Процессор. История создания процессора

Содержание:
Процессор;
История создания процессора;
Разрядность процессора;
Описание устройства компьютера;
Основные направления совершенствования процессора;
Тип процессора;
Характеристики процессора;
Интересные факты о процессоре.

Процессор
Это центральное устройство компьютера для выполнения операций обработки данных по заданной программе (выполнение арифметический и логических операций) и программного управления другими устройствами (управлять работой ЭВМ по заданной программе).
В состав процессора входят уср-ва: УУ-устр-во управления, АЛУ – арифметико-логическое устр-во, регистры процессорной памяти.
УУ управляет работой всех устр-в компьютера по заданной программе. АЛУ- выполняет арифметические и логические операции по командам программы.
Регистры –внутренняя память процессора. Каждый из регистров служит черновиком, используя который процессор выполняет расчеты и сохраняет промежуточные результаты. У каждого регистра есть определенное назначение.

Сумматор – регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции.
В регистр счетчик команд помещается адрес той ячейки памяти ЭВМ, в которой хранится очередная исполняемая команда программы.
В регистр команд помещается эта команда на время ее исполнения. Есть регистры, в которые помещаются исходные данные и результаты выполнения команды. Полученный результат может быть переписан из регистра в ячейку ОЗУ.
Процессор работает в контакте с микросхемой, генератором тактовой частоты. ГТЧ вырабатывает периодические импульсы, синхронизирующие работу всех узлов ПК.

История создания процессора.
Первые процессоры компьютеров 50-х гг. прошлого века работали на основе механического реле, позже появлялись модели, задействовавшие электронные лампы, затем — транзисторы. Сами же компьютеры, использующие данные виды процессоров, представляли собой огромные, очень дорогие и сложные устройства.
Компоненты процессора, отвечающие за производимые вычисления, необходимо было соединить в одну микросхему. Этого удалось достигнуть лишь после появления интегральных полупроводниковых схем.
В 1969 г. компанией Busicom было заказано 12 микросхем у Intel , предназначенных для настольного калькулятора.

Тогда у разработчиков Intel возникла мысль – соединить микросхемы в одну. Идея была одобрена руководством корпорации, т.к. технология позволяла сэкономить на производстве микросхем, и специалисты смогли сделать процессор универсальным и использовать его во многих других устройствах, производящих вычисления.
Так появился 1-ый микропроцессор, который получил название Intel 4004. Он мог выполнять 60000 операций в сек., обрабатывать двоичные числа. Но процессор не смогли применить в ПК – тогда их не выпускали.

Разрядность процессора
Разрядность процессора определяется количеством бит данных, которые он может одномоментно принять на обработку. Первые процессоры Intel для персональных компьютеров были 16-разрядными, т.е. могли принимать и передавать данные группами по 16 бит (по 2 байта). Для сложения двоичных чисел длиной 32 бита такому процессору приходилось выполнять в два раза больше команд. Большинство микропроцессоров современных ПК 64-разрядные.

Описание устройства компьютера:

Основные направления совершенствования процессора
Уменьшение размеров и увеличение плотности размещения элементов
Увеличение разрядности
Параллельное выполнение команд
Развитие системы команд
Оптимизация кеш-памяти

Тип процессора:

Характеристики процессора.
1. Тактовая частота последовательность периодических электронных импульсов, синхронизирующих работу всех узлов компьютера. В ритме подачи этих импульсов работает процессор. ТЧ – кол-во тактов в сек. Такт- промежуток времени между началом подачи текущего импульса и началом подачи следующего. Ед. измерения – МГЦ. 1 МГЦ=1млн. тактов в 1 секунду.
2. Разрядность – максимальное кол-во разрядов двоичного кода, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Если регистр имеет размер 2 байта, то разрядность процессора равна 16 (8*2 бита).

Размер ячейки памяти равен разрядности процессора.
По адресной шине П. передает адресный код – двоичное число, обозначающее адрес ячейки памяти или внешнего устройства, куда направляется информация по шине данных.
Адресное пространство (3-я характеристика процессора)– диапазон адресов, к которым может обратиться процессор, используя адресный код. Размер адресного кода = разрядности адресной шины (16 разрядная адресная шина , АП = 216 адресов)

Интересные факты о процессоре
Современные модели процессоров при полной загрузке выделяют до 125 Вт тепла на см2
Современные модели процессоров при полной загрузке выделяют до 125 Вт тепла на см2
50-125 Вт/см2
7-10 Вт/см2

В 1994 году профессор Томас Найсли обнаружил ошибку в новом микропроцессоре Intel Pentium: при проведении операции деления над числами с плавающей запятой результат мог быть некорректным.
Intel пришлось потратить $ 475 миллионов на замену бракованных чипов.