Работа процессора

Работой процессора управляет программа, которая находится в оперативной памяти. Работа процессора довольно сложная, многие этапы не описаны в схеме выше. К примеру, набор данных и команд проходит блок предварительной обработки, прежде чем попасть из оперативной памяти в кэш. Преобразование данных и команд в "удобную" для процессора двоичную форму, осуществляет декодирующий блок, также не изображенный на схеме.

Блок управления вызывает очередную команду и определяет ее тип. Арифметико-логическое устройство получает данные и команду, а затем, выполнив конкретную операцию записывает результат в свободный регистр. Текущая команда расположена в специально отведенном для нее регистре команд. Пока выполняется работа с текущей командой, счетчик команд увеличивает свое значение, и уже переходит к следующей команде. Обычно команда является структурой, состоящей из записи операции, подготовленной к выполнению и адресов ячеек с исходными данными и результатами. С помощью адресов, указанных в команде, выбираются исходные данные и конечные результаты и перемещаются в стандартные регистры.

Характеристики процессора

Одной из важнейших характеристик процессора является тактовая частота. Раньше она измерялась в мегагерцах (МГц), а теперь в гигагерцах (ГГц). 1 ГГц - один миллиард операций в секунду.

Взаимодействие процессора с другими устройствами осуществляется при помощи шин данных, управления и адреса. Шины имеют разрядность, кратную восьми, она различна для разнообразных моделей и неодинакова для шины данных и адресной шины.

Разрядность шины данных показывает, сколько байт возможно передавать за один такт. Разрядность адресной шины, в свою очередь, показывает максимальный объем оперативной памяти, с которым сможет работать процессор.

Кроме тактовой частоты и разрядности шин, на мощность процессора влияет объем кэш-памяти.

Классификация микропроцессоров

Микропроцессорная техника (МПТ) состоит из технических и программных средств, которые используются для сборки разных микропроцессорных систем, устройств, а также персональных микро ЭВМ.

Микропроцессорная система (МПС) — это функционально законченное изделие, которое состоит из одного либо нескольких устройств, преимущественно микропроцессорных: микропроцессора или микроконтроллера.

Микропроцессорное устройство (МПУ) является конструктивно и функционально законченным изделием, состоящим из некоторого числа микросхем с встроенным микропроцессором. МПУ выполняет определенный набор функций, таких как: получение, обработка, передача, преобразование данных и управление.

Микропроцессор (МП) представляет собой программно-управляемое устройство, которое управляет процессом цифровой обработки данных. Обычно МП построен на одной Большой интегральной схеме (БИС).

Различные МП и/или МК объединяются в семейства как технология «микроядра» (процессорного ядра), которое взаимодействует с разными периферийными устройствами, так и принципы, которые свойственны открытым системам: совместимость, взаимодействие приложений, переносимость и масштабируемость.

Микропроцессоры разделяют на категории с соответствующими архитектурой, структурой и функциональным назначением. С развитием микроэлектронной техники, которую используют для производства МП, стала увеличиваться производительность МП, что привело к расширению их функциональных возможностей.

На рисунке приведены современные МП, разделенные на классы по функциональному назначению.