, як комп'ютери, але і в автомобілях, калькуляторах, мобільних телефонах і навіть у дитячих іграшках. Найчастіше вони представлені мікроконтролерами, де крім обчислювального пристрою на кристалі розташовані додаткові компоненти (пам'ять програм і даних, інтерфейси, порти введення/виводу, таймери, та ін.). Сучасні обчислювальні можливості мікроконтролера порівнянні з процесорами персональних ЕОМ десятирічної давності, а частіше навіть значно перевершують їх показники.
Більшість сучасних процесорів для персональних комп'ютерів, загалом, засновані на тій чи іншій версії циклічного процесу послідовної обробки інформації, винайденого Джоном фон Нейманом.
Д. фон Нейман придумав схему споруди комп'ютера в 1946 році. У різних архітектурах і для різних команд можуть знадобитися додаткові етапи. Наприклад, для арифметичних команд можуть знадобитися додаткові звернення до пам'яті, під час яких проводиться зчитування операндів і запис результатів. Відмінною особливістю архітектури фон Неймана є те, що інструкції і дані зберігаються в одній і тій же пам'яті.
Етапи циклу виконання:
Процесор виставляє число, що зберігається в регістрі лічильника команд, на шину адреси, і віддає пам'яті команду читання;
Виставлене число є для пам'яті адресою; пам'ять, отримавши адресу і команду читання, виставляє вміст, що зберігається за цією адресою, на шину даних, і повідомляє про готовність;
Процесор отримує число з шини данних, інтерпретує його як команду (машинну інструкцію) зі своєї системи команд і виконує її;
Якщо остання команда не є командою переходу, процесор збільшує на одиницю (у припущенні, що довжина кожної команди дорівнює одиниці) число, що зберігається в лічильнику команд; в результаті там утворюється адреса наступної команди.
Під час цього процесу, процесор зчитує послідовність команд, що містяться в пам'яті, і виконує їх. Така послідовність команд називається програмою і являє алгоритм роботи процесора. Черговість зчитування команд змінюється у разі, якщо процесор зчитує команду переходу - тоді адреса наступної команди може виявитися іншим. Іншим прикладом зміни процесу може служити випадок отримання команди зупинки чи перемикання в режим обробки переривання.
Команди центрального процесора є самим нижнім рівнем управління комп'ютером, тому виконання кожної команди неминуче і безумовно. Не проводиться ніякої перевірки на допустимість виконуваних дій, зокрема, не перевіряється можлива втрата цінних даних. Щоб комп'ютер виконував тільки допустимі дії, команди повинні бути відповідним чином організовані у вигляді необхідної програми.
Швидкість переходу від одного етапу циклу до іншого визначається тактовим генератором. Тактовий генератор виробляє імпульси, службовці ритмом для центрального процесора. Частота тактових імпульсів називається тактовою частотою.
. 4 Процесори сімейства Intel
Не секрет що перші процесори були створені фірмою Intel, і тому ми проведемо огляд процесорів саме цієї фірми.
Процесор 8086/88.
г. фірма Intel першою випустила 16-бітний мікропроцесор 8086, можливості якого були близькі до можливостей процесорів мінікомп'ютерів 70-х років. Мікропроцесор +8086 виявився прабатьком цілого сімейства, яке називають сімейством 80x86.
Дещо пізніше з'явився мікропроцесор 8088, архітектурно повторює мікропроцесор 8086 і має 16-бітний внутрішні регістри, але його зовнішня шина даних становить 8 біт. Широкій популярності мікропроцесора сприяло його застосування фірмою IBM в персональних комп'ютерах PC і PC/XT.
Процесор 80186/88.
У 1981 р з'явилися мікропроцесори 80186/80188, які зберігали базову архітектуру мікропроцесорів 8086/8088, але містили на кристалі контролер прямого доступу до пам'яті, лічильник/таймер і контролер переривань. Крім того, була дещо розширена система команд. Однак широкого поширення ці мікропроцесори, не отримали.
Процесор 80286.
Наступним великим кроком у розробці нових ідей став мікропроцесор 80286, що з'явився в 1982 році.
При розробці були враховані досягнення в архітектурі мікрокомп'ютерів і великих комп'ютерів. Процесор 80286 може працювати в двох режимах: в режимі реального адреси він емулює мікропроцесор 8086, а в захищеному режимі віртуального адреси (Protected Virtual Adress Mode) або P-режимі надає програмісту багато нових можливостей і засобів. Серед них можна відзначити розширене адресний простір пам'яті 16 Мбайт, поява дескрипторів сегментів і дескрипторних таблиць, наявність захисту за чотирма рівнями привілеїв, підтримку організа...
