Файл: Тема моего проекта эволюция микропроцессоров. Их применение в современных устройствах.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 201
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ВведениеТема моего проекта: эволюция микропроцессоров. Их применение в современных устройствах.Я выбрал эту тему потому, что я считаю эту тему обширной и интересной, так как микропроцессоры являются неотъемлемой частью нашей жизни, они окружают нас везде. Цель моей работы- рассказать массам о значимости микропроцессоров в жизни человека и их происхождении.Актуальность моего проекта заключается в том, что процессоры настолько распространился в нашей повседневной жизни, что мы перестали их замечать. Они уже давно заняли привычные места в наших мобильных телефонах и компьютерах, но не каждый замечает их в тостерах, телевизорах, автомобилях и других местах. Их доступность настолько очевидна, что люди используют электронный мозг в любой сфере. Давайте только на минуту задумаемся над тем, каким был бы мир вокруг, если человечество не изобрело бы процессоры. Первое что приходит на ум — отсутствие Интернета. Хотя это только верхушка айсберга, следует отменить, что около 75% населения Земли уже использует веб в повседневной жизни. Исчезновение микропроцессору повлияет на образование, коммуникацию, социальную жизнь. Представьте мир без мобильной связи и свободного доступа к информации. Мир без приборов, незаметно, но постоянно меняют жизнь к лучшему. Сколько понадобится людей, чтобы регулировать транспортное движение вместо светофоров? Значительно усложнится жизнь врачей, потеряют свое высокотехнологичное оборудование. А это, в свою очередь, не позволит спасти множество человеческих жизней. Можно рассказать еще многое, но и так понятно, что сегодня человечество потеряло бы значительные возможности и не сделало бы великие открытия из-за отсутствия микропроцессоров. Почти все действия, сегодня выполняют электрические приборы, необходимо было бы делать людям. Микропроцессоры призваны постоянно улучшать человеческую жизнь и предоставлять возможность использовать свой биологический «процессор» для все новых и новых свершений. План моего проекта:ВведениеГлава перваяГлава втораяИтог
Глава 1 Эволюция микропроцессоровИстория развития производства процессоров Первым этапом, затронувшим период с 1940-х по конец 1950-х годов, было создание процессоров с использованием электромеханических реле, ферритовых сердечников (устройств памяти) и вакуумных ламп. Они устанавливались в специальные разъёмы на модулях, собранных в стойки. Большое количество таких стоек, соединённых проводниками, в сумме представляли процессор. Отличительной особенностью было низкое быстродействие, низкая надёжность, и большое тепловыделение.Вторым этапом, с середины 1950-х до середины 1960-х, стало внедрение транзисторов. Транзисторы монтировались уже на платы, близкие к современным по виду, устанавливаемые в стойки. Как и ранее, в среднем процессор состоял из нескольких таких стоек. Повысилась надёжность, Возросло быстродействие, уменьшилось энергопотребление.Третьим этапом, наступившим в середине 1960-х годов, стало использование микросхем. Первоначально использовались микросхемы низкой степени интеграции, содержащие простые транзисторные и резисторные сборки, затем, по мере развития технологии, стали использоваться микросхемы, реализующие отдельные элементы цифровой схемотехники. Сначала это были элементарные ключи и логические элементы, затем более сложные элементы — элементарные регистры, счётчики, сумматоры. Позднее появились микросхемы, содержащие функциональные блоки процессора — микропрограммное устройство, арифметическо-логическое устройство, регистры, устройства работы с шинами данных и команд.Четвёртым этапом, в начале 1970-х годов, стало создание, благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем), микропроцессора — микросхемы, на кристалле которой физически были расположены все основные элементы и блоки процессора. Фирма Intel в 1971 году создала первый в мире 4-разрядный микропроцессор 4004, предназначенный для использования в микрокалькуляторах. Структура центрального процессораФункционально центральный процессор можно разделить на две части:Операционная часть. Содержит арифметико-логическое устройство (АЛУ) и микропроцессорную память (МПП) - регистры общего назначения.
Интерфейсная часть. Содержит адресные регистры, устройство управления, регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты; схемы управления шиной и портами.Обе части ЦП работают параллельно, причем интерфейсная часть опережает операционную, так что выборка очередной команды из памяти (ее запись в блок регистров команд и предварительный анализ) происходит во время выполнения операционной частью предыдущей команды. Такая организация ЦП позволяет существенно повысить его эффективное быстродействие.Арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения арифметических и логических операций преобразования информации. Получив данные и команду, выполняет указанную операцию и записывает результат в один из свободных регистров.Устройство управления (УУ) вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций в другие блоки вычислительной машины. УУ формирует управляющие сигналы для выполнения команд центрального процессора.Системная шина – набор проводников, по которым передаются сигналы, соединяющая процессор с другими компонентами на системной плате. Системная шина состоит из шины данных, шины адреса, шины управления.Шина адреса – используется для передачи сигналов, при помощи которых определяется местоположение ячейки памяти для выполняемых процессором операций ввода-вывода и чтения/записи.Шина данных – служит для пересылки данных между процессором и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ)Шина управления – используется для пересылки управляющих сигналов. Каждая линия этой шины имеет своё особое назначение, поэтому они могут быть как однонаправленными, так и двунаправленными
Наиболее важным параметром процессора является его частота. Тактовая частота процессора на сегодняшний день измеряется в гигагерцах (ГГц), ранее измерялась в мегагерцах (МГц).Частота на которой работает процессор компьютера определяется произведением частоты шины на некоторый множитель, который, как правило, нельзя изменять. Этот множитель задается автоматически, в зависимости от материнской платы. Однако, системные платы, которые позволяют делать "разгон" компьютера, разрешают делать изменение множителя, тем самым увеличивая скорость работы процессора в ущерб его надежности и долговечности работы.
Разные модели процессоров для своей нормальной работы требуют разные напряжения питания, которые можно увеличивать при разгоне компьютера.Степпинг - модификации одного и того же ядра процессора, которые производятся с целью улучшения рабочих характеристик процессора.На производительность (мощность) процессора влияют не только его тактовая частота и разрядность шины данных. Важное значение также имеет и объем кэш-памяти.
Глава 1 Эволюция микропроцессоровИстория развития производства процессоров Первым этапом, затронувшим период с 1940-х по конец 1950-х годов, было создание процессоров с использованием электромеханических реле, ферритовых сердечников (устройств памяти) и вакуумных ламп. Они устанавливались в специальные разъёмы на модулях, собранных в стойки. Большое количество таких стоек, соединённых проводниками, в сумме представляли процессор. Отличительной особенностью было низкое быстродействие, низкая надёжность, и большое тепловыделение.Вторым этапом, с середины 1950-х до середины 1960-х, стало внедрение транзисторов. Транзисторы монтировались уже на платы, близкие к современным по виду, устанавливаемые в стойки. Как и ранее, в среднем процессор состоял из нескольких таких стоек. Повысилась надёжность, Возросло быстродействие, уменьшилось энергопотребление.Третьим этапом, наступившим в середине 1960-х годов, стало использование микросхем. Первоначально использовались микросхемы низкой степени интеграции, содержащие простые транзисторные и резисторные сборки, затем, по мере развития технологии, стали использоваться микросхемы, реализующие отдельные элементы цифровой схемотехники. Сначала это были элементарные ключи и логические элементы, затем более сложные элементы — элементарные регистры, счётчики, сумматоры. Позднее появились микросхемы, содержащие функциональные блоки процессора — микропрограммное устройство, арифметическо-логическое устройство, регистры, устройства работы с шинами данных и команд.Четвёртым этапом, в начале 1970-х годов, стало создание, благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем), микропроцессора — микросхемы, на кристалле которой физически были расположены все основные элементы и блоки процессора. Фирма Intel в 1971 году создала первый в мире 4-разрядный микропроцессор 4004, предназначенный для использования в микрокалькуляторах. Структура центрального процессораФункционально центральный процессор можно разделить на две части:Операционная часть. Содержит арифметико-логическое устройство (АЛУ) и микропроцессорную память (МПП) - регистры общего назначения.
Интерфейсная часть. Содержит адресные регистры, устройство управления, регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты; схемы управления шиной и портами.Обе части ЦП работают параллельно, причем интерфейсная часть опережает операционную, так что выборка очередной команды из памяти (ее запись в блок регистров команд и предварительный анализ) происходит во время выполнения операционной частью предыдущей команды. Такая организация ЦП позволяет существенно повысить его эффективное быстродействие.Арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения арифметических и логических операций преобразования информации. Получив данные и команду, выполняет указанную операцию и записывает результат в один из свободных регистров.Устройство управления (УУ) вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций в другие блоки вычислительной машины. УУ формирует управляющие сигналы для выполнения команд центрального процессора.Системная шина – набор проводников, по которым передаются сигналы, соединяющая процессор с другими компонентами на системной плате. Системная шина состоит из шины данных, шины адреса, шины управления.Шина адреса – используется для передачи сигналов, при помощи которых определяется местоположение ячейки памяти для выполняемых процессором операций ввода-вывода и чтения/записи.Шина данных – служит для пересылки данных между процессором и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ)Шина управления – используется для пересылки управляющих сигналов. Каждая линия этой шины имеет своё особое назначение, поэтому они могут быть как однонаправленными, так и двунаправленными
Характеристики процессора
Разные модели процессоров для своей нормальной работы требуют разные напряжения питания, которые можно увеличивать при разгоне компьютера.Степпинг - модификации одного и того же ядра процессора, которые производятся с целью улучшения рабочих характеристик процессора.На производительность (мощность) процессора влияют не только его тактовая частота и разрядность шины данных. Важное значение также имеет и объем кэш-памяти.