Основные характеристики микропроцессора

Микропроцессор характеризуется:
1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов в ЭВМ;
2) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов.

Разрядностть МП 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, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;
3) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.

Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.

Макроархитектура - это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.

В общем случае под архитектурой ЭВМ понимается абстрактное представление машины в терминах основных функциональных модулей, языка ЭВМ, структуры данных.

Шины. Типы и назначение.

Шины – обеспечивают связь между всеми собственными и подключенными устройствами материнской платы.

Различают: системные и локальные.

Системные шины – ее основная обязанность является передача между базовыми микропроцессорам и основными электронными компонентами компьютера.

Термин «шина» означает, что все разъемы соединены параллельно токопроводящими дорожками материнской платы, по кот-ым подается питание, тактовые синхронизирующие импульсы, сигналы запроса прерываний, а также адреса и данные.

1 шина ISA –появилась в начавле 80-х годов ( промышленный стандарт архитектуры). Пропускная способность – 5.5 мб/сек.

Шина EISA – позволила увеличить кол-во разъемов, производительность 46 мб/сек.

Шина MCA – производительность 46 мб/сек.

Локальная шина – непосредственно связывают процессор с контролерами периферийных устройств и используется для повышения скорости обмена с накопителями и видеоадаптерами.

1 шина VLB – связало процессор и оперативную память в обход системной шины, в дальнейшем в нее «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера. Пропускная способность – до 130 мб/сек, тактовая частота до 50 мгц.

Недостатком является то, что при подключении к ней новых устройств существенно снижалась ее пропускная способность ( приближается к ISA).

Шина PCI –стандарт подключения внешних компонентов. Была введена в компьютерах, выполненных на базе микропроцессор pentium. Пропускная способность – 133мб/сек., тактовая частота –33 мгц.

Шина P&P (Plug and Play) – важным нововведением этого стандарта стало поддержка режима play and plug/ Суть режима состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит обмен данными между устройством и материнской платой, в результате кото-ого устройство автоматически получает номер используемого прерывания и номер канала прямого доступа.

Шина USB (универсальная последовательная магистраль). Пропускная способность – 12мб/сек. Данная шина определяет способ взаимодействия компьютера с периферийными устройствами и позволяет подключать до 127 устройств.

Достоинства – практически исключает конфликты между различным оборудованием.

Позволяет подключать/отключать в «горячем» режиме и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть, без применения спецоборудования.

Шина IEEE – пропускная способность –400 мб/сек, но подключать позволяет до 60 устройств, для работы с видеоустройствами.

Шина AGP, AGP2x, AGP4x – для подключения с видеоадаптерами.

AGP2x – пропус. Способность до 500 мб/сек.

AGP4x –до 1 гб/сек.

Шина PCMCIA – стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для компьютеров. Используется в нормативных компьютерах для подключения расширителей памяти, модемов, контролеров дисков и стримеров, сетевых адаптеров и других устройств.

«+»системные магистрали, выполненные по данному стандарту имеет минимальное энергопотребление.

Шина SCSI – один из самых старых и распространенных интерфейсов для подключения периферии. Эти шина похожа на сеть, т.к. каждое из устройств, кот-ое к ней подключено, должно иметь свой уникальный адрес.

Чипсет - микропроцессорный комплект. Одна из микросхем, входящая в чипсет задает тактовые импульсы, определяющие кол-во тактов.

В настоящее время большинство материнских плат имеют чипсеты, выполненных на базе 2 микросхем, называемых «северными» и «южными» мостами.

«Северный мост» - управляет взаимодействием процессора, оперативной памяти, шины PCI? AGP. Отвечает за всю «начинку».

«Южный» мост –выполняет роль контролера клавиатурs, мыши, жестких и гибких дисков, шины USB и т.д.

От типа чипсета напрямую зависят самые важные хар-ки материнской платы: скорость передачи данных, число поддерживаемых моделей процессора, параметры работы с памятью и т.д.