Процессор персонального компьютера. Назначение, функции, классификация процессора (Архитектура ПК и назначение процессора)

Содержание:

Введение

Несмотря на то что персональный компьютер (ПК) сложное устройство со множеством блоков и модулей различного назначения, без которых работа ПК в целом невозможна, основным устройством его является микропроцессор или просто - процессор.

В современном мире невозможно найти сферу жизни, где не применялись бы микропроцессоры.

Актуальность этой работы заключается в том, что микропроцессор персонального компьютера является основой современной компьютерной техники. В свою очередь компьютерная техника составляет основу современного научно-технического прогресса. Она контролирует работу современного технологического оборудования, управляет станками с ЧПУ, инженерными системами и коммуникациями, обеспечивает связь на различных уровнях. С помощью компьютерной техники производятся сложнейшие и трудоемкие расчеты, что существенно сокращает временные затраты на конструирование и разработку различных устройств, механизмов и систем, обработку данных научных исследований, моделирование и проверку фундаментальных теорий и гипотез. И в зависимости от того, насколько производительным будет становиться в дальнейшем микропроцессор, настолько быстрее будут развиваться большинство сфер деятельности человека, но в первую очередь научный и технический прогресс. Т.е. наука и технологии создают все более совершенные микропроцессоры, а они в свою очередь становятся одним из главных инструментов в развитии и науки и технологий.

Микропроцессор – самое сложное микроэлектронное устройство. В нем реализованы самые передовые достижения в области создания электронных компонентов. В условиях характерных для данной отрасли производства, жесткой конкурентной борьбе и огромных финансовых затратах, создание каждой новой модели микропроцессора, так или иначе, связан с очередными научными, конструкторскими и технологическими достижениями.

В микропроцессорах получили свое отражение научно-технические достижения в областях физики, математики, электроники, кибернетики. Известно огромное число сфер применения микропроцессоров. Основными являются: автоматизация технологического оборудования, управление производственными процессами, моделирование объектов, уустройств и процессов, обработка результатов экспериментов, исследований и наблюдений, управление приборами и искусственными органами в медицине, построение систем управления безопасностью в авиации, автомобильном, морском и железнодорожном транспорте.

Цель данной курсовой работы: рассмотреть назначение, характеристики и классификацию, процессоров ПК.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- раскрыть основные понятия темы;

- рассмотреть историю развития процессоров ПК

- рассмотреть структуру и основные характеристики процессоров ПК.

- дать общую схему классификации микропроцессоров;

История создания и перспективы развития

Развитие науки и производств привело к необходимости создания устройств способных облегчить математические расчеты. Сначала были созданы механические устройства, получившие название арифмометры. Они выполняли простейшие арифметические операции: сложение, вычитание, умножение и деление. Однако их возможности были ограниченны в силу понятных причин. В какой-то момент возможности арифмометра и логарифмической линейки были исчерпаны, а развитие радиоэлектронных компонентов привело к созданию первых компьютеров.

Микропроцессор (МП) - это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов [14, С. 23].

Процессоры первых огромных, занимавших порой объем комнаты, компьютеров середины XX века, были построены на базе электромеханических реле, затем их сменили электронные лампы, с развитием полупроводниковой электроники, им на смену пришли транзисторы. Такие устройства скорее можно назвать вычислительными комплексами, нежели персональными компьютерами. Им были присущи низкая надежность, высокое энергопотребление, низкое быстродействие, ограниченность выполняемых операций.

Развитие полупроводниковых технологий привело к созданию интегральных микросхем, в которых удалось объединить все компоненты необходимые для вычислений.

В конце 60х годов XX векаа компания Busicom (Япония) заключила контракт с компанией Intel (США) на разработку и производство микрокосхем для своего нового продукта – настольного калькулятора [13, С. 70].

Итогом стала микросхема (ныне их принято называть чипами), выпущенная в 1971 году - Intel 4004, ставшая первым коммерческим однокристальным микропроцессором. Это был 4 битный процессор, выполненный по технологическому процессу 10 000 нм, с тактовой частотой 0,74 МГц, количеством транзисторов 2300, потреблением 0,5 Вт и напряжением питания 15 В.

Рис.1. Микросхема Intel C4004

Рис.2. Увеличенное изображение кристалла Intel C4004

Рис.3. Процессор Intel® Core™ i7 6700 Processor

Рис.4. Кристалл процессора Intel® Core™ i7 6700 Processor

Для сравнения: на данный момент коммерческим флагманом в области микропроцессоров для персональных компьютеров, лидера сферы микропроцессорной техники, компании Intel, является процессор Intel® Core™ i7 6700 Processor (мы говорим именной о персональных компьютерах и не рассматриваем инженерные версии процессоров следующих модификаций и поколений и процессоры для серверных платформ). Этот процессор 6 поколения, имеет 64 битную разрядность, выполнен по 14 нм технологии, с базовой тактовой частотой в 4 ГГц (с применением технологии Turbo Boost – 4,2 ГГЦ), количество транзисторов 1,9 миллиарда, потребляемая мощность 91 Вт [11, С. 25].

Как видим за 45 лет изменение в значениях некоторых технических показателей измеряется порядками.

Рис.3 Иллюстрация закона Мура

Еще на заре микропроцессорной техники, в 1965 году, один из основателей, тогда еще небольшой и одной из сотен подобных, калифорнийской компании, а теперь корпорации – Intel, создатель первого микропроцессора Intel C4004 Гордон Мур высказал предположение ставшее в последствие законом Мура. Готовясь к очередному выступлению он пытался определить стоимость производства одного элемента интегральной микросхемы в будущем, в зависимости от того сколько элементов удастся разместить на одном кристалл. Причем, он обратил внимание на то, что количество транзисторов на кристалле микросхем с каждым годом удваивается [7, C. 56]. В итоге, закон Мура постулирует экспоненциальный рост числа транзисторов на одном микропроцессорном кристалле.

И несмотря на то, что этот закон неоднократно «хоронили», причем это дважды делал и сам Гордон Мур, он продолжает выполнятся и по сей день. Особенностью этого закона является то, что он отражает лишь скорость роста количества элементарных составляющих микропроцессора, но не отражает рост производительности микропроцессорных систем, за счет усовершенствования архитектуры: увеличение числа физических ядер, параллельное выполнение нескольких потоков команд одним ядром, увеличение разрядности внутренних шин, внесение на кристалл процессора кэш-памяти различных уровней, контроллера управления оперативной памятью, видеоконтроллера и т.д.

Однако нынешние технологии создания микропроцессоров, совершенно очевидно, себя исчерпали. Это связано в первую очередь с атомарной природой структуры веществ и дискретностью света.

Перспективы развития технологий производства микропроцессоров связывают с вновь открываемыми веществами, в частности с графеном. А перспективы дальнейшего развития компьютерной техники и технологий связывают с квантовыми компьютерами.

Архитектура ПК и назначение процессора

Несмотря на быстрое развитие микропроцессорной техники, назначение процессора персонального компьютера осталось прежним - это центральный блок, предназначенный для выполнения арифметических и логических операций над данными и управления работой остальных блоков персонального компьютера.

Современные микропроцессоры для ПК построены по архитектуре фон Неймана – это принципы хранения и обработки команд и данных был выработан венгро-американским математиком еврейского происхождения Джоном фон Нейманом в 1946 году:

• Принцип однородности памяти

Команды и данные хранятся в одной и той же памяти и внешне в памяти неразличимы. Распознать их можно только по способу использования; то есть одно и то же значение в ячейке памяти может использоваться и как данные, и как команда, и как адрес в зависимости лишь от способа обращения к нему.

• Принцип адресности

Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, причем процессору в произвольный момент доступна любая ячейка. Двоичные коды команд и данных разделяются на единицы информации, называемые словами, и хранятся в ячейках памяти, а для доступа к ним используются номера соответствующих ячеек — адреса.

• Принцип программного управления

Все вычисления, предусмотренные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов — команд. Каждая команда предписывает некоторую операцию из набора операций, реализуемых вычислительной машиной. Команды программы хранятся в последовательных ячейках памяти вычислительной машины и выполняются в естественной последовательности, то есть в порядке их положения в программе. При необходимости, с помощью специальных команд, эта последовательность может быть изменена. Решение об изменении порядка выполнения команд программы принимается либо на основании анализа результатов предшествующих вычислений, либо безусловно.

• Принцип двоичного кодирования

Согласно этому принципу, вся информация, как данные, так и команды, кодируются двоичными цифрами 0 и 1. Каждый тип информации представляется двоичной последовательностью и имеет свой формат. Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, называется полем. В числовой информации обычно выделяют поле знака и поле значащих разрядов. В формате команды можно выделить два поля: поле кода операции и поле адресов.

Рис.4. Архитектура ПК построенного на принципах фон Неймана.

Первым процессором построенным по этим принципам стал микропроцессор Intel 8086 (iAPX86). Это был 16-ти битный процессор, который содержал набор команд, которые применяются в современных процессорах и который послужил основой архитектуры x86, на которой построено большинство современных ПК [1, С. 52].

Любой современный компьютер при запуске работает в режиме, называемом реальным - абсолютно идентичном режиму работы Intel 8086, и лишь потом переходит в защищенный режим, который позволяет ему использовать все свои технологии и вычислительную мощь.

Такой принцип построения позволил обеспечить совместимость на командном уровне различных поколений микропроцессоров. Это в свою очередь стало одним из главных преимуществ это архитектуры, что позволило ПК построенным по этой схеме, получить широчайшее распространение и как следствие сориентировало в их сторону разработчиков программного обеспечения (ПО) и операционных систем (ОС).

Структура и функции процессора ПК

Основные функции микропроцессора включают в себя:

1. Чтение команд из памяти
2. Дешифрация команд
3. Прием и обработку прерываний от контроллеров внешних устройств.
4. Выполнение операций над данными
5. Запись результатов обработки данных в память и регистры контроллеров внешних устройств
6. Формирование управляющих сигналов для прочих устройств ПК [3, С. 70].

Микропроцессор состоит из следующих блоков:

1. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) - выполняет все арифметические и логические операций над данными.
2. Устройство управления - обеспечивает взаимодействие устройств ПК [5, С. 62]. Выполняет следующие основные функции:

- формирует для блоков ПК в определенные моменты времени сигналы управления;

- определяет адреса ячеек памяти, используемых в выполняемой операции, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера;

- получает от генератора тактовых импульсов опорную последовательность импульсов, предназначенную для синхронизации действий различных блоков ПК [10, С. 111]..

1. Микропроцессорная память - предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в данный момент времени. Микропроцессорная память состоит из регистров и используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера.
2. Интерфейс микропроцессора предназначен для связи с другими устройствами ПК и включает в себя:

- внутренний интерфейс микропроцессора;

- буферные запоминающие регистры;

- схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. (Порт ввода-вывода - это аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство) [2, С. 25]..

К микропроцессору и системной шине наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора. К ним относятся математический сопроцессор, контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода-вывода, контроллер прерываний и др.

Математический сопроцессор используется для ускорения выполнения операций над двоичными числами с плавающей точкой. Математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно с основным микропроцессором, но под его управлением. В результате происходит многократное ускорение выполнения операций. Микропроцессоры, начиная с 80486 DX, включают математический сопроцессор в свою структуру.

Контроллер прямого доступа к памяти освобождает микропроцессор от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что существенно повышает эффективное быстродействие компьютера.

Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с микропроцессором значительно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств, освобождает микропроцессор от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует режим прямого доступа к памяти.

Прерывание - это временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной. Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в микропроцессор.

Характеристики процессоров

Основными характеристиками микропроцессора являются:

1. Тактовая частота - Характеризует быстродействие компьютера. Режим работы процессора задается микросхемой, называемой генератором тактовых импульсов. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций выполняет микропроцессор за одну секунду. Тактовая частота измеряется в МГц и ГГц.
2. Разрядность процессора - это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым выполняется операция. Чем больше разрядность процессора, тем больше информации он может обрабатывать в единицу времени, и тем выше производительность компьютера.
3. Адресное пространство. Каждый конкретный процессор может работать не более чем с определенным количеством оперативной памяти. Максимальное количество памяти, которое процессор может обслужить, называется адресным пространством процессора. Определяется адресное пространство разрядностью адресной шины.
4. Размер кэш-памяти. В эту встроенную память процессор помещает наиболее часто используемые в данный момент времени данные. Кэш-память состоит из нескольких уровней и по сути призвана сопрягать по быстродействию различные устройства ПК, минимизируя время простоя процессора.
5. Технология производства. Технология определяется толщиной минимальных элементов процессора – транзисторов, чем более «тонкой» становится технология, тем больше транзисторов может уместиться на кристалле Это повышает быстродействие за счет все более компактного размещения блоков управления различными устройствами ПК, снижает энергопотребление, а вместе с тем снижает выделение тепла и увеличивает время автономной работы портативных ПК и устройств. Переход на новую технологию сопровождается сменой процессорного «ядра»
6. Частота системной шины. Шиной называется та аппаратная магистраль, по которой осуществляется передача данных между блоками и устройствами в ПК. Чем выше частота системной шины, тем больший объем данных в еденицу времени поступает для обработки в процессор. Частота системной шины напрямую связана с частотой микропроцессора через так называемый «коэффициент умножения».
7. Дополнительные архитектурные решения, которые призваны повысить быстродействие микропроцессора. Все современные микропроцессоры обладают определенным набором особенностей, присущим всей продукции определенного производителя, и наследуемым новыми семействами процессоров. В числе таких особенностей специальные наборы расширенных команд, которые позволяют ускорить выполнение определенных сложных операций. Однако, для использоваания всей мощи таких усовершенствований требуется оптимизация ПО и ОС с учетом этих новых наборов команд. Примерами таких расширенных наборов каманд служат у Intel PAE, MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4, у AMD – 3DNow! и SSE5 [4, С. 65]..

Так же к таким особенностям относят всевозможные технологии:

NetBurst — суперскалярная гиперконвейерная микроархитектура;

Turbo Boost и Intel Turbo Boost 2.0– технология мгновенного кратковременного увеличения тактовой частоты процессора выше номинальной, при значительной нагрузке на процессор. Это в некотором роде легализованный производителем «разгон» процессора.

Hyper-threading - особенность технологии, это: передача работы простаивающим исполнительным устройствам, при этом ОС определяет каждое ядро процессора как два [6, С. 84].

И многие другие, их число растет с каждым новым поколением процессоров.

Классификация процессоров

Рис.5 Классификация микропроцессоров [8, С. 63].

Микропроцессоры классифицируются по следующим показателям:

1. По числу БИС:

- Однокристальные. Весь микропроцессор размещен на одном кристалле в одной микросхеме (chip).

- Многокристальные(multi-chip). В этом случае различные блоки МП размещены на разных кристаллах. Тем самым можно повысить выход годных изделий, повышается тестируемость и ремонтопригодность МП.

1. По назначению:

- Универсальные микропроцессоры могут быть применены для решения широкого круга разнообразных задач. При этом их эффективная производительность слабо зависит от проблемной специфики решаемых задач. Специализация МП, т.е. его проблемная ориентация на ускоренное выполнение определенных функций позволяет резко увеличить эффективную производительность при решении только определенных задач.

- Среди, специализированных микропроцессоров, можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных последовательностей логических операций, математические МП, предназначенные для повышения производительности при выполнении арифметических операций за счет, например, матричных методов их выполнения, МП для обработки данных в различных областях применений и т. д. С помощью специализированных МП можно эффективно решать новые сложные задачи параллельной обработки данных. Например, конволюция позволяет осуществить более сложную математическую обработку сигналов, чем широко используемые методы корреляции. Последние в основном сводятся к сравнению всего двух серий данных: входных, передаваемых формой сигнала, и фиксированных опорных и к определению их подобия. Конволюция дает возможность в реальном масштабе времени находить соответствие для сигналов изменяющейся формы путем сравнения их с различными эталонными сигналами, что, например, может позволить эффективно выделить полезный сигнал на фоне шума.

1. По виду обрабатываемых сигналов:

- Цифровые – т.е. работающие с числовыми данными.

- Аналоговые– предназначены для обработки аналоговых сигналов и имеющие в качестве входных и выходных данных аналоговые сигналы. По сути, все современные аналоговые МП являются цифровыми сигнальными МП, имеющими на входе встроенные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), а на выходе – встроенные цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП).

1. По количеству выполняемых программ:

• Однопрограммные(однозадачные) – предназначены для выполнения только одной задачи. Таковыми являются все микроконтроллеры и часть специализированных МП. Их можно разделить еще на две группы:
• Не загружаемые МП, единственная программа которых записана в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) МП. Так делается, например в микроконтроллерах.
• Загружаемые МП, у которых основная программа может загружаться из внешних устройств через интерфейсы . Таким внешним устройством может быть и дисковод, и другой МП , и специальное ПЗУ .
• Много- или мультипрограммные микропроцессоры одновременно выполняют несколько (обычно несколько десятков) программ. Организация мультипрограммной работы микропроцессорных управляющих систем позволяет осуществить контроль за состоянием и управлением большим числом источников или приемников информации. Здесь тоже есть две разновидности МП:

1. По типу параллелизма операндов:

• Скалярные МП, где операнды инструкций являются скалярами, т.е. один операнд – это одно число.
• Векторные МП, где операндом является вектор, т.е. набор чисел. Это, как правило, математические МП предназначенные для векторных или матричных операций.
• МП с набором инструкций типа SIMD (Single Instruction Multiple Data: одна инструкция – много данных). Конечно, можно было бы считать их векторными МП, но в инструкциях типа SIMD операнды представляют собой наборы чисел жестко фиксированного размера, которые размещаются в специальных регистрах, а в векторных МП, размер векторных операндов может быть различным.

Примечание. В настоящее время, практически все фирмы-изготовители универсальных МП, имеют в своих изделиях SIMD технологии, это: MMX (Intel), AltiVec (PowerPC), MDMX (MIPS), Max-2 (HP), VIS (SPARC), MVI (Alpha) и др. Причем, часто такие технологии называют SWAR (SIMD Within A Register – SIMD внутри регистра). Их присутствие обусловлено реализацией таких приложений, как:

• Упаковка/распаковка звука, видео и изображений
• Протоколы передачи данных
• Шифрование
• Построение реалистических изображений в реальном времени
• Распознавание речи и образов
• Нейронные сети

1. По типу параллелизма работы МП:

• Суперскалярные МП – рассматривают последовательный код программы, ищут инструкции, которые можно выполнить параллельно и выполняют их в параллельно работающих функциональных устройствах.
• Мультискаляные МП – получают от компилятора программу уже разбитую на множество связанных друг с другом задач, которые МП исполняет на параллельных процессорных устройствах, соблюдая зависимости между задачами.
• VLIW МП – являются неким промежуточным звеном между суперскаляными и мультискалярными МП (но ближе к первым). Командное слово типа VLIW формируется компилятором и содержит не одну, а несколько инструкций, которые могут (и должны) выполняться одновременно.

1. По характеру временной организации работы:

• Синхронные микропроцессоры - микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов).
• Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции. Для более эффективного использования каждого устройства микропроцессорной системы в состав асинхронно работающих устройств вводят электронные цепи, обеспечивающие автономное функционирование устройств. Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции. При этом роль естественного распределителя работ принимает на себя память, которая в соответствии с заранее установленным приоритетом выполняет запросы остальных устройств по обеспечению их командной информацией и данными.

1. По объему набора инструкций:

• CISC– Complete Instruction Set Computer – процессоры с полным набором инструкций . С одной стороны широкие возможности программирования, но с другой стороны, система команд не простая, что усложняет обработку инструкций и препятствует увеличению частоты МП.
• RISC- Reduced Instruction Set Computer – процессоры с сокращенным набором инструкций . Простая система коротких инструкций позволяет быстро декодировать и выполнять их за минимальное время (в пределе за 1 такт).

Отечественные разработки микропроцессоров

Отечественные разработки интегральных микросхем начались в 70-х г. XX столетия. Было создано несколько предприятий и конструкторских бюро, в которые вошли специалисты и ученые разных областей науки и технологий. Разработки велись как самостоятельные, так и имел место промышленный шпионаж, с копированием зарубежных разработок. Часть идей предложенных в ходе выработки архитектуры микропроцессоров, со стороны прошедших лет, отечественные специалисты оценивают как весьма перспективные и удачные.

Но как часто бывало в эпоху СССР – далеко не все передовые изобретения и идеи отечественных ученых и специалистов проходили через сито бюрократической машины. В итоге после первоначального всплеска в работе по созданию собственных микропроцессоров и интегральных микросхем, разработчики увязли в доказывании необходимости своей работы, выбивании средств, материалов, производственных площадей, согласовании планов, смет и т.д. в итоге к началу 1980 года практически ни одно КБ не функционировало, а все наработки были утеряны.

Дальнейшая экономическая и политическая ситуации в стране отодвинули разработки микропроцессоров у нас в стране на задний план.

В апреле 1992 года на базе Института точной механики и вычислительной техники им. С.А. Лебедева создается ЗАО МЦСТ. На тот момент в институте было разработано несколько вычислительных комплексов под общим брендом «Эльбрус». Часть из них осталась лишь на бумаге, а часть была выпушена ограниченной серией 30-100 штук и нашли свое применение в основном в военно-промышленном комплексе, в частности в качестве систем управления радиолокационными станциями дальнего обнаружения [9, С. 25].

На данный момент компанией ведутся разработки архитектур микропроцессорной техники, технологических процессов их производства и построение вычислительных комплексов на их основе по государственными и частным заказам.

Несмотря на усилия отечественных специалистов технологический отрыв на данный момент весьма велик, и оценивается в 7-8 лет. Этому способствует и закрытость передовых зарубежных технологий, сохранившаяся со времен «холодной войны», выраженная в ряде законодательных актов западных стран в ограничении на продажу нашей стране передовых технологий. Часть удается получить через третьи страны путем не совсем легальных, с точки зрения правообладателей, сделок, либо путем, не теряющего своей актуальности, промышленного шпионажа.

Самая передовая разработка запущенная на данный момент в серию это микропроцессор Эльбрус-4С (1891ВМ8Я) – многоядерный универсальный высокопроизводительный микропроцессор, построенный в соответствии с улучшенной архитектурой «Эльбрус» [12, С. 10].. Каждое ядро процессора декодирует и отправляет на исполнение до 23 операций за такт.

Эльбрус-4С представляет собой систему на кристалле, содержащую 4 вычислительных ядра, кэш-память 2-го уровня общим объёмом 8 Мегабайт, 3 контроллера памяти, 3 канала межпроцессорного обмена и канал ввода-вывода .

Рабочая тактовая частота микросхемы составляет 800 МГц. Кристалл выполнен по технологической норме 65 нм, средняя рассеиваемая мощность составляет 45 Вт.

Основная сфера применения микропроцессоров «Эльбрус-4С» – серверы, настольные компьютеры, мощные встраиваемые вычислители.

Заключение

Персональные компьютеры получили широкое распространение, начиная с 50-х годов. Сначала это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в госучреждения и крупных корпорациях. Размеры и форма ПК претерпели кардинальные изменения за годы развития основного компонента – микропроцессора.

В данной работе объектом изучения были микропроцессоры ПК. Была рассмотрена история их развития, особенности процесса их эволюции, раскрыты основные понятия, используемые в выбранной теме; дана классификация микропроцессоров и характеристика их элементов; рассмотрена структура и основные характеристики ПК.

Успехи, достигнутые за время существования микропроцессора, почти полвека назад невозможно было предугадать. Трудно себе даже представить, насколько возросшая мощь процессоров расширит сферу их применения, причем не только в бизнесе и в области коммуникаций. Как дома, так и на рабочих местах возникнет новая информационная среда, откроются невиданные ранее возможности.

Будущее микропроцессорной техники связано сегодня с двумя новыми направлениями - нанотехнологиями и кванотовыми вычислительными системами. Эти пока еще главным образом теоретические исследования в качестве компонентов логических схем молекул и даже субатомных частиц: основой для вычислений должны служить не электрические цепи, как сейчас, а положение отдельных атомов или направление вращения электронов. Если «микроскопические» компьютеры будут созданы, то они обойдут современные машины по многим параметрам.

После рассмотрения этой темы, представление об устройстве процессора, его характеристиках и функциях стало более четким. Так же было рассмотрено разнообразие микропроцессоров и их эволюция на протяжении всей истории ПК.

Список использованной литературы

1. Богданов А.В., Корхов В.В., Мареев В.В., Станкова Е.Н.Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. - 176 с.:ил.
2. Горюнов А.Г. Ливенцов С.Н. Микропроцессоры: Учеб. пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - 89 с.
3. Гуров В.В. Архитектура микропроцессоров. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 273 с.:ил.
4. Гуров В.В. Компоненты и архитектура компьютеров: конспект лекций, 2008.- 104 с.
5. Информатика: Базовый курс / С. В. Симонович и др. -- СПб.: Питер, 2003. -- 640 с.: ил.
6. Микропроцессоры: В 3-х кн. / Под ред. Преснухина. М.: Высшая школа, 1986. Кн.1. 495 с. Кн. 2. 383 с. Кн. 3. 351 с.
7. Нестеров П. В. Микропроцессоры.- М.: Высшая школа, 1984. -104 с.
8. Новиков Ю.В. , Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной техники. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 368 с.:ил.
9. Новиков Ю.В. Введение в цифровую схемотехнику.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 344 с.:ил.
10. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд. (+CD). -- СПб.: Питер, 2007. -- 844 с: ил.
11. http://chernykh.net/content/view/106/161/ - краткая история ЭВМ
12. http://www.allbest.ru/o-2c0a65625a2ac68a5d43a89521216d27.html - история развития персональных компьютеров
13. http://razgonu.ru/1804-istoriya-razvitiya-kompyuterov.html - история развития компьютеров
14. http://www.mcst.ru/ - официальный портал разработчика микропроцессорной техники «Эльбрус» ЗАО МЦСТ.