Микропроцессор — это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех остальных блоков и выполнения арифметических и логических операций над информацией. На рисунке ниже приведена классификация микропроцессоров.

Все микропроцессоры можно разделить на группы:

    1. микропроцессоры типа CISC с полным набором системы команд;
    2. микропроцессоры типа RISC с усеченным набором системы команд;
    3. микропроцессоры типа VLIW со сверхбольшим командным словом;
    4. микропроцессоры типа MISC с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием и др.


Микропроцессор выполняет следующие основные функции:

    1. чтение и дешифрацию команд из основной памяти;
    2. чтение данных из основной памяти и регистров адаптеров внешних устройств;
    3. прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств;
    4. обработку данных и их запись в основную память и регистры адаптеров внешних устройств;
    5. выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера.


В состав микропроцессора входят следующие устройства:

    1. Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.
    2. Устройство управления координирует взаимодействие различных частей компьютера. Выполняет следующие основные функции:
    • формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполнения различных операций;
    • формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера;
    • получает от генератора тактовых импульсов обратную последовательность импульсов.
    1. Микропроцессорная память предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Микропроцессорная память строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера, так как основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.
    2. Интерфейсная система микропроцессора предназначена для связи с другими устройствами компьютера. Включает в себя:
    • внутренний интерфейс микропроцессора;
    • буферные запоминающие регистры;
    • схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. (Порт ввода-вывода — это аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору , другое устройство)

         

Упрощенная структура микропроцессора представллена на рисунке ниже:

К микропроцессору и системной шине наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора. К ним относятся:

    • математический сопроцессор;
    • контроллер прямого доступа к памяти;
    • сопроцессор ввода-вывода, контроллер прерываний.

         Математический сопроцессор используется для ускорения выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления тригонометрических функций. Математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно с основным микропроцессором, но под управлением последнего. В результате происходит ускорение выполнения операций в десятки раз. Модели микропроцессора, начиная с МП 80486 DX, включают математический сопроцессор в свою структуру.

         Контроллер прямого доступа к памяти освобождает микропроцессор от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что существенно повышает эффективное быстродействие компьютера.

         Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с микропроцессором значительно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств, освобождает микропроцессор от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует режим прямого доступа к памяти.

         Прерывание — это временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной. Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в микропроцессор.



Created with the Personal Edition of HelpNDoc: What is a Help Authoring tool?