1.Основная функция ЭВМ, микроЭВМ, микропроцессор, микропроцессорная однокристальная микроЭВМ. ЭВМ – это техническое средство, предназначенное для автоматического преобразования информации. МикроЭВМ - это сокращенное наименование микронной ЭВМ по сравнению с большой ЭВМ это одна микросхема, но по работе они схожи. Микропроцессор представляет собой автономный полупроводниковый прибор, состоящий из одной или нескольких программно управляемых БИС, включающий в себя все средства, необходимые для обработки информации, управления и рассчитанную на совместную работу с устройствами памяти и ввода/вывода информации. МикроЭВМ это ЭВМ состоящая из микропроцессора, полупроводниковой памяти, средств связи с периферийными устройствами и при необходимости пульта управления и источника питания, объединен общенесущей конструкцией. Однокристальная микроЭВМ - это микроЭВМ выполненная в виде одной БИС. В этой интегральной системе размещается процессор, постоянное запоминающее устройство(ПЗУ) для хранения программы, оперативное запоминающее устройство(ОЗУ) для хранения промежуточных данных(входных, выходных) и результата средства ввода/вывода(порты).

2.Микропроцессорные средства, контроллер, микроконтроллер, мультипроцессорная система. Контроллер – устройство управления, выполненное в виде одной БИС. Многопроцессорная (мультипроцессорная) система [multiprocessor system] — вычислительная система, имеющая два или более взаимосвязанных процессоров, использующих общую память и управляемых единой операционной системой или обслуживающих общий поток заданий.  (Мультимикропроцессорная (или мультипроцессорная) система — система, которая образуется объединением некоторого количества универсальных или специализированных МП, благодаря чему обеспечивается параллельная обработка информации и распределенное управление.)

Микропроцессорные средства, МП комплекты- однокристалл(одноплатные) МК. Контроллер – устройство управления, выполненное в виде одной БИС. Микроконтроллерная система- управляющая информационная или иная специализированная система, построенная, на базе МП средств, включающая также средства сопряжения с объектом. Мультипроцессорная система- система, в которой используется более 1-го МП, которые используют общую память и управляются единой операционной системой и обслуживают общий поток заданий, в ней путем объединения некоторого числа универсальных или специальных МП(МК) обеспечивается параллельная обработка информации и распределенное управление.

3.Мощность микропроцессора, mips, mflops.

Мощность микропроцессора - способность обрабатывать данные, ее принято оценивать 3 основными характеристиками:

1)длиной слова данных. Наиболее часто микропроцессоры сравнивают по длине слова данных. В настоящее время являются типичными слова 8, 16, 32 бита. Разрядность обрабатываемых данных определяется точностью вычислений.

2)кол-вом адресуемых слов памяти. Количество слов или байтов памяти, которым он может адресоваться напрямую. Чем больше максимальное значение памяти, которое может обращаться в микропроцессор, тем выше его вычислительная мощность. Диапазон адресации 8 битового слова=256 словам памяти, а 16=65536 байт. Обычно диапазон адресации не ограничен длиной слова. Для 8 и 16 разрядности микропроцессора обычный диапазон адресации 65536 слов, но имеются микропроцессоры с существенно большей длиной памяти. Объем памяти выражается в байтах или словах.

3)скоростью выполнения команд. Косвенным параметром является тактовая частота, но простое сравнение тактовой частоты может привести к неверным выводам, т.к. одна и та же программа выполняется за различное число тактов. Быстродействие микропроцессоров определяется числом выполняемых операций в секунду. Команды определяются видом: регистор-регистор, регистор-память, умножение, деление. Очень часто быстродействие ЭВМ определяется длительностью выполнения коротких текстовых программ. MFLOPS. Million Floating-Point Operations Per Second – миллион операций с плавающей запятой в секунду. Единица быстродействия процессора или компьютера. Одной из альтернативных единиц измерения производительности процессора (по отношению к времени выполнения) является MIPS - (миллион команд в секунду).

4.Схемотехнологическая реализация БИС и микропроцессоров. Основные характеристики униполярных структур (PMOS, NMOS, CMOS, HCMOS), биполярных (ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ), BiCMOS. Скозной ток. Зависимость тока потребления микросхем CMOS,HCMOS от частоты переключения

В цифровых устройствах применяются интегральные микросхемы – униполярные (МОП – Ме-Оксид-Полупроводник) схемы MOS и биполярные (используются носители двух типов основные и неосновные). Имеются три МОП структуры: РМОП(PMOS) – наиболее простая, имеет малую стоимость, но отличается низким быстродействием, используется для создания изделий бытовой техники.; NМОП(NMOS) – имеет на порядок большее быстродействие, чем РМОП, обеспечивает высокую плотность упаковки, технология была основной для микропроцессоров среднего быстродействия. КМОП(CMOS) – два взаимодополняющих МОП структуры p и n типа. Наиболее перспективная технология, которая сейчас и применяется. «+» КМОП: КМОП не потребляет мощности в стационарном состоянии; обладает высоки быстродействием и помехозащищенностью; сохраняет работоспособность при изменении питания напряжения в широких пределах; работают в более широком диапазоне температур окружающей среды. Потребление зависит от скорости переключения и происходит только в момент переключения. Ток потребления прямопропорционален частоте переключения, расходуя на сквозной ток и заряд паразитных емкостей. Из транзисторных структур, выполненных по биполярной технологии, наибольшей популярностью пользовались ТТЛ(транзисторно-транзисторная логика). Для улучшения характеристики ТТЛ применили диоды шотки, которые позволили уменьшить рассевающую мощность и увеличить быстродействие(ТТЛШ). Стандартная ТТЛ нагрузка потребление тока по входу микросхемы-1,6мА. ЭСЛ технологии – эмиттерно-связная логика. Наиболее трудоемкая и дорогая, но имеет наибольшее быстродействие, малая плотность упаковки, большая рассеваемая мощность отрицательное напряжение питания. Использовались для сверхбыстрых ЭВМ. Все виды технологий непрерывно совершенствовались. Совершен переход от NМОП к КМОП. Появилось новая технология BiCMOS, и она теснит технологию КМОП. В ней используются биполярные транзисторы, диоды и КМОП структуры в одном кристалле. BiCMOS превосходит КМОП схемы по быстродействию в 2-3 раза, энергопотребляемостью, надежность выше и имеет намного большую токовую нагрузочную способность, но дороже. Стоимость в 1,4 раза выше.

5.Однокристальные и многокристальные МП с фиксированной разрядностью и системой команд; многокристальные секционные БИС. МП характеризуется очень большим числом параметров, т.к. с одной стороны интегральная микросхема(технология, тип корпуса, вид корпуса, напряжение питания, мощность рассеивания, температурный диапазон(коммерческое от 0 до 75, промышленная от -25 до +90, автомобильная от -55 до 125, военная), уровни входных/выходных сигналов, нагрузочная способность(время срабатывания, динамические параметры)), с другой стороны он характеризуется форматом данных и команд; количество и тип команд; методы адресации; число РОН(регистр общего назначения ), емкостью прямо адресуемой памяти, средство построения системы прерывания, средство ввода/вывода, возможностью стека. С точки зрения МП подразделились на МП с фиксированной разрядностью и фиксированной системой команд и МП с произвольной разрядностью и произвольной системой команд. МП с фиксированной разрядностью и системой команд могут быть однокристальными или многокристальными. В первом случае все аппаратные средства процессора реализованы в виде одной БИС или СБИС. При увеличении степени интеграции элементов в кристалле и числа выводов корпуса, параметры однокристальных процессоров улучшаются. Возможности однокристального МП ограничены аппаратурными ресурсами кристалла и корпуса. Сейчас в основном используется однокристальные МП команд с фиксированной разрядностью и фиксированной системой команд. Многокристальные МП –логическая структура процессора, разбивается на функционально законченные части (АЛУ, УУ, РОНы) и эти части реализуются в виде БИС и СБИС. Для построения МП с произвольной разрядностью и произвольной системой команд, реализуемой пользователем, использовались многокристальные секционные БИС, которые реализуют части (секции) логической структуры процессора при функциональном разбиении ее на разряды. Набор этих БИС образует МП-ый комплект для построения МП с произвольной разрядностью.