ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по  дисциплине: «Информатика»

на  тему: «Классификация, структура и основные характеристики микропроцессоров ПК» 
 
 
 
 
 
 

                                            Исполнитель:

                                                  Насртдинова Э.Р.

                                                  Специальность:  МО

                                                  Группа:   12МВ

                                                  № зачетной книжки:  09ммд12741 

                                            Руководитель:

                                                  Аполов  О. Г. 
 

Уфа – 2011

 

 
Содержание 

Введение 3

Глава 1: Теоретическая часть 4

 Определение микропроцессора 4

Классификация микропроцессоров 5

Структура микропроцессоров ПК 7

Основные характеристики микропроцессоров ПК 9

Заключение 11

Глава 2: Практическая часть 12

 Общая характеристика задачи 12

Описание алгоритма решения задачи 15

   Список  литературы 24 

Введение 

    Важнейший компонент любого персонального компьютера - это микропроцессор, который управляет работой компьютера и выполняет большую часть обработки информации.

    В современном мире трудно найти область  техники, где не применялись бы микропроцессоры. Они применяются при вычислениях, они выполняют функции управления, они используются при обработке звука и изображения. Из всего выше сказанного, я считаю, что тема данной работы актуальна и значима на сегодняшний день. 

    Цель  данной работы – рассмотреть классификацию, структуру и основные характеристики микропроцессоров ПК.

    Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

    - раскрыть основные понятия темы;

    - дать общую схему классификации  микропроцессоров;

    - рассмотреть структуру и основные  характеристики микропроцессоров ПК.

    Практическая  часть работы предполагает решение  экономической задачи с использованием пакета прикладных программ на ПК. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1: Теоретическая  часть 

Определение микропроцессора 

    Создание  фирмой Intel первого микропроцессора в 1971 году положило начало эпохе компьютеризации. За чуть более чем четвертьвековую историю микропроцессоры прошли поистине гигантский путь. Первый чип Intel 4004 работал на частоте 750 кГц, содержал 2300 транзисторов и стоил около 200$. Производительность его оценивалась в 60 тыс. операций в секунду. На сегодняшний день рекордные показатели принадлежат микропроцессорам Alpha 21264 фирмы DEC и составляют: 600 МГц, 15,2 млн. транзисторов, 2 млрд. операций в секунду. Стоят они около 300$. [3]

    Такое интенсивное развитие технологий в обществе, где основным предметом труда становится информация, - следствие растущего спроса на новые орудия труда - компьютеры. На сегодняшний день компьютеризация является одним из главных направлений научно-технического прогресса и концентрированным его выражением. Количество и качество производимых в стране компьютеров, степень насыщенности вычислительной техникой самых разных отраслей становится одним из основных критериев ее экономического и военного потенциала. [3]

    Микропроцессор (МП) - это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов. [2]

    Основные  функции процессора: выработка синхронизирующих сигналов; формирование исполнительных адресов для обращения к оперативной  памяти; организация обмена информацией  между оперативной памятью и  внешними устройствами; организация  многопрограммной работы. [7, с.62]

    В микропроцессорах - наиболее сложных  микроэлектронных устройствах - воплощены  самые передовые достижения инженерной мысли. В условиях свойственной данной отрасли производства жесткой конкуренции  и огромных капиталовложений выпуск каждой новой модели микропроцессора, так или иначе, связан с очередным научным, конструкторским, технологическим прорывом.

    В микропроцессорах нашли отражение  высокие научно-технические достижения в области физики твердого тела, кристаллографии, радиотехники и электроники, математики и автоматизации, кибернетики и электроники.

    Известны  различные применения микропроцессоров. Важнейшими из них являются: автоматизация  электротехнического оборудования, управление производством, физическое и математическое моделирование, обработка результатов экспериментов, управление приборами и искусственными органами в медицине, обеспечение безопасности движения на транспорте и т.д. [3] 

Классификация микропроцессоров 

    По  числу больших интегральных схем (БИС) в микропроцессорном комплекте различают микропроцессоры однокристальные, многокристальные и многокристальные секционные.

    Однокристальные микропроцессоры получаются при  реализации всех аппаратных средств  процессора в виде одной БИС или  СБИС (сверхбольшой интегральной схемы). По мере увеличения степени интеграции элементов в кристалле и числа выводов корпуса параметры однокристальных микропроцессоров улучшаются. Однако возможности однокристальных микропроцессоров ограничены аппаратными ресурсами кристалла и корпуса. Для получения многокристального микропроцессора необходимо провести разбиение его логической структуры на функционально законченные части и реализовать их в виде БИС (СБИС). Функциональная законченность БИС многокристального микропроцессора означает, что его части выполняют заранее определенные функции и могут работать автономно.

    Многокристальные  секционные микропроцессоры получаются в том случае, когда в виде БИС  реализуются части (секции) логической структуры процессора при функциональном разбиении ее вертикальными плоскостями.

    По  назначению различают универсальные  и специализированные микропроцессоры.

    Универсальные микропроцессоры могут быть применены  для решения широкого круга разнообразных  задач. При этом их эффективная производительность слабо зависит от проблемной специфики решаемых задач. Специализация МП, т.е. его проблемная ориентация на ускоренное выполнение определенных функций позволяет резко увеличить эффективную производительность при решении только определенных задач.

    Среди специализированных микропроцессоров можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных последовательностей логических операций, математические МП, предназначенные для повышения производительности при выполнении арифметических операций за счет, например, матричных методов их выполнения, МП для обработки данных в различных областях применений и т. д. 

    По  виду обрабатываемых входных сигналов различают цифровые и аналоговые микропроцессоры. Сами микропроцессоры - цифровые устройства, однако могут  иметь встроенные аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Поэтому входные аналоговые сигналы передаются в МП через преобразователь в цифровой форме, обрабатываются и после обратного преобразования в аналоговую форму поступают на выход. С архитектурной точки зрения такие микропроцессоры представляют собой аналоговые функциональные преобразователи сигналов и называются аналоговыми микропроцессорами. Отличительная черта аналоговых микропроцессоров способность к переработке большого объема числовых данных, т. е. к выполнению операций сложения и умножения с большой скоростью при необходимости даже за счет отказа от операций прерываний и переходов.

    По  характеру временной организации  работы микропроцессоры делят на синхронные и асинхронные.

    Синхронные  микропроцессоры - микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов).

    Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции.

    По  организации структуры микропроцессорных  систем различают микроЭВМ одно- и  многомагистральные.

    В одномагистральных микроЭВМ все  устройства имеют одинаковый интерфейс и подключены к единой информационной магистрали, по которой передаются коды данных, адресов и управляющих сигналов.

    В многомагистральных микроЭВМ устройства группами подключаются к своей информационной магистрали. Это позволяет осуществить одновременную передачу информационных сигналов по нескольким (или всем) магистралям. Такая организация систем усложняет их конструкцию, однако увеличивает производительность.

    По  количеству выполняемых программ различают  одно- и многопрограммные микропроцессоры.

    В однопрограммных микропроцессорах выполняется только одна программа. Переход к выполнению другой программы  происходит после завершения текущей  программы.

    В много- или мультипрограммных микропроцессорах одновременно выполняется несколько (обычно несколько десятков) программ. 

Структура микропроцессора  ПК 

    В состав микропроцессора входят следующие  устройства (рис.1.3.1):

    1. Арифметико-логическое устройство  предназначено для выполнения  всех арифметических и логических  операций над числовой и символьной информацией. [5]

    2. Устройство управления координирует  взаимодействие различных частей  компьютера и выполняет следующие  основные функции: 

    формирует и подает во все блоки машины в  нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполнения различных операций;

    формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие  блоки компьютера;

    получает  от генератора тактовых импульсов обратную последовательность импульсов. [5]

    3. Микропроцессорная память предназначена  для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой  в вычислениях непосредственно  в ближайшие такты работы машины. Микропроцессорная память строится  на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера, так как основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. [5]

    4. Интерфейсная система микропроцессора предназначена для связи с другими устройствами компьютера и включает в себя:

    внутренний  интерфейс микропроцессора;

    буферные  запоминающие регистры;

    схемы управления портами ввода-вывода и  системной шиной (порт ввода-вывода — это аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору, другое устройство.) [5]