A mikroprocesszor 1. rész.

Az előadások a következő témára: "A mikroprocesszor 1. rész."— Előadás másolata:

1 A mikroprocesszor 1. rész

2

3

4

5 RISC Pocesszorok: (Reduced Instruction Set Computer Csökkentett Utasításkészletű Számítógép)
Csak kevés számú alapművelet végrehajtását támogató processzor-architektúra. A RISC architektúra előnye, hogy a teljes utasításkészletű számítógéphez képest sokkal kisebb méretben és egyszerűbben valósítható meg, valamint, hogy annál gyorsabban teszi lehetővé a gépi kódú műveletek értelmezését és végrehajtását.

6 CISC Processzorok: ( Complex Instruction Set Computer, vagyis "összetett utasításkészlettel rendelkező számítógép") Olyan processzorokat jelent, melyek utasításkészlete jóval több, bonyolultabb utasítást tartalmaz, mint a RISC processzorok utasításkészlete. A CISC processzorok utasításai általában több elemi műveletet végeznek egyszerre, így a gépi kódú programjaik rövidebbek, jobban átláthatóak egy ember számára. Hátránya a RISC processzorokkal szemben az, hogy a bonyolultabb utasítások sokszor jelentősen lassabban hajthatóak végre, és így a rövidebb programok ellenére is a végeredmény a lassabb programfutás lesz. Másik hátránya az, hogy a komplex utasítások jóval bonyolultabb felépítésű processzorokat igényelnek, melyek fejlesztése és tesztelése költségesebb.

7 CISC processzorok RISC processzorok
Összetett utasítások, melyek végrehajtása több gépi ciklust igényel. Egyszerű utasítások, melyek végrehajtása 1 gépi ciklust igényel. Bármely, erre alkalmas utasítás igénybe veheti a tárolót. Csak a LOAD/STORE utasítások fordulhatnak a memóriához. A futószalag (pipelining) feldolgozás kismértékű. Erőteljes futószalag (pipelining) feldolgozás. Változó hosszúságú utasítások. Rögzített utasításhossz. Sokféle utasítás és címzési mód. Kevés utasítás és címzési mód. Bonyolult mikroprogram, egyszerű fordítóprogram. Bonyolult fordítóprogram, egyszerű mikroprogram. Kis számú regiszter. Nagy méretű regisztertár. Tárolóvédelem hardver úton. Tároló védelem szoftver segítségével.

8

9

10 A CPU (Central Processing Unit – központi feldolgozóegység)
más néven processzor, a számítógép „agya”, azon egysége, amely az utasítások értelmezését és végrehajtását vezérli, félvezetős kivitelezésű, összetett elektronikus áramkör. Egy szilícium kristályra integrált, sok tízmillió tranzisztort tartalmazó digitális egység. A bemeneti eszközök segítségével kódolt információkat feldolgozza, majd az eredményt a kimeneti eszközök felé továbbítja, melyek ezeket az adatokat információvá alakítják vissza

11 A processzor főbb részei :
ALU: (Arithmetic and Logical Unit – Aritmetikai és Logikai Egység). AGU: (Address Generation Unit - a címszámító egység) CU: (Control Unit -vezérlőegység vagy vezérlőáramkör). Regiszter (Register): Buszvezérlő Cache

12 ALU: A processzor alapvető alkotórésze, ami alapvető matematikai és logikai műveleteket hajt végre. Sebessége növelhető egy koprocesszor (FPU, Floating Point Unit, lebegőpontos műveleteket végző egység) beépítésével. Az FPU korábban külön részegység volt, manapság a processzorok mindegyike beépítve tartalmazza.

13 AGU: (Address Generation Unit) - a címszámító egység, feladata a programutasításokban található címek leképezése a főtár fizikai címeire és a tárolóvédelmi hibák felismerése.

14 CU: Ez szervezi, ütemezi a processzor egész munkáját. Például lehívja a memóriából a soron következő utasítást, értelmezi és végrehajtatja azt, majd meghatározza a következő utasítás címét.

15 Regiszter: A regiszter a processzorba beépített nagyon gyors elérésű, kis méretű memória. A regiszterek addig (ideiglenesen) tárolják az információkat, utasításokat, amíg a processzor dolgozik velük. A mai gépekben 32/64 bit méretű regiszterek vannak. A processzor adat buszai mindig akkorák, amekkora a regiszterének a mérete, így egyszerre tudja az adatot betölteni ide. Például egy 32 bites regisztert egy 32 bites busz kapcsol össze a RAM-mal. A regiszterek között nem csak adattároló elemek vannak (bár végső soron mindegyik az), hanem a processzor működéséhez elengedhetetlenül szükséges számlálók, és jelzők is.

16 Buszvezérlő: A regisztert és más adattárolókat összekötő buszrendszert irányítja. A busz továbbítja az adatokat.

17 Cache: A modern processzorok fontos része a cache (gyorsítótár). A cache a processzorba, vagy a processzor környezetébe integrált memória, ami a viszonylag lassú rendszermemóriaelérést hivatott kiváltani azoknak a programrészeknek és adatoknak előzetes beolvasásával, amikre a végrehajtásnak közvetlenül szüksége lehet. A mai processzorok általában két gyorsítótárat használnak, egy kisebb (és gyorsabb) első szintű (L1) és egy nagyobb másodszintű (L2) cache-t. A gyorsítótár mérete ma már megabyte-os nagyságrendű.