컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)를 기반으로 만들어진 단일 집적 회로(IC) 이라고 불린다 마이크로프로세서 .
CPU 역할을 하는 하나의 마이크로프로세서를 갖춘 디지털 컴퓨터를 마이크로컴퓨터라고 합니다.
이는 메모리라는 저장 장치에서 이진 명령을 읽고, 이진 데이터를 입력으로 받아들이고 해당 명령에 따라 데이터를 처리하고 결과를 출력으로 제공하는 프로그래밍 가능, 다목적, 시계 구동, 레지스터 기반 전자 장치입니다.
마이크로프로세서에는 함께 작동하는 트랜지스터, 레지스터, 다이오드와 같은 수백만 개의 작은 구성 요소가 포함되어 있습니다.
마이크로컴퓨터의 블록 다이어그램
마이크로프로세서는 ALU, 제어 장치 및 레지스터 어레이로 구성됩니다. 어디 가다 입력 장치나 메모리로부터 수신된 데이터에 대해 산술 및 논리 연산을 수행합니다. 제어 장치는 컴퓨터 내의 명령과 데이터 흐름을 제어합니다. 그리고, 레지스터 배열 B, C, D, E, H, L 및 누산기와 같은 문자로 식별되는 레지스터로 구성됩니다.
마이크로프로세서의 진화
세대에 따라 또는 마이크로프로세서의 크기에 따라 마이크로프로세서를 분류할 수 있습니다.
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1세대(4비트 마이크로프로세서)
1세대 마이크로프로세서는 1971년부터 1972년까지 Intel Corporation에서 출시되었습니다. 이름이 붙었어요 인텔 4004 4비트 프로세서였기 때문이다.
단일 칩의 프로세서였습니다. 더하기, 빼기, 부울 OR 및 부울 AND와 같은 간단한 산술 및 논리 연산을 수행할 수 있습니다.
저장 메모리에서 명령어를 가져와서 디코딩한 다음 이를 실행하기 위한 제어 펄스를 생성하는 등의 제어 기능을 수행할 수 있는 제어 장치가 있었습니다.
2세대(8비트 마이크로프로세서)
2세대 마이크로프로세서는 1973년에 Intel에서 다시 출시되었습니다. 이는 8비트 단어에 대해 산술 및 논리 연산을 수행할 수 있는 최초의 8비트 마이크로프로세서였습니다. 그것은 Intel 8008이었고 또 다른 개선된 버전은 Intel 8088이었습니다.
3세대(16비트 마이크로프로세서)
1978년에 출시된 3세대 마이크로프로세서는 다음과 같습니다. Intel의 8086, Zilog Z800 및 80286 , 미니컴퓨터와 같은 성능을 갖춘 16비트 프로세서였습니다.
이산 수학 부정
4세대(32비트 마이크로프로세서)
여러 회사에서 32비트 마이크로프로세서를 출시했지만 가장 인기 있는 것은 인텔 80386 .
5세대(64비트 마이크로프로세서)
1995년부터 현재까지 5세대입니다. 80856 이후 인텔은 펜티엄 프로세서라는 새로운 프로세서를 출시했습니다. 펜티엄 프로 CPU , 단일 시스템의 여러 CPU가 다중 처리를 달성할 수 있도록 합니다.
기타 향상된 64비트 프로세서는 다음과 같습니다. 셀러론, 듀얼, 쿼드, 옥타 코어 프로세서 .
표: 중요한 Intel 마이크로프로세서
| 마이크로프로세서 | 발명의 해 | 단어 길이 | 메모리 주소 지정 용량 | 다리 | 시계 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4004 | 1971년 | 4비트 | 1KB | 16 | 750KHz | 최초의 마이크로프로세서 |
| 8085 | 1976년 | 8비트 | 64KB | 40 | 3~6MHz | 널리 사용되는 8비트 마이크로프로세서 |
| 8086 | 1978년 | 16비트 | 1MB | 40 | 5~8MHz | PC/XT에서 널리 사용됨 |
| 80286 | 1982년 | 16비트 | 16MB 실제, 4GB 가상 | 68 | 6~12.5MHz | PC/AT에서 널리 사용됨 |
| 80386 | 1985년 | 32비트 | 4GB 실제, 64TB 가상 | 132 14X14 PGA | 20~33MHz | 칩에 MMU 포함 |
| 80486 | 1989년 | 32비트 | 4GB 실제, 64TB 가상 | 168 17X17 PGA | 25~100MHz | MMU, 캐시 및 FPU, 120만 개의 트랜지스터 포함 |
| 펜티엄 | 1993년 | 32비트 | 4GB 실제, 32비트 주소, 64비트 데이터 버스 | 237 PGA | 60-200 | ALU 2개, 캐시 2개, FPU, 트랜지스터 330만개, 3.3V, 트랜지스터 750만개 포함 |
| 펜티엄 프로 | 1995 년 | 32비트 | 64GB 실제, 36비트 주소 버스 | 387 PGA | 150~200MHz | 데이터 흐름 프로세서입니다. 두 번째 수준 캐시도 포함되어 있습니다. 3.3V |
| 펜티엄 II | 1997년 | 32비트 | - | - | 233~400MHz | 모든 기능에는 Pentium pro와 MMX 기술, 3.3V, 750만 개의 트랜지스터가 포함되어 있습니다. |
| 펜티엄 III | 1999년 | 32비트 | 64GB | 370 PGA | 600~1.3MHz | Pentium II의 향상된 버전; 70개의 새로운 SIMD 명령어 |
| 펜티엄 4 | 2000 | 32비트 | 64GB | 423 PGA | 600~1.3GHz | 향상된 펜티엄 III 버전 |
| 아이테니엄 | 2001년 | 64비트 | 64개의 주소 라인 | 423 PGA | 733MHz~1.3GHz | 64비트 EPIC 프로세서 |
어디,
마이크로프로세서에서 사용되는 기본 용어
다음은 마이크로프로세서에서 사용되는 몇 가지 기본 용어 목록입니다.
명령어 세트 - 마이크로프로세서가 이해할 수 있는 명령들의 집합을 명령어 세트라고 합니다. 하드웨어와 소프트웨어 간의 인터페이스입니다.
버스 - 데이터, 주소 또는 제어 정보를 마이크로프로세서의 다른 요소로 전송하기 위한 도체 세트입니다. 마이크로프로세서는 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스의 세 가지 유형의 버스를 갖습니다.
움직이는 HTML
IPC(사이클당 명령) - CPU가 하나의 클럭에 얼마나 많은 명령을 실행할 수 있는지를 나타내는 지표입니다.
시계 속도 - 프로세서가 수행할 수 있는 초당 작업 수입니다. 메가헤르츠(MHz) 또는 기가헤르츠(GHz)로 표시할 수 있습니다. 클럭 속도라고도 합니다.
부스 알고리즘
대역폭 - 단일 명령어에서 처리되는 비트 수를 대역폭이라고 합니다.
단어 길이 - 프로세서가 한 번에 처리할 수 있는 비트 수를 프로세서의 워드 길이라고 합니다. 8비트 마이크로프로세서는 한 번에 8비트 데이터를 처리할 수 있습니다. 워드 길이의 범위는 마이크로컴퓨터의 유형에 따라 4비트에서 64비트까지입니다.
데이터 유형 - 마이크로프로세서는 이진수, ASCII, 부호 있는 숫자 및 부호 없는 숫자와 같은 다양한 데이터 형식을 지원합니다.
마이크로프로세서의 작동
마이크로프로세서는 인출(Fetch), 디코드(Decode), 실행(Execute)이라는 순서에 따라 명령어를 실행합니다.
처음에는 명령이 순차적으로 컴퓨터의 저장 메모리에 저장됩니다. 마이크로프로세서는 저장된 영역(메모리)에서 해당 명령을 가져온 다음 이를 디코딩하고 STOP 명령이 충족될 때까지 해당 명령을 실행합니다. 그런 다음 결과를 이진 형식으로 출력 포트로 보냅니다. 이들 프로세스 사이에서 레지스터는 임시 데이터를 저장하고 ALU(산술 및 논리 장치)는 컴퓨팅 기능을 수행합니다.