Классификация, структура и основные характеристики микропроцессоров ПК

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ  ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ ИНФОРМАТИКИ 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по  дисциплине “Информатика”

на тему: «Классификация, структура и основные характеристики микропроцессоров ПК»  
 
 
 

Студент: Кускова Александра Дмитриевна

     (Ф.И.О.)

                                           Специальность МО         Группа 1 поток (вечер)

№ зачетной книжки 10ММБ00400

Преподаватель: доц.    Артюшков Игорь Владимирович  

(Ф.И.О.) 
 

Брянск  – 2012

Оглавление

     Введение……………………………………………………………………..3

    1. Теоретическая часть

    1.1. Классификация микропроцессоров ………………………………..4 - 8

    1.2. Структура микропроцессоров ……………………………………...8-11

    1.3.Основные характеристики микропроцессоров ПК ………………11-12

    Заключение……………………………………………………………...12-13

    2. Практическая часть

    2.1 Общая характеристика задачи……………………………………..13-16

    2.2 Описание алгоритма решения задачи……………………………..16-25

    Список  используемой литературы………………………………………...26 
Введение

    Для написания курсовой работы по информатике  мною была выбрана тема: «Классификация, структура и основные характеристики микропроцессоров Персональных компьютеров (ПК)».

     Актуальность  этой темы состоит в том, что микропроцессор компьютера является основой современной  компьютерной техники. Компьютерная техника  важное звено современного прогресса. Она обеспечивает работу современных станков, контроль технологических процессов на производстве, связь на всех уровнях (от межгосударственного до бытового). С помощью нее проводятся сложные и трудоемкие расчеты, что значительно ускоряет процессы конструирования, разработки, фундаментальные исследования, то есть задает темпы прогресса. И в зависимости от того, как будет в будущем меняться мощность этой маленькой детали, будет зависеть производительность всей компьютерной техники в целом. Полученные в ходе написания работы знания могут пригодиться и в обыденной жизни, например при приобретении персонального компьютера.

     Для раскрытия выбранной темы необходимо рассмотреть ряд таких  вопросов, как: структура микропроцессора, его характеристики, а также классификацию микропроцессоров персонального компьютера.

     В практической части необходимо решить задачу о бухгалтерии предприятия  ООО «Александра» в приложении Excel,  после чего записать алгоритм решения в самой курсовой работе.  Полученные в ходе выполнения задачи практические знания, во-первых, подготовят для работы  с ПК конкретно в области деятельности будущей профессии, во-вторых, закрепят навыки работы в приложении Microsoft Excel.  
 

    Теоретическая часть

1. Классификация микропроцессоров

 

    С момента создания первого однокристального (то есть выполненного как одна микросхема) микропроцессора (процессор 4004, выпущенный корпорацией Intel в 1971 году) темпы развития технологий в этой отрасли промышленности постоянно увеличиваются. Поиски решений, нацеленных на достижение как можно большей продуктивности и эффективности, ведутся множеством фирм и исследовательских коллективов. Интенсивная работа привела к созданию тысяч разновидностей процессоров. На схеме, приведенной на рис. 1.1., показаны только наиболее важные критерии, по которым можно классифицировать современные процессоры.

    

    

      

    

    

      

      

      …                                                    …                               

 …

 

      

      Рис 1.1. Классификация микропроцессоров

    На  рис 1.1. используются следующие сокращения:

    CISC ( Comlex Instruction Set Computing) – процессоры с полным набором команд;

    RISC (Reduced Instruction Set Computing) – процессоры с сокращенным набором команд;

    VLIW ( Very Long Instruction Word) – процессоры с набором длинных команд, у которых одна команда содержит описание сразу нескольких операций;

    MISC (Minimal Instruction Set Computer) – процессоры с минимальным набором длинных команд.

    По  числу больших интегральных схем (БИС) в микропроцессорном комплекте  различают микропроцессоры однокристальные, многокристальные и многокристальные секционные.

    Однокристальные микропроцессоры получаются при  реализации всех аппаратных средств  процессора в виде одной БИС или  СБИС (сверхбольшой интегральной схемы). По мере увеличения степени интеграции элементов в кристалле и числа  выводов корпуса параметры однокристальных  микропроцессоров улучшаются. Однако возможности однокристальных микропроцессоров ограничены аппаратными ресурсами  кристалла и корпуса. Для получения  многокристального микропроцессора  необходимо провести разбиение его  логической структуры на функционально  законченные части и реализовать  их в виде БИС (СБИС). Функциональная законченность БИС многокристального  микропроцессора означает, что его  части выполняют заранее определенные функции и могут работать автономно.

    На  рис 1.2. (а) показано функциональное разбиение структуры процессора при создании трехкристального микропроцессора (пунктирные линии), содержащего БИС операционного (ОП), БИС управляющего (УП) и БИС интерфейсного (ИП) процессоров.

      

    Рис 1.2. Функциональная структура процессора (а) и ее разбиение для реализации процессора в виде комплекта секционных БИС.

    Многокристальные  секционные микропроцессоры получаются в том случае, когда в виде БИС  реализуются части (секции) логической структуры процессора при функциональном разбиении ее вертикальными плоскостями (рис. 1.2. (б)). Для построения многоразрядных микропроцессоров при параллельном включении секций БИС в них добавляются средства "стыковки".

    По  назначению различают универсальные  и специализированные микропроцессоры.

    Универсальные микропроцессоры могут быть применены  для решения широкого круга разнообразных  задач. При этом их эффективная производительность слабо зависит от проблемной специфики  решаемых задач. Специализация МП, т.е. его проблемная ориентация на ускоренное выполнение определенных функций позволяет  резко увеличить эффективную  производительность при решении  только определенных задач.

    Среди специализированных микропроцессоров можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных  последовательностей логических операций, математические МП, предназначенные  для повышения производительности при выполнении арифметических операций за счет, например, матричных методов  их выполнения, МП для обработки  данных в различных областях применений и т. д..

    По  виду обрабатываемых входных сигналов различают цифровые и аналоговые микропроцессоры. Сами микропроцессоры - цифровые устройства, однако могут  иметь встроенные аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Поэтому входные аналоговые сигналы  передаются в МП через преобразователь  в цифровой форме, обрабатываются и  после обратного преобразования в аналоговую форму поступают  на выход. Отличительная черта аналоговых микропроцессоров способность к  переработке большого объема числовых данных, т. е. к выполнению операций сложения и умножения с большой  скоростью при необходимости  даже за счет отказа от операций прерываний и переходов.

    По  характеру временной организации  работы микропроцессоры делят на синхронные и асинхронные.

    Синхронные  микропроцессоры – это те, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов).

    Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции.

    По  организации структуры микропроцессорных  систем различают микроЭВМ одно - и многомагистральные.

    В одномагистральных микроЭВМ все  устройства имеют одинаковый интерфейс  и подключены к единой информационной магистрали, по которой передаются коды данных, адресов и управляющих  сигналов.

    В многомагистральных микроЭВМ устройства группами подключаются к своей информационной магистрали. Это позволяет осуществить  одновременную передачу информационных сигналов по нескольким (или всем) магистралям. Такая организация систем усложняет  их конструкцию, однако увеличивает  производительность.

    По  количеству выполняемых программ различают  одно - и многопрограммные микропроцессоры.

    В однопрограммных микропроцессорах выполняется только одна программа. Переход к выполнению другой программы  происходит после завершения текущей  программы.

    В много - или мультипрограммных микропроцессорах одновременно выполняется несколько (обычно несколько десятков) программ. [1, с.225]

2. Структура микропроцессоров

 

    В современной электронике микропроцессором называют специальную микросхему, которая  предназначена для выполнения некоего  набора сложных функций по управлению тем либо иным электронным устройством. Микропроцессор — это сердце любого компьютера. Но не только. Те же технологии, которые применяются в компьютерах, с успехом применяются и в  более простых электронных устройствах.

    В состав микропроцессора входят следующие  устройства:

1. Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Выполняет несколько простейших арифметических (сложение, вычитание) и логических (И, НЕ, ИЛИ) операций. [2, с. 303] Эти операции составляют подавляющее большинство программного кода в большинстве программ. Все операции в АЛУ производятся в регистрах - специально отведенных ячейках АЛУ.  В процессоре может быть несколько АЛУ. Каждое способно исполнять арифметические или логические операции независимо от других, что позволяет выполнять несколько операций одновременно.
2. Устройство управления (УУ). Осуществляет координацию 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.