コンピュータの中央処理装置 (CPU) は、 単一の集積回路 (IC) と呼ばれます マイクロプロセッサ 。

CPUとして機能するマイクロプロセッサを1つ搭載したデジタルコンピュータをマイコンといいます。

これは、メモリと呼ばれる記憶装置からバイナリ命令を読み取り、入力としてバイナリ データを受け取り、それらの命令に従ってデータを処理し、結果を出力として提供する、プログラマブルで多目的なクロック駆動のレジスタベースの電子デバイスです。

マイクロプロセッサには、トランジスタ、レジスタ、ダイオードなど、連携して動作する何百万もの小さなコンポーネントが含まれています。

マイコンのブロック図

マイクロプロセッサは、ALU、制御ユニット、レジスタ アレイで構成されます。どこ 行く 入力デバイスまたはメモリから受信したデータに対して算術演算および論理演算を実行します。コントロールユニットは、コンピュータ内の命令とデータの流れを制御します。そして、 レジスタ配列 B、C、D、E、H、L などの文字で識別されるレジスタとアキュムレータで構成されます。

マイクロプロセッサの進化

マイクロプロセッサは、世代またはマイクロプロセッサのサイズに従って分類できます。

Javaでのリストの例

第 1 世代 (4 ビット マイクロプロセッサ)

第 1 世代のマイクロプロセッサは、1971 年から 1972 年にかけてインテル コーポレーションによって導入されました。と名付けられました インテル4004 4ビットプロセッサだったからです。

それはシングルチップ上のプロセッサでした。加算、減算、ブール OR、ブール AND などの単純な算術演算および論理演算を実行できます。

私は、ストレージ メモリから命令をフェッチし、それをデコードし、それを実行するための制御パルスを生成するなどの制御機能を実行できる制御ユニットを持っていました。

第 2 世代 (8 ビット マイクロプロセッサ)

第 2 世代のマイクロプロセッサは、1973 年にインテルによって再び導入されました。これは、8 ビット ワードで算術演算と論理演算を実行できる最初の 8 ビット マイクロプロセッサでした。それが Intel 8008 であり、さらに改良されたバージョンが Intel 8088 でした。

第 3 世代 (16 ビット マイクロプロセッサ)

1978 年に導入された第 3 世代のマイクロプロセッサは、次のようなものに代表されます。 Intelの8086、Zilog Z800および80286 、ミニコンピュータのような性能を持つ 16 ビット プロセッサでした。

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第 4 世代 (32 ビット マイクロプロセッサ)

いくつかの異なる企業が 32 ビット マイクロプロセッサを導入しましたが、最も人気のあるのは インテル 80386 。

第 5 世代 (64 ビット マイクロプロセッサ)

1995年から現在まで5代目となります。 80856 の後、Intel は新しいプロセッサ、つまり Pentium プロセッサを発表し、その後、 ペンティアムプロCPU を使用すると、単一システム内の複数の CPU で多重処理を実現できます。

その他の改良された 64 ビット プロセッサは次のとおりです。 Celeron、デュアル、クアッド、オクタコアプロセッサー 。

Javaの回帰式

表: 重要なインテル マイクロプロセッサー

どこ、

PGA- ピングリッドアレイMMX- マルチメディア拡張機能すごい- 明示的な並列命令コンピューティングSIMD- 単一命令複数データ行く- 算術論理ユニットMMU- メモリ管理ユニットFPU- 浮動小数点ユニット

マイクロプロセッサで使用される基本用語

以下は、マイクロプロセッサで使用されるいくつかの基本用語のリストです。

指図書 - マイクロプロセッサが理解できるコマンドのグループを命令セットと呼びます。ハードウェアとソフトウェアの間のインターフェイスです。

バス - データ、アドレス、または制御情報をマイクロプロセッサ内のさまざまな要素に送信することを目的とした導体のセット。マイクロプロセッサには、データ バス、アドレス バス、制御バスの 3 種類のバスがあります。

IPC (サイクルごとの命令数) - CPU が 1 クロックで実行できる命令の数の尺度です。

クロック速度 - プロセッサが 1 秒あたりに実行できる操作の数です。メガヘルツ (MHz) またはギガヘルツ (GHz) で表すことができます。クロックレートとも呼ばれます。

帯域幅 - 1 つの命令で処理されるビット数は帯域幅と呼ばれます。

語長 - プロセッサが一度に処理できるビット数は、プロセッサのワード長と呼ばれます。 8 ビット マイクロプロセッサは、一度に 8 ビット データを処理できます。ワード長の範囲は、マイコンの種類に応じて 4 ビットから 64 ビットまでです。

数学パウJava

データ型 - マイクロプロセッサは、バイナリ、ASCII、符号付きおよび符号なしの数値などの複数のデータ型形式をサポートします。

マイクロプロセッサの働き

マイクロプロセッサは、フェッチ、デコード、実行というシーケンスに従って命令を実行します。

最初に、命令はコンピュータの記憶メモリに順番に格納されます。マイクロプロセッサは、格納領域 (メモリ) からこれらの命令をフェッチし、それをデコードして、STOP 命令が満たされるまでそれらの命令を実行します。次に、結果をバイナリ形式で出力ポートに送信します。これらのプロセスの間に、レジスタは一時データを保存し、ALU (算術論理演算装置) が演算機能を実行します。

マイクロプロセッサの特長

低コスト- 集積回路技術のおかげで、マイクロプロセッサは非常に低コストで入手可能です。コンピュータシステムのコストが削減されます。高速- それに含まれるテクノロジーにより、マイクロプロセッサーは非常に高速に動作します。 1 秒あたり数百万の命令を実行できます。小さいサイズ- マイクロプロセッサは、超大規模および超大規模集積技術により、非常に小さな設置面積で製造されます。このため、コンピュータシステムのサイズが縮小される。多用途- 同じチップを複数のアプリケーションに使用できるため、マイクロプロセッサは多用途です。低消費電力- マイクロプロセッサは、消費電力が少ない金属酸化物半導体技術を使用しています。発熱が少ない- マイクロプロセッサは半導体技術を使用しているため、真空管デバイスに比べて発熱が少ないです。信頼性のある- マイクロプロセッサは半導体技術を使用しているため、故障率は非常に低くなります。したがって、非常に信頼性があります。ポータブル- マイクロプロセッサはサイズが小さく消費電力が低いため、持ち運びが可能です。