Размещено на http://www.allbest.ru
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС»
Кафедра «Информационные системы»
Курсовая работа
по дисциплине «Информатика»
на тему: «Микропроцессоры: понятие, история развития, особенности»
Содержание
Введение
1. Характеристики микропроцессоров
2. История развития микропроцессоров
2.1 Intel-4004
2.2 Intel-8086
2.3 Intel-80286
2.4 AMD Am286
2.5 Intel-80386
2.6 AMD Am386
2.7 Intel-80486
2.8 AMD Am486
2.9 Intel-Pentium
2.10 Intel-Pentium Pro
2.11 AMD K5
2.12 Intel-Pentium II
2.13 AMD K6
2.14 Intel-Pentium III
2.15 AMD Athlon
3. Задача
3.1 Постановка задачи
3.2 Метод решения
3.3 Алгоритм решения
3.4 Листинг программы на Pascal
Заключение
Список использованной литературы
Введение
ЭВМ получили широкое распространение, начиная с 50-х годов. Прежде это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в государственных учреждениях и крупных фирмах. Размеры и форма цифровых ЭВМ неузнаваемо изменились в результате разработки новых устройств, называемых микропроцессорами.
Современный человек в повседневной жизни постоянно использует множество цифровых устройств, в том числе компьютер. Главной частью аппаратного обеспечения компьютера является микропроцессор.
В настоящее время используются разные архитектуры процессоров, я не считаю целесообразным описывать все их, а остановлюсь лишь на самых распространенных – процессорах х86 (х86 64) архитектуры.
Итак, микропроцессор это устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде, реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем. В настоящее время один или несколько микропроцессоров используются в качестве вычислительного элемента во всём, от мельчайших встраиваемых систем и мобильных устройств до огромных мейнфреймов и суперкомпьютеров.
Целью данной курсовой работы является ознакомление с историей развития микропроцессора и его основами характеристиками. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
ознакомление с характеристиками микропроцессоров;
ознакомление с историей микропроцессоров на базе архитектуры x86 в период с 1971г по 2000 г.
1. Характеристики микропроцессоров
Как отличить один микропроцессор от другого? Для этого необходимо сравнить основные характеристики:
Тактовая частота микропроцессора – указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет за одну секунду. Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов. Частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины, или просто, такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.
Кэш памяти – это очень быстрая память расположенная непосредственно в процессоре, делается это с целью минимизации задержек при обмене данными, т.к. оперативная память расположена достаточно далеко от процессора, и требует прохождения через дополнительные контроллеры, что так же негативно сказывается на быстродействии. В настоящее время встречается кэш память трёх уровней (L1,L2,L3), кэш первого уровня всегда самый быстрый и работает на частоте с процессором, она наиболее дорогая и имеет самый маленький объём, порядка 128-512 Кбайт даже в топовых процессорах. Чаще кэш L1 бывает разделяемый, пополам, на кэш инструкций и кэш адресов. Кэш L2 работает несколько медленнее, но имеет больший объём, до 8 ми Мбайт. Кэш же третьего уровня появился сравнительно недавно и обладает самым большим объёмом, до 16ти Мбайт, он соответственно самый медленный.
Дополнительные инструкции. Используемые дополнительные инструкции также помогают ускорить процесс обработки, в первую очередь это относится к типичным задачам, скажем обработки мультимедиа. Первыми предложила дополнительный набор инструкций компания Intel, этот набор назывался MMX (MiltiMedia eXtensions), и представляли собой готовый набор команд для обработки типичных мультимедиа задач, затем появилась 3D Now! от AMD, и прочие: SSE,SSE2,SSE3, … и т.д. Также производителя ми используются и другие технологии позволяющие ускорить вычислительный процесс, как например Hyper Threading от Intel, позволяющую одноядерный процессор рассматривать как двух ядерный за счет того, что во время простоя процессора, при ожидании выполнения команды каким то другим устройством, включить другой поток команд, независящий от первого.
Разрядность процессора – максимальное количество разрядов двоичного кода, которые могут обрабатываться или передаваться одновременно.
Архитектура микропроцессора. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы.
Энергопотребление микропроцессора.
Количество вычислительных ядер. Увеличение количества вычислительных ядер явилось скорее не просто новшеством, а скорее необходимой мерой, в связи с проблематичностью дальнейшего наращивания тактовых частот, ввиду ограничений, накладываемых техпроцессом. Стоит обратить внимание на то, что увеличение количества ядер не ведёт к линейному увеличению производительности, даже если процесс хорошо подготовлен к работе в многопроцессорных системах, имеются определённые задержки при распределении нагрузки на ядра, что тоже требует определённой работы, и чем больше ядер, там труднее производить данный процесс.