Історія розвитку мікропроцесора

року міністерство освіти РФ.

Московський Державний Індустріальний Университет.

Кафедра: № 34.

Реферат на тему:

«історія розвитку микропроцессоров».

група: 6111 студент: викладач: Сопрунов Г. И.

Москва 2001.

Все персональні комп’ютери і зростання найбільш сучасного устаткування працюють спеціальному електронної схемою, названої мікропроцесором. Часто її називають комп’ютер в чіпі. Сучасний мікропроцесорце шматочок кремнію, який був виростили в стерильних умовах по спеціальної технологии.

Полупроводники Человек навчився поміщати домішки інших атомів в кристалічну грати без руйнації цим складним конструкції. Домішки дозволили кремнію змінити свої властивості, що стосуються провідності електричного струму. Ці властивості дозволили віднести матеріал до нового класу — класу напівпровідників. Цей термін відбиває проміжні властивості матеріалу за спроможністю проводити електричний струм: гірше, ніж в провідників (мідь), але ніж в ізоляторів (синтетичне покриття проводников).

Внесення примесей.

Хоча цю невловиму трансформацію матеріалу логічно описати у книзі по виробництву металів, ці середні властивості - проводити електричний струм — від почала їх виявлення обіцяли зробити революцію у електроніці. У 1947 року вчені лабораторії Bell обережно внесли домішка в кремнієвий кристал, розділивши його кристалічну грати втричі тонких шару. Цей сендвіч дозволив перемішати атоми різних матеріалів кристалічною решетке.

Транзисторы Таким чином, вийшов перший транзистор — крихітна пластина сріблястого кремнію, здатна проводити електронний потік, причому вхідний потік, поступавший однією електрод, перетворювався й мав інші значення ще на двох електродах. Транзистори були проривом у майбутнє. Вони дозволили відмовитися від електронних вакуумних ламп.

Аналогові і цифрові схемы.

Електричні перетворення робити двома шляхами. Слабкий сигнал може підсилюватися в сигнал такий самий форми, як оригінал, але з набагато більшими значеннями. Цей процес відбувається одержання більшої аналога малого сигналу отримав назву аналогового перетворення. А сам сигнал названо аналоговим. Таке перетворення можна використовуватиме посилення звуку, коли ми одержуємо точнісінько такий самий форми, але набагато більше значения.

І, навпаки, малий сигнал можна збільшити до великого і, навпаки, великий зменшити до малого, ігноруючи все проміжні значення. У результаті ми матимемо серію імпульсів, які можна використовуватимуться кодування значень будь-яких величин. Наприклад, сім'ю імпульсами можна уявити цифру сім. Так само можна закодувати будь-які цифри. Звідси електронні устрою, використовують таку технологію, названі цифровыми.

Цифрова логика.

Саме собою включення одного вимикача іншим то, можливо непотрібним, проте транзистор можна включити комбінацією сигналів точно як і, як і одиночним імпульсом. Справді, транзисторная схема то, можливо розроблена що вона сформує сигнал тільки тоді, як отримає два вхідних. Інша схема може те саме тільки тоді ми, коли їхньому входах немає жодної вхідного сигналу, чи коли присутній хоча б тільки. Такі схеми називаються логічними вентилями. Їм таке ім'я, оскільки подібно звичайним вентилям, можуть пропускати, що вони відкриті, або пропускати участь у закритому стані, електричні сигнали. Ці функції дозволяють реалізувати принципи формальної логіки. Перші комп’ютери було створено задля принципу логічних вентилів, хоча вони розробили не так на транзисторах. І вакуумні лампи, і реле можуть працювати з такого самого принципу логічних вентилів. У транзисторів велике перевагу — вони менше (і швидше. Вони настільки малі, що сотні тисяч можуть розміститися на пластині кремнію з ніготь человека.

Інтегральні схемы Микропроцессор є велику сукупність простих транзисторів, що називається інтегральної схеми чи ІВ, оскільки вони функціонують як багато окремих транзисторів та інших пристроїв, інтегрованих і реалізованих в одній маленькій кремнієвої пластині. Часто цю велику інтегральну мікросхему називають просто чіпом. Конструкція цих елементів зросла межі просто кристала. Мікропроцесор — це тільки один схожий пристрій із великої числа інтегральних схем, з допомогою яких нині реалізують безліч різноманітних приладів, починаючи з аудіо до годин. У микропроцессоре тисячі транзисторів з'єднані в такий спосіб на кремнієвої пластині, що одне те безліч вхідних сигналів. Мікропроцесори від інших інтегральних схем, створених тому ж безлічі транзисторів, тим, що перетворення сигналу відбувається у відповідність до поступившем вхідним сигналом лише всередині самої микросхемы.

Нутрощі микропроцессора Большинство мікропроцесорів мають спеціально вбудовані області пам’яті, названі регістрами, у яких здійснюють всі свої маніпуляції і розрахунки. Наприклад, у тому, щоб скласти два числа, перше поміщається спочатку у регістр, потім інше додається з сумою залишається всередині регистра.

Сигнали, подорожуючи микропроцессору, представляють збій серію цифрових імпульсів. Їх переміщення відбувається одночасно — паралельно з кількох лідерів. Кожна серія таких імпульсів є окрему команду, реалізуючу певну функцію мікропроцесора. Кожна команда має для ідентифікації своє ім'я. Повний набір реалізованих функцій та його імена називаються безліччю микрокоманд процессора.

Внутрішня структура кремнію мікропроцесора визначає, що він ставить в кожному вхідному сигналу. Через війну комп’ютерна програма для мікропроцесора вбудовується у його технічне забезпечення. Ця програма називається микрокодом для микропроцессора.

Поєднання микропроцессоров Помимо роботи з м’якою внутрішньою пам’яттю і маніпуляцій цифровими бітами мікропроцесори повинні якимось чином отримувати вхідну інформації і видавати отримані результати. Задля реалізації цьому разі з зовнішнім світом розроблена микропроцессорная шина даних. З іншого боку, микропроцессору необхідно якимось чином визначати, де зберігаються дані у зовнішній пам’яті. З цією метою придумана інша шина, названа адресної. Назва свідчить, що вона використовується визначення місцезнаходження необхідної информации.

Мікропроцесори відрізняються по які у їхньому розпорядженні ресурсами, що у своє чергу впливає їхнє роботи. Мікропроцесори можуть відрізнятися як числом регістрів, а й розмірами самих регістрів. Регістри характеризуються числом бітов, із якими може працювати у одиницю часу. Наприклад, 16-битному необхідна одна чи більше регістрів размерностью в 16-бит. Історія розвитку мікропроцесорів — це історія збільшення розмірів їх регістрів і ширини шини. Із кожним новим поколінням мікропроцесорів збільшувався розмір регістрів й ширші ставала адресна шина. У результаті персональні комп’ютери ставали мощнее.

Четырехбитное мышление Первый мікропроцесор був виготовлений 1971 року фірмою Intel Corporation. То справді був четырехбитный мікропроцесор 4004. Ці 4 біта дозволяли кодувати все цифри і символи, було достатньо математичних розрахунків. Мікропроцесор міг складати, вичитати і множити точно як і це роблять його старші брати, хоча й так быстро.

Тепер кілька слів у тому, як було розроблений 4004. Чіп розробили Тедом Гоффом з Intel Corporation. Перше згадування про ньому з’явилася в 1969 року у звіті на роботах з неіснуючої тепер японської компанією Busicom. Японці замовили виготовити дванадцять типів мікросхем для використання у калькуляторах різних моделей. Малий обсяг кожної партії мікросхем збільшував вартість їхнього перебування розробки. Проте Хоффу вдалося створити такий чіп, котрий напевно міг використовуватися переважають у всіх калькуляторах. Мікросхема працювала чудово й відкрила століття дешевих калькуляторів. Вона стала прекрасної базою і розробити программируемых пристроїв того времени.

Восьмибитные чипы Солидные машини працюють лише з цифрами, але також і з текстами. Мікропроцесор 4004 володів цими здібностями. Виготовляючи мікропроцесор ще широких цілей, потрібно було збільшити розмір його регістрів. Це б йому розуміти всі букви і цифри. Використання 6 біт дозволяє розрізняти все малі і покладають великі букви і цифри (можна закодувати 64 символу). Та заодно залишається мало значень для кодування знаків пунктуації і більше управляючих символів. У результаті 1972 року з’явився восьмибитный мікропроцесор Intel 8008. Розмір його регістрів відповідав стандартної одиниці цифрової інформації - байту.

Процесор 8008 був простим розвитком 4004. То справді був цікавий і працездатний мікропроцесор. Його широко використовували під час виробництва персональних компьютеров.

Intel продовжував майоріти (як і весь галузь). І на 1974 року був створено значно більше цікавий мікропроцесор 8080. З початку розробки він закладався як 8-битный чіп. Він володів ширше безліч микрокоманд (безліч микрокоманд 8008 було розширене). Крім того, це був першим мікропроцесор, котрий напевно міг ділити числа.

Кілька інженерів фірми мали ідеї вдосконалення 8080. Вони залишили Intel, щоб їх реалізувати їх. Ними було організовано Zilog Corporation, яка подарувало мікропроцесор Z80. Насправді Z80 був подальшої розробкою мікропроцесора 8080. Було просто збільшено число його команд, що дозволило створити, й використати в персональні комп’ютери стандартні операційні системы.

Розроблена Digital Research операційна система, що становить собою спеціальну програму, яка б пов’язала мікропроцесор й інші устрою технічного забезпечення (наприклад, оперативна пам’ять), була названа Control Program for Microcomputers (CP/M). Її прабатьками були операційні системи великих ЕОМ, а й розміри його були набагато скромніше, що дозволяло працювати на микропроцессоре. Далека від досконалості, вона працювала досить надійно, що дозволило їй стати свого роду стандартної для професійних користувачів малих комп’ютерів. Вона допомогла програмістам, які працювали раніше великих ЕОМ, адаптуватися до персональним комп’ютерів. Хоча СР/М призначалася для 8080, Z80 розкривав великі змогу системних работ.

Тим часом Intel продовжував роботи над 8-битным 8008. розробили мікропроцесор 8085, який працював від 5 В і він потребував менше допоміжних мікросхем. Нововведення розробки включали вектор переривань і серію портів вводу-виводу. Тепер малі комп’ютери стали непобедимыми!

Уинн Л. Рош: «біблія з технічного забезпечення Уинна Роша».

Финогенов К.Г.: «самовчитель по системним функцій MS-DOS».