4. Микропроцессоры и системные платы.

1. Назначение, классификация и основные характеристики микропроцессоров.

Основу центрального процессора ПЭВМ составляет микропроцессор – обрабатывающее устройство, служащее для арифметических и логических преобразований данных, для организации обращения к ОП и ВнУ и для управления ходом вычислительного процесса. В настоящее время существует большое число разновидностей микропроцессоров, различающихся назначением, функциональными возможностями, структурой и исполнением. наиболее существенными, классификационными различиями между ними чаще всего выступают:

• назначение (микропроцессоры для серверов и мощных приложений; МП для персональных компьютеров и т.д.);

• количество разрядов в обрабатываемой информационной единице (8-битовые, 16-битовые, 32-битовые, 64-битовые и др.);

• технология изготовления (0,5 мкм; 0,35 мкм; 0,25 мкм; 0,18 мкм; 0,13 мкм; 0,07 мкм).

2. Характеристика поколения Intel-совместных микропроцессоров.

Наибольшее распространение среди 16-битовых микропроцессоров получили i8086, i8088, среди 32-битовых – i80386, i80486, которые совместимы по командам и форматам данных снизу-вверх. Эти микропроцессоры используются в различных модификациях IBM PC.

МП 8086/8088 имеет базовую систему команд. В следующей модификации МП фирмы Intel – 80186 реализована расширенная система команд. Расширение системы команд продолжается во всех новых моделях, но кроме этого в каждой новой модели вводятся дополнительные архитектурные решения: в 80286 введены встроенный блок управления ОП, работающей в виртуальном режиме, и блоки, позволяющие реализовать мультизадачность: блок защиты ОП и блок проверки уровня привилегий, присваиваемых каждой задаче. Кроме того, во всех последующих моделях вводятся и совершенствуются средства, позволяющие повысить производительность МП: совершенствуются конвейер команд и встроенный блок управления ОП, вводятся микропрограммное управление операциями, прогнозирование переходов по командам условной передачи управления, скалярная архитектура ЦП и мультискалярная архитектура. Начиная с 80486, в кристалле МП размещается арифметический сопроцессор для операций с плавающей точкой. Фирма Intel разработала специальный микропроцессор OverDrive, который предназначен для параллельной работы с основным микропроцессором.

Все эти усовершенствования позволяют сделать персональную ЭВМ IBM PC мультипрограммной многопользовательской и многозадачной.

4. Устройство управления микропроцессора.

Устройство управления (УУ) предназначается для автоматичес­кого выполнения программ путем принудительной координации работы всех остальных устройств ЭВМ. Вызываемые из ОЗУ ко­манды дешифрируются устройством управления: определяются код операции, которую необходимо выполнить следующей, и адреса опе­рандов, принимающих участие в данной операции.

5. Арифметико-логическое устройство.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет арифмети­ческие и логические операции над данными. Основной частью АЛУ является операционный автомат, в состав которого входят суммато­ры, счетчики, регистры, логические преобразователи и др. Оно каж­дый раз перестраивается на выполнение очередной операции. Резуль­таты выполнения отдельных операций сохраняются для последующего использования на одном из регистров АЛУ или записываются в па­мять. Отдельные признаки результатов г (г=0, г<0, г>0 и др.) устрой­ство управления использует для изменения порядка выполнения ко­манд программы. Результаты, полученные после выполнения всей программы вычислений, передаются на устройства вывода (УВыв) информации. В качестве УВыв могут использоваться экран дисплея, принтер, графопостроитель и др.