folosit ca un contor în cazul în care numărul de repetiții ale operațiunilor ciclice;

DX - este utilizat ca o extensie a registrului de stocare atunci când se utilizează un număr de 32 de biți și efectuarea operațiunilor de înmulțire și împărțire.

4. steaguri înregistrare (RF) FL conține un singur bit steaguri care controlează execuția programului în calculator. Steagurile iau valorile 0 sau 1. Valorile drapelele sunt stabilite în mod independent. Doar steaguri înregistrați 9: 6 - starea care reflectă rezultatele operațiunilor de transfer (steaguri, la zero, preaplin, etc.); 3 - administrarea, determinarea modului de program (pavilioanele de execuție program de pas și întrerupe direcția de date).

PAM - o memorie cu timpul de acces mai scăzut la calculator.

Alte blocuri (DB) - sunt blocuri care accelerează activitatea MP. ALU efectuează acțiuni numai în numere întregi binare. Operațiuni pe coprocesor matematic în virgulă mobilă efectuează eliberarea MP pentru a efectua aceste operațiuni. Filiala program de unitate de predicție revizuiește programul câțiva pași înainte pentru a determina direcția viitoare a programului. Probabilitatea de predicție de 80-90%.

MP de locuri de muncă este de a proba o dată echipa și performanța acestuia. În unele cazuri, programul ar trebui încheiată, de exemplu, în cazul unei erori de calcul. Astfel de cazuri sunt numite întreruperi. Există două tipuri de întreruperi:

1) în cadrul procesorului de întrerupere care apar obstacole de netrecut datorate în program, cum ar fi date de intrare într-o zonă interzisă pentru înregistrarea unui RAM sau preaplin rezultate din calcule;

2) o întrerupere de la dispozitive externe nu sunt fatale sau eronate; al doilea tip de întrerupere se produce atunci când este necesar un schimb de date cu un dispozitiv extern, cum ar fi o unitate CD-ROM, și nu este pregătită.

Principalii parametri sunt rata de ceas IP, rata de biți și tensiunea de funcționare.

Bit Procesor arată cât de multe biți de date MP poate accepta și procesul în registrele sale într-un singur ciclu de ceas. Bit lungime cuvânt al procesorului este determinată de magistrala internă, adică numărul de conductoare în autobuz, în care comenzile sunt transmise. MP modernă de familie Intel au 64 de biți.

procesoare de tensiune de operare furnizează placa de bază, astfel încât diferite mărci de procesoare corespund diferitelor placi de baza. procesor de tensiune de operare nu depășește 3 V. Reducerea tensiunii de operare reduce dimensiunile MP și, de asemenea, reduce disiparea căldurii în MP, care îmbunătățește performanțele sale, fără pericol de supraîncălzire.

MP tot timpul de la pornirea până când se execută comanda de închidere. Dacă fluxul de instrucțiuni se termină, de exemplu, în cazul nefuncționare calculatorului, MP efectuează o comandă NOP goală.