Основу центрального процессора ЭВМ составляет микропроцессор — обрабатывающее устройство, служащее для арифметических и логических преобразований данных.
Основные функции микропроцессора:
• выборка команд из ОЗУ;
•декодирование команд (т.е. определение назначения команды, способа ее исполнения и адресов операндов);
• выполнение операций, закодированных в командах;
• управление пересылкой информации между своими внутренними регистрами, оперативной памятью и внешними (периферийными) устройствами;
• обработка внутрипроцессорных и программных прерываний;
• обработка сигналов от внешних устройств и реализация соответствующих прерываний;
• управление различными устройствами, входящими в состав компьютера.
Архитектурные особенности
1. В соответствии с архитектурными особенностями, определяющими свойства системы команд, различают:
· Микропроцессоры с CISC архитектурой.
CISC (Complex Instruction Set Computer) - Компьютер со сложной системой команд.
· Микропроцессоры с RISC архитектурой.
RISC (Reduced Instruction Set Computer) - Компьютер с сокращенной системой команд. Упрощена система команд и сокращена до такой степени, что каждая инструкция выполняется за единственный такт. Вследствие этого упростилась структура микропроцессора, и увеличилось его быстродействие.
· Микропроцессоры с MISC архитектурой.
MISC (Minimum Instruction Set Computer) - Компьютер с минимальной системой команд. Последовательность простых инструкций объединяется в пакет, таким образом, программа преобразуется в небольшое количество длинных команд.
2. Разрядность – максимальное количество разрядов двоичного кода, которые могут обрабатываться или передаваться одновременно.
Современные микропроцессоры построены на 32-х битной архитектуре x86 или IA-32 (Intel Architecture 32 bit). Производительность 64-х битных микропроцессоров намного выше.
Разрядность микропроцессора обозначается m/n/k/ и включает:
m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров;
n - разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации;
k - разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. (Например, микропроцессор i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20)
3. Объем адресуемой памяти – максимальный объем памяти, который может обслужить микропроцессор.
4. Набор дополнительных инструкций (Instruction Set) - применяются в современных CISC-микропроцессорах и способны значительно ускорить их работу. MMX расшифровывается как MultiMedia eXtensions (мультимедийные расширения). В основе технологии лежит концепция (микроархитектура) SIMD (Single Instruction Many Data – «одна команда, много данных»), когда при помощи одной инструкции одновременно обрабатывается несколько элементов данных. SSE, SSE2, 3DNow! - дальнейшее развитие этой идеи.
