Первое поколение процессоров P1 или 086

Процессор Intel 8086 был создан в июне 1978г. был первый 16-ти разрядный процессор. То есть имел 16-ти разрядный внутренний процессор и 16-ти разрядную шину данных и шину адреса. Тактовая частота 4мГц. На выполнение одной команды затрачивалось 12 тактов.

Второе поколение процессоров P2 или 286.

Следующем процессором был Intel 80186. Но он мало отличался от предыдущего, поэтому в отдельные поколения выделен не был. В 1982г. появился процессор Intel 80286. Этот процессор был более высоко производительным, поэтому получил широкое распространение. Он был также 16-ти разрядным, но тактовая частота была более высокой. Её значения были от 6-20мГц. Команда выполнялась в среднем за 4,5 такта. В последних версиях данного процессора разрядность шины адреса увеличилась до 24. Этот процессор мог работать в реальном и защищённом режиме. Но для перехода из реального режима в защищённый и наоборот необходимо было перезапускать процессор.

Доклад на тему: "Причины появления многоядерных процессоров."

Третье поколение процессоров P3 или 386.

Этот процессор был создан в 1985г. он был первым 32-х разрядным процессором, имел максимальную производительность на тот момент. Работал в защищённом режиме и мог переходить из защищённого в реальный режим без перезагрузки процессора. У этого процессора были следующие разновидности:

1. DX. Разрядность шин и регистров была равна 32, тактовая частота 16-33МГц.

2. SX. Это более дешёвая бюджетная модель, разрядность внутренних регистров - 32, шины данных - 16, а шины адреса - 24.

3. SL. Эта модель с меньшей потребительской мощностью, разработана специально для портативных компьютеров.

Для всех процессоров предыдущих поколений на материнской плате располагалась специальная микросхема - математический сопроцессор. Он выполнял только арифметические действия над цифрами, освобождая тем самым основной процессор от этой работы.

Четвёртое поколение процессоров P4 или 486.

Появление процессоров Intel 486 стало следующим этапом. У этого процессора были следующие нововведения:

1. Уменьшение времени выполнения команды - команда выполнялась за два такта.

2. Встроенная кэш-память первого уровня.

3. Встроенный сопроцессор.

Виды 486:

1. Intel 80486 DX - появился в апреле 1989г, тактовая частота до 50МГц, был полностью 32-х разрядным и мог работать в виртуальном режиме.

2. Intel 80486 SX - был выпущен в 1991г это бюджетная модель, в нём не было математического сопроцессора и кэш-память первого уровня была минимальна.

3. Intel 80486 SL - модель с меньшей потребительской мощностью для портативных компьютеров.

4. Intel 80486 DX2 и DX4 - в четвёртом поколении впервые появились процессоры с удвоенной частотой, то есть процессор выполнял все работы на частоте в два раза большей частоты материнской платы. Эта технология называлась кратностью.

7. Процессоры четвёртого поколения других фирм.

Альтернативным производителем процессоров стала фирма AMD. Первая модель, выпущенная на рынок была модель AMD 486. По многим параметрам этот процессор превосходил Intel, но не получил настолько широкого распространения, поскольку только начинал завоёвывать рынок. AMD 486 был полностью 32-х разрядным с кратностью 4 и тактовой частотой до 133МГц.

Пятое поколение P5.

Новшеством этого поколения процессоров стала супер скалярная технология - это разбиение команды на две части и выполнение её на двух отдельных конверторах.

Новое поколение процессоров от Intel не 586, а Pentium. Разновидности:

1. Pentium P1 - команда выполнялась за один такт, работал на частоте материнской платы, тактовая частота до 66МГц. Кэш-память первого уровня 16кб, кэш-память второго уровня на материнской плате до 1Мб, общая разрядность 32, содержал три миллиона транзисторов.

2. Pentium P2 - создан в 1994г, тактовая частота до, содержал 3,3 миллионов транзисторов, общая разрядность такая же, но был изменён вид socket.

3. Pentium MMX - более высокопроизводительный и дорогой процессор, был ориентирован на работу с мультимедиа. Содержал 4,5 миллиона транзисторов, тактовая частота до 233МГц, кэш-память первого уровня 32кб, второго уровня на материнской плате до 1Мб. Общая разрядность также 32, но изменён socket.

Фирма AMD в пятом поколении создала процессор X5.

Шестое поколение P6.

Новшества:

1. Кэш-память второго уровня.

2. Множественное предсказание ветвления - это средство прогнозирования результатов команд, при операции ветвление. Это позволяет увеличивать производительность.

3. Упреждающее выполнение команд - выполнение некоторых элементарных команд заранее.

Виды:

1. Pentium Pro- создан в 1995г. содержал 5,5 миллионов транзисторов, разрядность регистров и шины данных, шины адреса 32, кэш-память второго уровня 512кб, тактовая частота до 200МГц.

2. Pentium 2 - появился в 1997г. тактовая частота до 450МГц, он был ещё более высокопроизводительным, но дорогим.

В этом же поколении фирма Intel выпустила другую линейку процессоров - бюджетный вариант - Celeron. Он был создан в 1999г. он был без кэш-памяти второго уровня и менее высокопроизводительным. Тактовая частота до 300МГц, кэш-память первого уровня 32кб

Седьмое поколение P7.

Одним из процессоров седьмого поколения был Intel Itanium - это первый полностью 64-х разрядный процессор, все регистры и шины 64-х разрядным. Он был также высоко производительным, но имел высокую стоимость и вскоре перестал использоваться из-за перехода к двухъядерным процессорам.

Понятие регистров. Виды регистров.

1. Регистр. Триггер.

Регистр - это логическое устройство, предназначенный для запоминания слова.

Под словом понимается любой двоичный вид информации, с которым работает процессор, а также преобразования производимые с этой информацией. Логически, процессор состоит из регистров. Регистр в свою очередь состоит из совокупности триггеров.

Триггер - это логическое понятие, которое определяет транзистор, находящийся в одном из устойчивых состояний либо 0, либо 1. Состояние триггера определяется по выходному сигналу транзистора. По входному сигналу транзистор меняет своё состояние из 0 в 1 или наоборот.

В регистре, между триггерами, существуют вспомогательные логические схемы. Регистры выполняют следующую функцию:

1. Приём слова из ячейки памяти или другого регистра.

2. Передача слова в другой регистр.

3. Сдвиг слова вправо или влево на требуемое количество разрядов.

4. Сброс регистра в 0, то есть изменение значения регистра с любого на нулевое.

2. Регистр процессора 8086.

Процессор Intel 8086 является 16-ти разрядным регистром, то есть каждый его регистр содержит 16 триггеров.

3. Виды регистров:

Регистры данных.

Предназначены для временного хранения операндов. Операнд - это слово, над которым производится действие. Регистры данных бывают:

· ax - это регистр аккумулятор, в нём хранится операнд перед какой-то операцией и в него записывается результат выполнения этой операции.

· bx - это регистр, используемый для хранения и формирования начального адреса любых переменных в памяти.

· cx - это регистр счётчик, используется в командах организации циклов, как счётчик для циклов. Также cx используется для сдвига слова влево или вправо.

· dx - это дополнительный регистр, используемый в тех операциях, когда результат выполнения превышает 2байта и не помещается в ax. В этом случае dx хранит старший разряд.

1011101010001110 + 1110010110111010 = 11010000001001010.

В отличие от всех остальных регистров, регистры данных можно разделить на два однобайтных регистра. ax=ah+al, где h - старшая часть, l - младшая; bx=bh+bl; cx=ch+cl.