Классификация, структура и основные характеристики микропроцессоров ПК

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ 

КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ  ИНФОРМАЦИИ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

К У Р С О В  А Я   Р А  Б О Т А 

по  дисциплине «ИНФОРМАТИКА»

на тему:

«Классификация, структура и основные характеристики микропроцессоров ПК» 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Архангельск

2010

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение к курсовой работе 3

1. Классификация, структура и основные характеристики микропроцессоров 4

Введение 5

1.1. Основные понятия микропроцессоров 6

1.2. Классификация 10

1.3. Структура  и основные характеристики 12

2. Практическая  часть 16

2.1. Общая характеристика задачи  17

2.2. Описание алгоритма решения задачи  18

Список используемой литературы  21

Приложения  к работе 22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение  к курсовой работе

   В данной курсовой работе я подробно изучила назначение микропроцессоров. В теоретической части будут рассмотрены такие вопросы, как классификация микропроцессоров, их структуру и основные характеристики.

   В практической части моей курсовой работы я изучила данную задачу для расчета амортизации в бухгалтерии предприятия ООО «Александра». решила ее и привела все расчеты и таблицы.

   Курсовая  работа была выполнена на ПК: процессор  INTEL PENTIUM Socket 775 Core 2 Duo E4300 (1.8G, 2Mb, 800MHz). Операционная система Microsoft Windows XP Home Edition.

   Теоретическая часть выполнена в программе  Microsoft Word 2003.

   Практическая  часть выполнена в программе Microsoft Excel 2003. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Классификация, структура  и основные характеристики микропроцессоров

Введение

1.1. Основные  понятия микропроцессоров

1.2. Классификация

1.3. Структура  и основные характеристики 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

   Наиболее  важными компонентами любого компьютера, обуславливающими его основные характеристики, являются микропроцессоры, системные платы и интерфейсы.

   Микропроцессор (МП), или Central Processing Unit (CPU) – функционально законченное программно управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

     Микропроцессор  — главный вычислительный элемент  компьютера, его «сердце».

     На  первый взгляд, процессор — просто выращенный по специальной технологии кристалл кремния. Процессор содержит в себе множество отдельных элементов — транзисторов, которые в совокупности и наделяют компьютер способностью «думать». Точнее, вычислять, производя определенные мате матические операции с числами, в которые преобразуется любая поступающая в компьютер информация. Безусловно, один транзистор никаких особых вычислений произвести не может. Единственное, на что способен этот электронный переключатель — это пропустить сигнал дальше или задержать его. Наличие сигнала дает логическую единицу (да); его отсутствие — логический же ноль (нет).

     Каждый  процессор включает в себя миллионы транзисторов, но и самих процессоров для работы компьютера требуется немало. Помимо центрального процессора, который во всем мире принято обозначать аббревиатурой CPU (Central Processor Unit), схожими микросхемами оборудована практически каждая компьютерная «железяка».

   Процессор — это не просто скопище транзисторов, а целая система множества  важных устройств. 

1. Основные  понятия микропроцессоров

 

   Микропроцессор (МП) – центральное устройство ПК, предназначенное для управления работой всех блоков машины и для  выполнения арифметических и логических операций над информацией.

   В состав микропроцессора входят несколько компонентов:

• Устройство управления (УУ): формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.

    Упрощенная  функциональная схема УУ показана на рисунке 1.

Рис.1 Укрупненная функциональная схема УУ 
 

   На  рисунке 1 представлены:

   Регистр команд – запоминающий регистр, в котором хранится код команды: код выполняемой операции и адреса операндов, участвующих в операции. Регистр команд расположен в интерфейсной части МП, в блоке регистров команд.

   Дешифратор  операций – логический блок, выбирающий в соответствии с поступающим из регистра команд кодом операции (КОП) один из множества имеющихся у него выходов.

   Постоянное  запоминающее устройство микропрограмм – хранит в своих ячейках управляющие сигналы (импульсы), необходимые для выполнения в блоках ПК операций обработки информации. Импульс по выбранному дешифратором операций в соответствии с кодом операции считывает из ПЗУ микропрограмм необходимую последовательность управляющих сигналов.

   Узел  формирования адреса (находится в интерфейсной части МП) – устройство, вычисляющее полный адрес ячейки памяти (регистра) по реквизитам, поступающим из регистра команд и регистров МПП.

   Кодовые шины данных, адреса, инструкций – часть внутренней интерфейсной шины микропроцессора.

• Арифметико-логическое устройство (АЛУ): предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор).

   Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины: регистр 1 (Pr1) имеет разрядность двойного слова, а регистр 2 (Pr2) – разрядность слова.

   При выполнении операций в Pr1 помещается первое число, участвующее в операции, а по завершении операции – результат; в Pr2 – второе число, участвующее в операции (по завершении операции информация в нем не изменяется). Регистр 1 может и принимать информацию с кодовых шин данных, и выдавать информацию на них, регистр 2 только получает информацию с этих шин.

   Схемы управления принимают по кодовым шинам инструкций управляющие сигналы от устройства управления и преобразуют их в сигналы для управления работой регистров и сумматора АЛУ.

   АЛУ выполняет арифметические операции (+,-,*,:) только над двоичной информацией с запятой, фиксированной после последнего разряда, т.е. только над целыми двоичными числами.

   Выполнение  операций над двоичными числами  с плавающей запятой и над  двоично-кодированными десятичными числами осуществляется или с привлечением математического сопроцессора, или по специально составленным программам.

• Микропроцессорная память (МПП): предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в ближайшие такты работы машины; МПП строится на регистрах для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину один байт и долее низкое быстродействие).

    Микропроцессорная память состоит из быстродействующих  регистров с разрядностью не менее машинного слова. Количество и разрядность регистров в разных микропроцессорах различны: от 14 двухбайтных регистров у МП 8086 до нескольких десятков регистров разной длины у МП Pentium.

    Регистры  микропроцессора  делятся на регистры общего назначения и специальные.

    Специальные регистры применяются для хранения различных адресов (адреса команды, например), признаков результатов выполнения операций и режимов работы ПК (регистр флагов, например) и др.

    Регистры  общего назначения являются универсальными и могут использоваться для хранения любой информации, но некоторые из них тоже должны быть обязательно задействованы при выполнении ряда процедур. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Классификация

   Первый микропроцессор был выпущен в 1971 г. фирмой Intel (США) – МП 4004. В настоящее время выпускается несколько сотен различных микропроцессоров, но наиболее популярными и распространенными являются микропроцессоры фирмы Intel и Intel-подобные.

   

 

 
 

Рисунок 2. Классификация микропроцессоров 

   CISC (Complex Instruction Set Computing)

   С полным набором команд.

   Большинство современных ПК типа IBM PC используют МП этого типа.

   В CISC-процессорах для выполнения каждой команды используется своя микропрограмма, состоящая из набора микрокоманд. Каждая микрокоманда реализована на аппаратном уровне и выполняет какое-либо элементарное действие, необходимое для реализации различных команд. Конкретная команда процессора кодируется набором микрокоманд, образующих микропрограмму. Таким образом, программы формируются из команд процессора, а сами команды, в свою очередь, являются микропрограммами.

   RISC (Reduced Instruction Set Computing)

   С сокращенным набором команд.

   Микропроцессоры типа RISC содержат набор только простых, чаще всего встречающихся в программах команд. При необходимости выполнения более сложных команд в микропроцессоре производится их автоматическая сборка из простых. В этих МП на выполнение каждой простой команды за счет их наложения и параллельного выполнения тратится 1 машинный такт (на выполнение даже самой короткой команды из системы CISC обычно тратится 4 такта).