A blokk diagram a PC, a fő algoritmus a mikroprocesszor, processzor osztályok (CISC, RISC,

Strukturális PC rajz alap algoritmus a mikroprocesszor, processzor osztályok (CISC, RISC, MISC, VLIW).

Tsentralnyyprotsessor (CPU, illetve a központi feldolgozó egység - CPU; Engl központi feldolgozó egység, CPU, a szó szoros értelmében - központi feldolgozó egység). - előadóművész gépi utasítások, a hardver vagy a számítógép programozható logikai vezérlő; felelős a műveletek elvégzéséhez meghatározott programokat.

Mikroprocesszor - konfigurált processzort formájában nagyszabású integrált áramkörök (LSI-k kifejlesztése) és a zárt hermetikus kamra. Középpontjában a minden személyi számítógépen (PC) használatán alapuló mikroprocesszorok. A mikroprocesszor „agya” a számítógép. Ez végzi a programok végrehajtását számítógépen fut, és szabályozza a működését a többi készüléket a számítógéphez.

A főbb jellemzői a mikroprocesszor sebessége és kapacitása. Speed ​​- az elvégzett műveletek száma másodpercenként. Bit jellemzi az információk mennyisége, amely mikroprocesszor folyamatok egy művelet: egy 8-bites processzor egy műveletben folyamatok 8 bit információt, 32-bites - 32 bit. A sebessége nagymértékben meghatározza a számítógép teljesítményét. Az IBM PC mikroprocesszorok Intel által kifejlesztett, vagy harmadik féltől processzorok.

PC Szerkezeti diagram:

AL │ │ │ Muszáj │ │ │ NYILVÁNTARTÁSOKNAK

ALU - aritmetikai logikai egységgel. Ez biztosítja az alapvető műveletek feldolgozására információkat.

Bármilyen feladatot a számítógép elromlik különálló logikai műveleteket végezni bináris számokat, amelyeket elvégzett egy második, több százezer vagy millió ilyen ügyleteket. Összeadás, kivonás, szorzás és osztás - elemi által végrehajtott műveleteket ALU számítógépet. A teljes készlet ilyen műveletek az úgynevezett irányító rendszer, és azok végrehajtását a rendszer az alapja az ALU. Eltekintve a ALU aritmetikai és logikai egység tartalmaz egy eszközt műveletek végrehajtására, amely nem kerül át a kisülési a kisülés. Néha ezek a műveletek nevezzük logikai ÉS és logikai VAGY. Minden műveletet a ALU nyilvántartások - kijelölt sejtek ALU. elvégezni az egyszerű idő határozza meg a minimális idő a hozzáadott két operandus található regiszterekben. Abban az esetben. ha az egyik vagy mindkét kifejezés nem regiszterben, és egy memória eszközt (memória) is rögzítik szempontjából átviteli idő regiszterek és idő

felvétel a kapott összeget a memóriában. A legtöbb modern mikroprocesszorok, az idő néhány száz ns több ezredmásodperc.

W - a vezérlőberendezés vezérli a feldolgozási folyamatot, és biztosítja a kommunikációt a külső eszközöket. REGISZTEREK - belső média mikroprocesszor. Ez egy belső

CPU memória. Regisztrálja - három. Egy megtartja utasítás vagy utasítások, a másik kettő - az adatokat. Az utasítások szerint a processzor végezhet összeadást, kivonást, illetve összehasonlítása

Leniye tartalom adatnyilvántartások.

A fő mikroprocesszor határozza meg a számítógép teljesítményét. Az első verzió az IBM PC számítógép és az IBM PC XT alkalmazott modell Intel 8088 mikroprocesszor. IBM PC AT modell egy erősebb mikroprocesszor Intel 80286 és a teljesítménye is mintegy 5-6-szor nagyobb, mint az IBM PC XT. modellsorozat PC / 2 használatát egy erősebb mikroprocesszor Intel 80386. A teljesítmény körülbelül 3-4-szer nagyobb, mint az IBM PC AT, de ez a növekedés a termelékenység jelentős, elsősorban olyan alkalmazásokhoz, amelyek nagy mennyiségű számítási.

Jellemzők mikroprocesszorok. Mikroprocesszorok különböznek egymástól két jellemző: a típus (modell) és az órajel. A leggyakoribb Intel-8088 modell

80286, 80386SX, 80386 (DX), 80486 (SX, SX2, DX, DX2, DX4, stb), és a Pentium, ezek növekvő sorrendben kell felsorolni a teljesítmény és az ár. Azonos modell mikroprocesszorok lehet különböző órajel - minél magasabb az órajel, annál magasabb a termelékenység és az ár a mikroprocesszor.

Órafrekvencia 0ukazyvaet sok elemi műveletek (ciklus) mikroprocesszor végzi egy másodperc alatt. Az órajel frekvenciája megaherzben (MHz). Meg kell jegyezni, hogy a különböző modellek mikroprocesszorok ugyanazt a műveletet (például összeadás vagy szorzás) különböző számú órajel ciklus. A fenti modell a mikroprocesszor, a kevésbé szükséges ciklusok ugyanazok a műveletek. Ezért az Intel 80386 mikroprocesszor dolgozik kétszer olyan gyors, mint az Intel-80286 ugyanazzal

Társprocesszorokat. Mikroprocesszorok 8088, 80286, 80386 úgy vannak kialakítva, hogy lehetővé teszi, hogy használja számtani társprocesszorokat 8087, 80287, 80387, a cég „Intel” rendre.

Specialized co-processzor gyorsabb feldolgozása számok helyen úszni. Ezek egyszerre képes a szokásos műveletek mellett, kivonás, szorzás, és elosztjuk, és így tovább

komplex műveleteket, mint például a kiszámítása trigonometrikus függvények.

Szerkezetileg rejlő mikroprocesszor jelek a koprocesszor támogatja egy művelet, majd megkapja a feldolgozás eredményeit. Ahhoz, hogy használni aritmetikai koprocesszor, amely egy része a számítógép programokra van szükség, amelyek ki különleges kódok futtatásához szükséges koprocesszor.

Aritmetikai műveletek - a műveletek, mint az összeadás, kivonás, szorzás, osztás, és mások.

Logikai műveletek - ezeket a műveleteket, mint egy összehasonlítást, és módosítsa a feljegyzést, a logikai AND és OR logika, kivéve ellenőrzi a maszkot, és így tovább.

IO - ez műveletek, mint a start, stop, kihallgatni az input-output eszköz, csatorna szkennelés, és így tovább.

Az alapvető algoritmus a processzor.

A központi processzor algoritmus.

Minden processzor algoritmus leírható három sorban

Ahhoz azonban, hogy teljes képet kell határozni logikai áramköröket végeznek bizonyos parancsokat, számító fizikai mennyiségek és az a funkciója, aritmetikai logikai egységgel

Megjegyezzük, hogy elolvasása után a következő parancs feldolgozó IC növeli a parancs hossza. Ezért a következő alkalommal, amikor a ciklus törzsének CPU elolvassa és végrehajtja a következő parancsot a program, majd egy másik, és így tovább. D. A ciklus akkor ér véget, amikor a találkozó, és egy speciális parancs lesz végrehajtva „stop.” Ennek eredményeként, a számítógép automatikusan, emberi beavatkozás nélkül, a parancs csapat lesz az egész csapat egészét.

Automatizmus a processzor, a képesség, hogy végre hosszú szekvenciák parancsok emberi beavatkozás nélkül - az egyik fő része kiemeli számítógép univerzális információ-feldolgozó gépek.

ELVE a szoftver.

A memória a gép úgy, mint egy hosszú oldalon áll, hogy az egyes sorokban. Minden sor az úgynevezett memória cella, és viszont, kategóriákra bontva. A tartalma vagy a kisülési lehet 0 vagy 1. Ezért bármely olyan memória cella van rögzítve egy sor

Minden számítógép működik alapvetően azonos módon. Valahányszor nézett a számítógép memóriájában, meghatározza a nullák és egyesek eltárolja a sejtekben. Számítógépes végzi emberi beavatkozás nélkül nem csak egy csapat, hanem egy hosszú utasítások sorozata (a program). Ez az egyik alapelve az, számítógép - software gazdálkodás elvét.

számítógép memóriájában bemenettel és kimenettel.

Általános nézet a gép parancsokat lehet:

Vipera. Ha a számítógép programot a program számláló egymás belépett a sejtek száma, amely a végrehajtható utasítások, parancsok maguk kerülnek a használati nyilvántartás, és az összeadó előfordulhat számtani. Az összeadó is van egy cellában - a köztes számítási eredmények. Megjegyezzük, hogy a parancs a modern számítógépek fér több memória sejtek.

A fő funkcionális komponensek a processzor

Előrejelzője ágak: elágazás-előrejelző készülék megpróbálja kitalálni műveletsor végrehajtása minden alkalommal, amikor egy program tartalmaz egy feltételes ugrás, hogy az előzetes letöltési egység kapna és dekódolni utasításokat előzőleg készített.

Blokk lebegőpontos. Egy harmadik modul elvégzi belül Pentium, elvégzi nem egész számítás

Elsődleges gyorsítótár: Pentium két vnutrichipovyh cache 8KB, az egyik az adatokat és utasításokat, amelyek sokkal gyorsabb, mint a nagyobb külső másodlagos gyorsítótár.

Bus interfész: vesz egy keveréke kód és az adatok a CPU-ba, elválasztja őket, amíg készen áll a használatra, és újra felépül, kiküldése.

Ábra. 1 Belső processzor szerkezete

Szinte minden, ami érinti a leggyakoribb történetét feldolgozó - szinte minden művelet elvégezhető egy sorozat egyszerű utasításokat, leírtakhoz hasonló.

Osztályba tartozó processzorok (CISC, RISC, Misc, VLIW).

Az a képesség, hogy végre több gép utasítást egy órajel ciklusra. Az advent a technológia vezetett jelentős növekedése a termelékenység.

Complex Instruction Set Computing - kiszámítása összetett utasításkészlet. Processzor alapuló komplexitás; utasításkészletet. Tipikus képviselőik CISC Intel x86 mikroprocesszorainak (bár sok éven át, ezek a processzorok CISC csak külső irányító rendszer).

Egyszerűsített sor parancs célja, hogy csökkentse a szállítószalag, elkerülve ezáltal a késedelmeket műveletek feltételes és feltétlen ugrik. Egy egységes nyilvántartást egyszerűsíti a munkát a fordító optimalizálása során a végrehajtható kódot. Továbbá, RISC-processzorok kevésbé különböznek energiafogyasztás és hőleadás.

Az elsők között felismerések Ennek a felépítésnek lehettek MIPS processzor, PowerPC, SPARC, Alpha, PA-RISC. A mobil eszközök széles körben használják az ARM-processzor.

Minimum utasításkészlet Computer - Számítástechnikai minimális parancsokat. Továbbfejlesztése, az ötleteket a csapat Chuck Moore, aki úgy véli, hogy az elv az egyszerűség, az eredetit a RISC-processzor, túl gyorsan visszahúzódott a háttérbe. A hő a harc a maximális teljesítmény, RISC megelőzte sok CISC processzorok komplexitását. MISC architektúra alapja egy rakás számítógépes modellek korlátozott számú utasítás (20-30 csoportok).

Vliw - Extra hosszú utasítás szó. Processzor egy hangsúlyos párhuzamos számítási, beépítve a rendszerbe parancs processzor. Ezek alapján az EPIC architektúra.

A „Megszakítás”, a besorolás a megszakítások (hardver és szoftver).

Megszakítás (angol interrupt.) - a jel, ami megmondja a processzor bekövetkezte esetén. Ebben az esetben a végrehajtás a jelenlegi parancssort felfüggesztésre kerül, és vezérlés átkerül egy megszakítás-kezelőre, amely reagál az eseményre, és arra szolgál, és akkor visszaadja a vezérlést a megszakított kódot.

Attól függően, hogy a forrás előfordulása a megszakítási van osztva:

- aszinkron vagy külső (hardver) - az eseményeket, amelyek eredete a külső forrásokból (például perifériális eszközök), és előfordulhat meg bármilyen tetszőleges időpontban: a jelet az időzítő, hálózati kártya, vagy egy lemezmeghajtó, a billentyűzet interfész, az egér mozgását;

- szoftver (egy speciális esete a belső interrupt) - által kiváltott végrehajtását egy speciális utasítást a program kódját. Szoftver megszakítások általában használják utal a funkciók a beépített szoftver (firmware), eszközmeghajtók és az operációs rendszer.

A „csapda” (Eng. Trap) néha használják a szinonimájaként „megszakítás”, vagy „belső megszakítást”. Jellemzően a használat van beállítva, hogy a gyártó külön processzor dokumentációt.

Megszakítása. Megszakítás feldolgozás.

Megszakítások vannak olyan mechanizmust, amely lehetővé teszi koordináta

párhuzamos működése az egyes készülékek a számítástechnikai rendszer és

reagál a különleges állapot az üzemeltetés során a processzor.

Megszakítás - egy kényszerű irányítás átadása futás

programot a rendszer, és rajta keresztül a megfelelő kezelési program

szakítsa meg, amely akkor jelentkezik, amikor egy adott eseményt. A fő célja a bevezetése

Megszakítás - végrehajtása aszinkron mód és a párhuzamosság

Az egyes számítógépes rendszer eszközök. megszakítás mechanizmus

által megvalósított hardver és szoftver eszközökkel.

Megszakítás szerkezet rendszerek nagyon eltérő lehet, de mindannyian

van egy közös jellemzője - a megszakítás minden bizonnyal megváltozásához vezet

érdekében utasítás végrehajtása a processzor. A mechanizmus kezelésére megszakítások

Ez magában foglalja a következő elemeket:

1. A létesítmény a megszakítás (vételi és azonosító jel

2. tárolása a folyamat megszakad állapotban (folyamat állapotban

határozza meg a program számláló értéke, a regiszterben

CPU üzemmód leírás: egyéni vagy

3. A vezetés a hardver megszakítás kezelő vezetünk. ebben

szakítsa feldolgozás, valamint a megfelelő nyilvántartások a szavak

4. tárolása a megszakított program, amely nem lehet menteni

felhasználásával működő eszközök.

5. megszakítás feldolgozás. A munkát lehet végezni ugyanazt

rutin, ami átkerült a vezetés a 3. lépés, de az OS

Ez a kezelés a leggyakrabban valósul hívja acc. szubrutint.

6. Az behajtására vonatkozó információkat a megszakított folyamat.

7. Vissza a megszakított programot.

Az első három lépést végre hardver, és a többi -

A fő funkciók az interrupt-mechanizmus:

1. elismerését vagy besorolás megszakítás.

2. Az irányítás átadása megszakítás kezelő.

3. Megfelelő visszatér a megszakított programot

Az átmenet a megszakított programot a processzor és a hátsó kell

Ez tette a lehető leghamarabb. Az egyik leggyorsabb módszerek

ODS asztalra. egy listát az összes érvényes a számítógép

megszakított programot, mielőtt átadja a vezérlést a felvezető, tartalmát

CPU regiszterek tárolását, akár a memóriában, vagy egy közvetlen hozzáférést

megszakítás szolgáltatás. A jelenléte egy megszakítási jel nem feltétlenül

ne okozzon megszakítása Egy futó programot a processzor

védelmét élvezik rendszer megszakítja: letiltása Megszakítás vagy a rendszer

tilalom vagy elfedő külön megszakítás jeleket. szoftver

Az ilyen alapok kezelése lehetővé teszi az operációs rendszer beállításához a jelfeldolgozó

megszakítás. A processzor képes kezelni a megszakítások érkezésekor azonnal

Megszakítás, elhalasztja azok feldolgozása egy ideig, teljesen

figyelmen kívül hagyni. megszakítás műveleteket jellemzően csak azt követően

befejezése az aktuális parancs. Mivel a megszakítás jeleket

fordul elő tetszőleges alkalommal, lehet, abban az időben a megszakítás

létezik több megszakítás jeleket, amelyeket fel lehet dolgozni

Csak következetesen. Feldolgozni a megszakítás jeleket egy ésszerű

sorrendben vannak hozzárendelve prioritásokat. Különleges vezetési programot

nyilvántartások maszkok lehetővé teszi, hogy végre a különböző szolgáltatási területen:

1) a relatív prioritás. Ha ez a szolgáltatás sem szakad

jelenlétében kéri a magasabb prioritással. vége után

ez a szolgáltatás kérés (áram), a legmagasabb lekérdezés kiszolgált

prioritás. a szervezet az ilyen fegyelemre van szükség a program

szerelni a kérelem előírni maszk az összes többi megszakítás

vagy egyszerűen kikapcsolja a megszakítási rendszer.

2) az abszolút prioritás. Mindig fenn a legnagyobb feladat

prioritás. Ennek a végrehajtására fegyelem kérés feldolgozása

megszakítások elfedi az összes megszakítást alacsonyabb prioritást élvez. Ebben az esetben,

lehetséges többszintű megszakítás t. e. a megszakítás feldolgozó program

megszakítás. A több megszakítás szint ebben a módban függ

A prioritás egy köteg kérés: LCFS - Utolsó érkezési sorrendben, így

e. kérést magasabb prioritású megszakíthatja kérésre

alacsony prioritású. Ha a megszakítás kérés rendszer

azonosítja megszakítási és megszakítja, ha be van kapcsolva,

vezérlés átkerül acc. interrupt-rutin.

Eszközök részt, amelyben az a szövegkörnyezet tartósítás

megszakított feladat és egyben utolsó rész, amelyben a

a rehabilitációs programok keretében, hogy megszakítja a rendszer nem reagál többé

jel a megszakítási kérelmet. Ez megszakítja a rendszer automatikusan

letiltja a megszakításokat, ezért meg kell szakítani rutinok

újra engedélyezné ez a megszakítás kezelő rendszer. Tehát, az időtartam

A központi feldolgozó rész megszakítja Megszakítás engedélyezve időben

működni utolsó részben megszakító feldolgozási rutin kell

le, és helyreállítása után a megszakított feladat keretében szerepel

újra. Ezek végrehajtandó műveletek minden megszakítás feldolgozás. -ban

Sok OS 1 interrupt feldolgozás szakasz kerül egy speciális

szoftver modul hívott. felügyelő megszakítja.