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Fondamenti di architettura del microprocessore

Fondamenti di architettura del microprocessore


Inventato nel 1947, transistori sono stati i primi microprocessori. William Shockley e John Bardeen e Walter Brattain ricevette il premio Nobel per questa invenzione. Un altro premio Nobel vincitore, Jack Kilby, del Texas, ha organizzato il gruppo di transistor su un'unica piattaforma di inventare il chip integrato (IC). Questo è stato il fondamento su cui sono stati sviluppati microprocessori. Il microprocessore è un singolo chip che integra tutte le funzioni di un'unità di elaborazione centrale (CPU). Diversi produttori utilizzano vari componenti, ma ci sono alcuni componenti di base che contengono tutti i microprocessori.

Unità logica e aritmetica

In questa parte del processore, operazioni aritmetiche e logiche sono calcolate. Le opere di aritmetica e logica Unit (ALU) insieme con l'Array registratevi per molte di queste operazioni, concretamente, l'accumulatore e bandiera registra. L'ALU ha diversi sottocomponenti a svolgere compiti diversi. Porte logiche eseguono addizioni e sottrazioni, e con alcuni altri "vipere", essi possono eseguire la sottrazione. Precedenti processori utilizzati chip aggiuntivi o un metodo diverso per eseguire moltiplicazioni e divisioni, ma successive processori eseguono le operazioni con l'hardware a virgola mobile all'interno della CPU. Operazioni di confronto confronta i valori diversi, a correlazione distinta tra loro. Lo Shift register esegue l'operazione di spostamento in cui i bit vengono spostati all'interno di una parola.

Unità di controllo

Come dice il nome, la centralina gestisce le operazioni della CPU mediante l'emissione di segnali di controllo per le altre parti di processori, istruendoli sul prossimo compito performante. Un decodificatore converte i segnali ricevuti e determina l'azione successiva. Il timer o l'orologio è necessario assicurarsi che tutte le operazioni vengono eseguite al momento giusto. Invia segnali ad altre parti della CPU e assicura che l'azione è portato via quando viene rilevato un impulso. Circuiti di logica di controllo creare i segnali di controllo per informare l'ALU e la matrice di registrare l'azione successiva e cosa fare con i risultati.

Matrice di registro

Ogni registro agisce come una memoria della CPU stessa. Si compone di diversi tipi di registri. Il Program Counter (PC) contiene l'indirizzo dell'istruzione successiva per garantire la corretta esecuzione. Registro di istruzione (IR) contiene l'istruzione corrente nella CPU mentre viene decodificato ed eseguito. In questo modo, il IR accelera il processo di esecuzione. L'accumulatore (A, o ACC) contiene i risultati eseguiti da ALU. Ogni istruzione ottenuti o dati in primo luogo viene inseriti nella memoria Buffer di registro (MBR). Dopo aver determinato l'istruzione successiva, i dati vengono spostati per la posizione specifica. Il Flag contiene i flag di status 1 bit appropriato, che vengono cambiati a causa di operazioni che coinvolgono la ALU.

Bus di sistema

Il Bus di sistema è un sistema di tre gruppi di cablaggio che trasporta i dati tra i componenti della CPU. Il bus di controllo trasmette i segnali che controllano e coordinano le diverse attività all'interno della CPU. Il Bus dati consente la comunicazione bidirezionale tra il processore, la memoria e le periferiche. I fili più o "larghezza" ha il Bus dati, maggiore è la quantità di dati che possono essere trasferiti simultaneamente. Il Bus di indirizzo collega il microprocessore con memoria. Trasporta i segnali relativi agli indirizzi che della CPU sta elaborando.