Благодарю автора за ответственное отношение к выполнению заказа.
Информация о работе
Подробнее о работе
Архитектура процессоров: эволюция, перспективы развития
- 35 страниц
- 2019 год
- 74 просмотра
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Оглавление
Введение 2
1. Выполнение команд 4
2. RISC и CISC 12
3. Конвейеры 14
4. СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ МИКРОПРОЦЕССОРА 17
5. АРХИТЕКТУРА МИКРОПРОЦЕССОРА INTEL-8086 24
6. Современные процессоры 27
Заключение 32
1. Выполнение команд
Рис.1. Схема устройства компьютера с центральным
процессором и устройствами ввода-вывода.
Внутреннее устройство тракта данных процессора фон Неймана показано на рис. 1. Структура тракта данных выполнена из набора регистров (1-32), арифметико-логического устройства и шин коммутации. Значение регистров поступает в АЛУ, которые на рис.1 обозначены буквами А и В. В этих регистрах находятся входные данные АЛУ во время вычислений. Тракт данных — основная часть всех компьютеров, и мы обсудим его очень подробно. АЛУ ¬выполняет сложение, вычитание и другие простые операции над входными данными и помещает результат в выходной регистр. Этот выходной регистр может ¬помещаться ¬обратно в ¬один из регистров. Он может ¬быть сохранен в ¬памяти, если это ¬необходимо. На рис. 2 показана операция сложения. Отметим, что входные и выходные регистры есть не у всех компьютеров.
...
2. RISC и CISC
В ¬середине 20 века ¬проводилось ¬разнообразие ¬экспериментов со сложными командами, ¬появление которых стало возможным благодаря интерпретации. ¬Инженеры ¬стремились ¬снизить ¬пропасть между ¬тем, что компьютеры способны делать, и тем, что требуют языки высокого уровня. Едва ли кто-¬нибудь тогда ¬думал о разработке более простых машин, так же как сейчас мало кто¬ занимается ¬разработкой менее ¬мощных операционных систем, сетей, ¬редакторов и т. д. (к несчастью). В ¬компании IBM группа разработчиков во главе с Джоном Коком противостояла этой тенденции; они попытались воплотить идеи ¬Сеймура ¬Крея, создав ¬экспериментальный ¬высокоэффективный ¬мини-компьютер 801. Хотя IBM не занималась сбытом этой машины, а результаты ¬эксперимента были опубликованы только через несколько лет, ¬весть быстро разнеслась по ¬свету, и другие ¬производители тоже занялись ¬разработкой подобных ¬архитектур.
...
3. Конвейеры
Уже много лет известно, что вызов из памяти является главным препятствием высокой скорости выполнения команд. Для решения проблемы было разработано решение вызова команд из памяти заблаговременно, когда они будут нужны, они имелись бы в наличии. Для этого разработан буфер выборки с упреждением. Когда была необходима некоторая команда, она вызывалась напрямик из буфера, время чтения из памяти исключалось. Эта идея использовалась еще при разработке IBM Stretch, который был сконструирован в 1959 году.
Данный метод выборки разбивает выполнение команды на два этапа: вызов и собственно выполнение. Идея конвейера еще больше продвинула эту стратегию вперед. Таким образом, команда разделялась на несколько этапов, каждый из которых выполнялся параллельно разными частыми аппаратного обеспечения.
На рис. 3 изображен конвейер из 5 блоков, которые называются стадиями.
...
4. СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ МИКРОПРОЦЕССОРА
Микропроцессор представляет собой полупроводниковый прибор, состоящий из одной или нескольких программно-управляемых БИС и выполняющий функции автоматической обработки цифровой информации. Под архитектурой микропроцессора понимают принцип его внутренней организации, которая обуславливается конкретной внутренней логической структурой, совокупностью команд и взаимодействием элементов структуры.
Определяя понятие микропроцессора в целом, необходимо представлять, что в его состав входит, прежде всего, арифметико-логическое устройство (АЛУ) – блок, выполняющий действия над информацией представленной в двоичном коде. Перестройка АЛУ с выполнения одной операции на другую осуществляется за счет структурной перестройки его внутренних элементов. Перестройка осуществляется под действием последовательности управляющих кодов – программы.
...
5. АРХИТЕКТУРА МИКРОПРОЦЕССОРА INTEL-8086
Микропроцессор Intel-8086 появился как результат совершенствования МП Intel-8080, и архитектура обоих процессоров имеет много общего. Программно-доступные узлы и система команд Intel-8080 могут считаться подмножествами узлов и системы команд Intel-8086. Преемственность этих микропроцессоров выражается в программной совместимости снизу вверх, благодаря которой для Intel-8086 можно использовать программное обеспечение Intel-8080.
Микросхема Intel-8086 представляет собой однокристальный 16-битовый МП, выполненный по n-МОП-технологии. Кристалл микросхемы с геометрическими размерами 5,5x5,5 мм содержит около 29000 транзисторов и потребляет 1,7 Вт от источника питания 5B. Схема выпускается в 40-выводном корпусе. Синхронизируется импульсами с частотой повторения 25 МГц от внешнего тактового генератора. Основные операции обработки данных типа регистр-регистр выполняются с быстродействием 1,66 х 106 оп/с.
...
6. Современные процессоры
На сегодняшний день в основе продукции компании Intel лежат шесть основных семейств – Pentium (Dual-Core), Celeron (Dual-Core), Core i3, Core i5, Core i7 и Corei9. Первые три нацелены на бюджетные домашние и офисные решения, два последних лежат в основе высокопроизводительных систем.
Компания AMD предлагает процессоры серий Athlon II, Phenom II, A-Series и FX-Series.
Основными характеристиками современных процессоров являются количество ядер, тип разъема и тактовая частота.
Большинство современных процессоров являются многоядерными. Это значит, что в одной микросхеме по сути находится сразу несколько процессоров. Самыми распространенными являются двух- и четырехъядерные чипы, несколько меньше распространены процессоры с тремя, шестью и восемью вычислительными ядрами.
Любой процессор устанавливается в системную плату, на которой для этого существует специальный разъем (гнездо), или по-другому – сокет.
...
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Попов И.И. и др. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. М.: Инфра-М, 2005. – 350 с.
2. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. С. Пб.: Питер, 2003.– 704 с.
3. Микропроцессоры. В 3-х кн.: Учебное пособие для втузов; Под редакцией Л.Н.Преснухина. М.: Высш. шк., 1986. – 495 с.
4. Фрир Дж. Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 413 с.
5. Программирование микропроцессорных систем: Учебное пособие для вузов. Под редакцией В.Ф.Шаньгина. – М.: Высш. шк., 1990. – 303 с.
6. Уильямс Г.Б. Отладка микропроцессорных систем: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 253 с.
7. Балашов Е.П. и др. Микро- и мини-ЭВМ: Учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат, 1984. – 376 с., ил.
8. Коффрон Дж. Технические средства микропроцессорных систем: практический курс. – М.: Мир, 1983 – 344 с.
9. Коффрон Дж., Лонг В. Расширение микропроцессорных систем. – М.: Машиностроение, 1987. – 320 с.
10. Дао Л. Программирование микропроцессора 8088. – М.: Мир, 1988. – 357 с.
11. Микропроцессорный комплект К1810: Структура, программирование, применение: Справочная книга / Под ред. Ю.М.Казаринова. – М.: Высшая школа, 1990. – 269 с.
12. Трасковский А.В.BIOS. С.Пб.: БХВ-Петербург, 2004. – 527 с.
13. Ватаманюк А. Апгрейд компьютера. СПб.: Питер, 2005. – 332 с.
14. Гук М. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия. М.: Питер, 2003. – 922 с.
15. Крейгон А. Архитектура компьютеров. М.: Мир, 2004 – 244 с.
16. Леонтьев В.П. Выбираем компьютер. М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003. – 47 с.
17. Чудновская А., Серегин А. Выбор компьютера. С. Пб.: Питер, 2004. – 288 с.
18. Бабич Н.П., Жуков И.А. Компьютерная схемотехника: Методы построения и проектирования. М.: МК-Пресс, 2004. – 575 с.
19. Старков В.В.Компьютерное железо: архитектура, устройство и конфигурирование. М.: Горячая линия – Телеком, 2004 – 424 с.
20. Щемелев В.А. Модернизация и обслуживание ПК: Базовый курс. М.: – КОРОНА принт, 2003. – 384 с.
21. Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК. М.: Вильямс, 2004 – 1339 с.
22. Модернизация компьютера: Пер. с англ. Соупер М. С.Пб.: Питер, 2005. – 556 с.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
