Componentele și Funcționarea Microprocesorului

Argument:

Am ales acest proiect deoarece am considerat că în contextul actual al dezvoltării tehnologice este necesară o cât mai bună şi complexă clasificare a gamelor de microprocesoare apărute pe piaţă înca din anii `80 şi până acum.

Primul microprocesor a fost realizat şi lansat în anul 1981 de corporaţia INTEL pentru calculatoarele personale IBM.

Consider că este important un astfel de proiect deoarece microprocesoarele au cunoscut încă de la apariţie o evoluţie continuă şi rapidă, iar în prezent numărul persoanelor care mai au cunoştinţe despre arhitectura şi dimensiunile procesoarelor din anii `80 a scăzut considerabil. Microprocesoarele au evoluat mult de-alungul timpului, atât ca şi viteză de procesare a datelor cât şi ca dimensiuni.

Astfel, microprocesoarele au ajuns să fie încorporate într-o gamă largă de aparate electronice, începând de la calculatoare personale de tip desktop, continuând cu cele portabile şi culminând cu telefoanele mobile,sistemele de navigare de tip GPS, etc.

În prezent microprocesoarele sunt foarte raspândite la nivel global,ele fiind utile pentru aproape toate categoriile de persoane.

Acest proiect nu este important doar pentru noi, cei ce studiem informatica într-un mod mai avansat, ci şi pentru cei care vor să aibă cunoştinţe generale despre istoria şi evoluţia microprocesorului.

În vederea realizării unei cât mai bune clasificări, am folosit ca sursă de informare şi documentare atât internetul cât şi cărţi ale unor profesori din Catedra de Informatică a Academiei de Studii Economice Bucuresti.

În continuare o să fac o prezentare tehnică detaliată a microprocesoarelor încercând să pun în evidenţă atât aspectele tehnice cât şi cele practice ale acestora.

Calculatorul personal (PC) este recunoscut şi sub numele de microcalculator – un sistem electronic de calcul a cărei unitate centrală de prelucrare este construită pe baza unui microprocesor.

Din punct de vedere funcţional arhitectura unui calculator personal cuprinde aceleaşi unităţi funcţionale ca oricare alte calculatoare electronice:

- Microprocesor (CPU-Central Proccessing Unit)

- Memorie (Main Memory)

- Periferice

1. Arhitectura microprocesorului

Microprocesorul reprezinta elementul de bază al unui microcalculator deoarece comandă, coordonează şi supraveghează toate activitaţile care se desfăşoară într-un calculator electronic. Un microprocesor trebuie să aibă capacitatea de a citi şi a scrie informatii în şi din memoria calculatorului electronic deoarece atât instrucţiunile programelor de aplicaţii transmise de procesor cât şi datele cu care procesorul lucrează sunt stocate temporar în această memorie. Trebuie să aibă capacitatea de a decodifica şi a executa instrucţiunile programelor, trebuie să aibă posibilitatea să transmită comenzi celorlalte componente ale calculatorului, asigurându-se astfel funcţionarea întregului calculator.

Pentru a-şi realiza serviciile microprocesorul este format din celule numite regiştrii. Un registru este o zonă de memorie temporal, cu acces foarte rapid, care acceptă, stochează şi transmite date şi informaţii necesare procesului de prelucrare imediată a datelor.

Pe masură ce hardul a evoluat, numărul acestor regiştrii a evoluat şi el, registrele s-au specificat şi diversificat, de asemenea, capacitatea de memorare a crescut de la 8, 16, 32, 64 Biti. Cu cât capacitatea de memorare a regiştrilor din interiorul microprocesorului este mai mare, cu atât viteza de memorare a microprocesorului creşte, deoarece scade numărul operaţiilor de transfer cu memoria, operaţii consumatoare de timp.

Microprocesorul este un set de circuite integrate într-o pastilă de siliciu numită CIP. Un astfel de circuit contine zeci de milioane de tranzistori microscopici, gravaţi şi integraţi prin tehnologii chimice şi foto-litografice pe o structură de siliciu cu mai multe straturi. Tranzistorul este un dispozitiv din material semiconductor care amplifica un semnal sau care deschide sau închide un circuit. Aceşti minusculi tranzitori stochează sarcini electrice, lasând să treacă sau nu, prin porţi, curentul electric de foarte joasă tensiune (între 1,5 si 0,7 V)

Astfel, un tranzistor care se lasă străbătut de sarcini electrice (poarta deschisă) reprezintă informaţia într-o logică binară de tip 1, iar tranzistorul care îşi inchide porţile, nelasându-se străbătut de sarcini electrice, reprezintă informaţia într-o logică binară 0. Toată această fluctuaţie de sarcini electrice reprezintă baza limbajului unui calculator, atât pentru reprezentarea informaţiei, cât şi pentru comunicaţiile dintre mai multe astfel de echipamente de calcul.