Классификация процессоров

Универсальный процессор – содержит сумматор и не менее трех регистров с системой приема, передачи и преобразования кодов операндов и команд. Может выполнять все логические и арифметические операции.

Функциональный процессор – содержит несколько операционных блоков или специализированных процессоров. Применение специализированных процессоров, ориентированных на определенный тип выполняемых команд, позволяет упростить их структуру и получить максимальное быстродействие для используемой элементно-технологической базы (упрощаются управляющие цепи, уменьшается количество логических уровней логического преобразования информационных сигналов, а также снижается величина задержек сигналов в узлах процессорных блоков). Стековые процессоры - отличаются от универсальных процессоров тем, что их регистровое сверхоперативное запоминающее устройство (СОЭУ) реализовано в виде стека. Стековые безадресные процессоры предназначены для выполнения программ, написанных на проблемно-ориентированных языках программирования высокого уровня.

Короткий формат безадресных команд позволяет эффективно использовать информационный объем ОЗУ для хранения программ. Применение стека значительно увеличивает производительность процессора и уменьшает количество обращений к ОЗУ за операндами и промежуточными результатами вычислений.

Недостатком стекового процессора является сложность организации стековой регистровой памяти большой глубины. Значительные задержки передачи управления при выполнении команд условного и безусловного переходов. Конвейерные (магистральные) процессоры. Для повышения производительности процессора можно разбить все микрооперации выполняемых команд на (т) фаз и каждую фазу выполнять в специализированном блоке. Пары операндов в этом случае принимаются из ОЗУ и передаются последовательно в первый, второй и последующие операционные блоки. В каждом такте передачи выполняются некоторые элементарные преобразования. Окончательный результат для первой пары операндов получается через (т> тактов. После заполнения «конвейера» операционных блоков парами операндов результаты выполнения команд будут получаться каждый такт. Следовательно, чем больше фаз выделяется для выполнения команд, тем выше производительность

В качестве специализированных операционных блоков могут быть использованы блоки сравнения порядков чисел, сложения (умножения) мантисс и т.п. Конвейерный процессор эффективно обрабатывает непрерывные потоки операндов. Векторные процессоры - ориентированы на обработку данных, представленных в виде векторов. Этот процессор имеет в своем составе достаточно аппаратных средств для обработки параллельно одной строки или столбца матрицы. По принципу работы могут быть конвейерными.

Матричные процессоры - по принципу организации похожи на векторные. Одновременно могут обрабатывать параллельно элементы матрицы. Для этого в единую структуру под общим управлением объединяют большое количество специализированных процессоров. Для загрузки таких процессоров могут использоваться универсальные процессоры.

Ассоциативные процессоры - представляют собой матричные процессоры с ассоциативным ОЗУ. Эффективно реализуют операции поиска на равенство операндов, упорядочивания выборки операндов, выбора наибольшего (наименьшего) числа, выборки чисел из заданного диапазона и т.п.