Вопрос №1 Развитие микропроцессоров.

1971 процессор Intel 4004 – частота 108КГц, 2300 транзисторов, 10микронная технология, 4–х разрядная шина, адресация 640 байт памяти. Использование в схемах управления светофарами, межпланетная станция NASA. Размер с ноготь, стоимость 200$, выполнял 60000 операций в секунду.

1972 – i8006 – 8 – разрядный процессор, тактовая частота 200 КГц, 3,500 тысячи транзисторов, технология 10 микрон, ШД – 8 разрядная. 16 Кбайт памяти. Использовался в программных калькуляторах.

1974 – i8080, содержал 6000 транзисторов, 64 Кбайт памяти, интерпретатор Basic. Данный процессор очень много копировался и в конце 1975 несколько инженеров компании intel создали Zilos которая выпустила Z80 – улучшенная версия 8080, частота от 2,5 до 19 МГц, 8500 тыс. транзисторов, памяти 64 Кбайта.

1976 – i8085 – 6500 тыс. транзисторов, частота 5 МГц., 3 микронная технология, в этом же году компания Motorola разработала семейство процессоров 68000 – данные процессоры благодаря низкой цене (25$) использовались в первых ПК Apple 1,2.

1978 – i8086. x86 – 16 – разрядный, частота 4,77 МГц, 29000 транзисторов, 20 – разрядная шина адреса, адресация в памяти в 1Мб. Упрощенная версия i8080(1979) – внешняя ШД была 8 - разрядной, что позволило обеспечить совместимость с i8085 и снизить стоимость системных плат. С этого процессора начинается обратная совместимость.

1982 – i286 – 134000 транзисторов, 16 – разрядный, в 3 раза эффективней других 16 – разрядных процессоров, был основным при соэдании компьютеров PC AT. ША – 24 - разрядная.

1985 – i386 – 275000 транзисторов, выполнял 5 млн. операций в секунду.

1989 – i486 – 1,2 млн. транзисторов, первый встроенный сопроцессор.

1993 – Pentium – 3,1 млн. транзисторов, 9 млн. операций в секунду.

1995 Pentium Pro – первый процессор 6 поколения. 5,5 млн. транзисторов до 300000 млн. операций в секунду. Строился на кристалле.

1997 – Pentium 2 – 7,5 млн. транзисторов с него начинается DIB – КЭШ отдельно, динамическое исполнение команд.

1999 – Penyium 3.

2001 – Pentium 4 – 2 ГГц.

2002 - Pentium 4 – 3,08 ГГц.

2003 – intel titanium – 64 разрядный.

2005 – двух ядерные процессоры.

1999 – AMD – Athlon.

2000 – Duron – меньший объем КЭШ памяти.

2003 – Athlon 64 разрядный.

Вопрос №2 Режимы работы процессора:

1. Реальный – первоначально использовался в процессорах i8086 и i8088; 16 разрядные команды, 16 разрядные внутренние Рг, обращение к памяти в 1Мбайт, ША=20. Все программы могли выполнятся на процессоре i286, но намного быстрее т.е. была полная совместимость. Для ПО использовался однозадачный режим работы (одновременно – 1 задача), нет встроенной защиты от взаимного влияния программ, что приводит к искажению данных др. программ или к зависанию ПК. Использовалась сегментная память. Размер сегмента 64 К, контроля предела сегмента нет. Все процессоры Intel, AMD, Cyrix начинают работать при включении питания в реальном режиме. При загрузке 32-разр. ОС автоматически переключает процессор в 32-разр режим и управляет им в этом режиме.

2. Защищённый – 1-ый 32-разр. процессор i386. 32 разрядная система команд, 32разр ОС и приложения. Режим работы защищённый т.к. имеются спец. аппаратные средства для исключения взаимного влияния программ. Обращение к памяти объёмом 4 Гб, наличие страничной памяти, виртуальной памяти размером 64 Тбайта. Сегментация сложная, используются дискриптеры и механизм привилегий. Размер сегмента равен 1Мбайт, при использовании страничной памяти 4Гбайта.

3. Виртуальный режим – для обратной совместимости 32-разр системы Windows использовался виртуально-реальный режим. Это режим выполнения 16-разр среды реализованный внутри 32 разр. защищённого режима. При выполнении команд DOS внутри Windows создаётся виртуальный сеанс реального режима. Поскольку защищённый режим является многозадачным то можно выполнить несколько сеансов реального режима. Все приложения могут выполняться одновременно. При этом идёт обращение к памяти в 1Мб. Каждая виртуальная машина получает собственный набор реальных аппаратных подпрограмм управления аппаратурой, при чём при этом эмулируются все регистры и возможности реального режима.