1. Система команд процессора
Архитектура системы команд процессора (ISA - Instruction Set Architecture) охватывает систему команд процессора и регистры, через которые процессор становится доступным для программирования.
Машинные команды, выполняемые процессором, обычно подразделяются следующим образом:
передача данных (из регистра в регистр, из памяти в регистр и наоборот)
арифметико логические операции (сложение, вычитание, ротация битов операндов, сдвиг вправо, сдвиг влево и т. д.)
доступ к отдельным битам
доступ к строкам
команды управления (уловного и безусловного перехода, подпрограммы и т. д.)
ввод-вывод
управление работой процессора.
Процессор содержит специальную микросхему постоянной памяти - микропрограммная память, которая управляет выполнением машинных команд. На современных прцессорах эта память перепрограммируемая, что позволяет прцессору вносить исправления.
Выполнение программы в процессоре состоит следующих этапов:
Считывание команды из памяти (Instruction Fetch)
Декодирование команды в микрооперации (Instruction Decode)
Исполнение команды (Execute)
Запись результатов (Store).
При выполнении программ могут возникать особые случаи, когда процессор должен реагировать на внешние события, возникновение которых заранее не известно. Типовыми примерами являются взаимодействие с операционной системой, обмен данными с периферийными устройствами, сбой, командная ошибка и т. д.. Такие особые случаи называют прерываниями. Для обработки прерывания нужно использование специальных команд, которые вызывают прерывание процессора (т. е. временно приостанавливают выполнение текущей программы), запускают подпрограмму, которая реализует алгоритм прерывания, затем восстанавливают то состояние процессора, которое было до остановки работы программы, из которой вышли на прерывание (после чего выполнение прерванной программы может быть продолжено).
2. Цикл роботи центрального процесора складається з наступних кроків:
читання чергової команди з оперативної пам’яті;
аналіз ліченої команди (визначення типу команди, адрес для читання даних і запису результату);
читання даних з оперативної пам’яті, необхідних для виконання команди;
виконання команди;
запис результатів в оперативну пам’ять;
обчислення адреси чергової команди.
3. Кеш — особлива швидкісна пам'ять або частина ОЗП, де зберігаються копії часто використовуваних даних. Забезпечує до них швидкий доступ. Кеш пам'ять зберігає вміст і адресу даних, до яких часто звертається процесор. Під час чергового звертання процесора до адреси пам'яті, перевіряється наявність цієї адреси у кеші. Якщо відповідні дані наявні, вони передаються процесору з кешу. Це дозволяє скоротити тривалість обміну, оскільки швидкодія кешу більша за швидкодію звичайної пам'яті. Вибір даних зі звичайної (повільнішої) пам'яті здійснюється лише тоді, коли потрібні процесору дані в кеші відсутні. 4. 5. Техпроцес – це масштаб технології, яка визначає розміри напівпровідникових елементів, складових основу внутрішніх ланцюгів процесора (ці ланцюги складаються із з’єднаних відповідним чином між собою транзисторів). Удосконалення технології та пропорційне зменшення розмірів транзисторів сприяють поліпшенню характеристик процесорів. Для порівняння, у ядра Willamette, виконаного по техпроцесу 0.18 мкм - 42 мільйони транзисторів, а у ядра Prescott, техпроцес 0.09 мкм - 125 мільйонів. Найсучаснішим є мідний 0.065-мікронних процес, по якому виробляються процесори Pentium 4 і деякі інші чіпи.
6. Більшість процесорів для IВМ РС-сумісних ПК випускаються в двох форм-факторах: Socket і Slot (в даний час випуск останнього припинений).
Якщо процесор виконаний в керамічному корпусі квадратної форми з висновками, розташованими в матричному або шаховому порядку на одній поверхні корпусу, то говорять, що процесор виконаний в Socket форм-факторі і встановлюється відповідно в роз’єм типу Socket.
Назва роз’єму для установки процесора в корпусі типу Socket складається, як правило, зі слова Socket і цифри, залежної або від типу корпусу, або від кількості висновків на процесорі.
Крім виду корпусу і роз’єму для установки в материнську плату процесори також розрізняються за типом, зовнішній частоті системної шини FSB (Front Side Bus), внутрішній частоті ядра процесора, одержуваної множенням зовнішньої, напругою живлення процесора і розмірами вбудованої кеш-пам’яті першого рівня (Level 1 або L1) і, можливо, другого рівня (Level 2 або L2).
Intel 8080
Додаток 1