Mikroprocesszor - Laptörténet

Pitlik, 2008. február 1., 11:23-n

2008-02-01T11:23:25Z

Kolaci86, 2006. december 8., 11:17-n

2006-12-08T11:17:02Z

Kolaci86, 2006. december 7., 14:15-n

2006-12-07T14:15:48Z

Kolaci86, 2006. december 7., 14:05-n

2006-12-07T14:05:53Z

Kolaci86, 2006. december 7., 13:24-n

2006-12-07T13:24:39Z

Kolaci86: /* Processzorok fejlődése */

2006-12-06T14:59:35Z

‎Processzorok fejlődése

Kolaci86, 2006. december 6., 14:56-n

2006-12-06T14:56:57Z

Új lap

== Történeti modul ==

=== Processzorok fejlődése ===

A processzorok fejlődése őrületes tempóban halad, teljesítményük minden másfél évben megduplázódik.
A mikroprocesszorok története 1971-ben kezdődött, amikor egy pici ismeretlen cég, az Intel a világon először több tranzisztort épített egybe, hogy központi vezérlő egységet alkosson. Nyolc évvel ezután készült el az első személyi számítógép, melyeket hat generációba tudunk osztani a benne található processzorok alapján. Az XT-ket, az AT-k – név szerint a 286-osok, a 386-osok és a 486-osok követték. Az ötödik generációs processzorok a pentiumok, a legfejlettebb ötödik generációs processzorok a Pentium MMX-ek.
A legújabb hatodik generációs processzorok, a Pentium Pro, a Pentium 2 és az AMD K6 illetve az AMD K6-2. Az első generációs CPU-kban 29ezer tranzisztor volt, a legújabbakban több mint ötmillió.

*'''XT 8088''' (8/16 bites, 4,77 MHz)'''Z80'''
*'''AT 8086''' (16 bites, 8-10 MHz)
*'''AT 80186''' (nem építették számítógépbe, nagyon jó a megszakításrendszere)
*'''AT 80286''' (16 bites, 16 MHz)
*'''AT 80386'''
**'''SX''' (16/32 bites)
**'''DX''' (valódi 386-os, 32 bites, 40 MHz)
*'''AT 80486''' (cache memória, belső kompresszor, hűtés)
**'''SX'''
**'''DX''' („valódi” 486, 32 bites, 100 MHz)
**'''DLC''' (nincs kompresszor)
**'''DX2''' (66 MHz - hez kellett már hűtés, kifelé 33 MHz-es)
**'''DX4'''
*'''Pentium®''' (32 bites, 60-166 MHz) (pipeline-struktúra 1990)
*'''Pentium Pro'''
**'''Pentium II.''' (32 bites, több független párhuzamos végrehajtóegységet tartalmaz, 400 MHz, új tokozás)
*'''Pentium MMX''' (új multimédiás utasítás készlet)
**'''Cyrix''' 5*86, 6*86, M1, M2
**'''AMD''' 5K86, K6,
*'''PIII''' (32 bites, 1 GHz, még precízebb párhuzamosítás)
**'''Celeron''' („csökkentett” képességű)
*'''PIV''' (32/64 bites, 3 GHz, HT- technológia- többszálú feldolgozás, többmagos processzor)

== Definíciós modul ==

=== Processzor ===

Központi egység (CPU) alatt a vezérlő- és az aritmetikai egység kettősét értjük. Ezt nevezzük '''processzornak''' vagy a mikroszámítógépek esetében alkalmazott egy tokos processzorokat '''mikroprocesszoroknak'''. A CPU legfőbb része, melyet jelfeldolgozó program működtet.[[Kép:Processzor felépítése.jpg|A központi vezérlőegység felépítése]]

=== Számítógép utasítás végrehajtásának menete ===

A processzor működésének lényegét a programutasítások feldolgozása, végrehajtása adja. Az utasításvégrehajtás lépésekre történő felbontása egyrészt lehetővé teszi az annak a vezérlésére felhasznált mikroprogramozás lényegének megértését, másrészt megadja az utasítások átlapolt végrehajtásának magyarázatát.[[Kép:Utasítás végrehajtás.jpg|A számítógép utasítás végrehajtásának a menete.]]

#PC-be bekerül a végrehajtandó utasítás memóriabeli címe
#Cím bekerül az MAR (Memory Address Registr) regiszterbe. FETCH /utasítás lehívás/
#Cím alapján a memóriából az MBR (Master Boot Record) -be majd az IR-be kerül az utasítás
#Az operandus lehívása, az adatok elővétele
#A műveletvégzéshez szükséges adat bekerül az ALU-ba.
#Utasítás elvégzése
#Az eredmény visszaírása a memóriába
Következő utasítás címe kerül a pc-be.

=== CISC és RISC processzorok összehasonlítása ===

'''CISC:''' (Comlex Instruction Set Computer) Egy számítógépes architektúra, amely gépi kódú programozók számára utasítások egy széles variációját biztosítja.

'''RISC:''' (Ratuced Instruction Set Computer) Csökkentett utasításkészletű számítógép, amely csökkenti az utasításértelmezés idejét, így gyorsabb a programfutás.

'''CISC (Intel, AMD)'''

*Összetett utasítások: 1 utasítás végrehajtásához, több művelet tartozik.Ebben az architektúrában az új utasítások a meglévő utasítások összeintegrálásával keletkeznek.A programozó dolgát könnyítik.
*Sok utasítás (>300 db).
*Sokféle címzési módot ismer.
*Kevés regiszter (~30 db).
*Változó hosszúságú utasítások (1-17 byte).
*Utasítások párhuzamosítása nehézkes.
*Műveleti vezérlése mikro programozott, azaz egy utasítás végrehajtásához egy mikro program lefutása szükséges. /számítógép a számítógépben/.
*Bonyolult mikro program kell hozzá.

'''RISC (Motorola, IBM, DEC)'''

*Egyszerű utasítások: 1-2 gépi ciklus alatt végrehajthatóakelemi műveleteket végző utasítások a felhasználónak jó mert nagyon gyors, új processzoroknál új utasítás készlet.
*Kevés utasítás (~100 db)
*Címzési módok közül kiirtották azt, amelyik a tároló hivatkozású műveletvégző utasításban szerepel. Pld: ADD M1, M2
*Sok regisztert tartalmaz (400 vagy több száz)
*Fix hosszúságú utasítások (4 byte)
*Könnyen párhuzamosítható
*Műveleti vezérlése huzalozott, azaz az utasítások végrehajtását egy bonyolult logikai áramkör végzi.
*Bonyolult fordított program szükséges hozzá.
*A RISC processzor programozása olyan, mint a CISC processzor mikro programozása.
*P4-es processzor RISC-esített CISC processzor.

'''Azonosságok a CISC és a RISC processzor között:'''

*Mindkettőben van ALU.
*Mindkettőben van PC, IR.

'''Különbségek a CISC és a RISC processzorok között:'''

*CISC esetén megtalálható a mikro programtár.
*A PC máshol van.
*RISC esetén van CACHE: párhuzamosan keresünk a CACHE-ben és a memóriában.
*Az op. kód CISC esetén  ALU, memória, RISC esetén  ALU, (nincs tároló hivatkozású műveleti utasítás).
*IR máshol van.
*Regiszterek száma.

=== A 8086, 80286 processzor ===

Ezen processzorcsalád négy funkcionálisan elkülöníthető részből áll.

:1. '''AU''': '''A'''dress '''U'''nit : címfordító egység.

'''Feladata:''' A konkrét fizikai címek és a virtuális címek kiszámítása és kezelése, valamint a címzés megvalósítása.

'''Részei:'''
*deskriptor cache: A címzés gyorsítására szolgál, mert a "legfontosabb" lapok címeit tárolja.
*szegmens regiszterek:
**'''CS:''' code szegmens
**'''DS:''' date szegmens
**'''SS:''' stecs szegmens
**'''ES:''' extra szegmens

A CS, DS, SS és az ES a báziscímeket tárolja.

*IP utasítás számláló, a soron következő utasítás címét tartalmazza.

:2. '''BU''': '''B'''US '''U'''nit

'''Feladata:''' A processzor és a külvilág kapcsolatának biztosítása.

'''Részei:'''
*2 darab puffer átmeneti tároló
*A buszvezérlő a megfelelő szinkronizálást biztosítja.
*Utasítássor : FIFO tárolósor 6 byte-nyi utasítást tud tárolni

:3. '''IU:''' '''I'''nstuction '''U'''nit: Utasítást feldolgozó egység

'''Feladata:''' Az utasítás dekódolása.

'''Részei:'''
*dekódoló egység
*FIFO tároló sor: 3 darab dekódolt utasítás sorba állításához.

:4. '''EU:''' '''E'''xecute '''U'''nit: Utasítás végrehajtó egység

'''Feladata:''' Az utasítás végrehajtása, lefuttatása, a művelet elvégzése.

'''Részei:'''
*'''EC:''' Műveleti vezérlés
*'''µP''' - mikroprocesszor
*'''ALU:''' Műveletvégző egység
*Átmeneti tároló
*'''FLOG:''' Állapot regiszter
*Regiszter tár: általános című regiszterek, címző regiszterek

== Ajánlott irodalmak modulja ==

Cserny László: Mikroszámítógépek

← Régebbi változat		A lap 2008. február 1., 11:23-kori változata
161. sor:		161. sor:

	Cserny László: Mikroszámítógépek [http://miau.gau.hu/levelezo/2003osz/l2003_id.php3?string=22408]		Cserny László: Mikroszámítógépek [http://miau.gau.hu/levelezo/2003osz/l2003_id.php3?string=22408]
		+	[[Kategória:Lexikon_(classic)]]

@@ 8. sor: / 8. sor: @@
 A legújabb hatodik generációs processzorok, a Pentium Pro, a Pentium 2 és az AMD K6 illetve az AMD K6-2. Az első generációs CPU-kban 29ezer tranzisztor volt, a legújabbakban több mint ötmillió.
-*1971. '''Intel 4004''' (4 bites, 1 MHz)
+*'''1971. Intel 4004''' (4 bites, 1 MHz)
-*1974. június '''Intel 8080''' (8 bites, 2,5 MHz)
+*'''1974. június Intel 8080''' (8 bites, 2,5 MHz)
-*1979. '''XT 8088''' (8/16 bites, 4,77 MHz) '''Z80'''
+*'''1979. XT 8088''' (8/16 bites, 4,77 MHz) '''Z80'''
-*1979. '''AT 8086''' (16 bites, 8-10 MHz)
+*'''1979. AT 8086''' (16 bites, 8-10 MHz)
-*1982. március '''AT 80186''' (nem építették számítógépbe, nagyon jó a megszakításrendszere)
+*'''1982. március AT 80186''' (nem építették számítógépbe, nagyon jó a megszakításrendszere)
-*1982. december '''AT 80286''' (16 bites, 16 MHz)
+*'''1982. december AT 80286''' (16 bites, 16 MHz)
-*1985. október '''AT 80386'''
+*'''1985. október AT 80386'''
-**1988. '''SX''' (16/32 bites)
+**'''1988. SX''' (16/32 bites)
 **'''DX''' (valódi 386-os, 32 bites, 40 MHz)
-*1989. április '''AT 80486''' (cache memória, belső kompresszor, hűtés)
+*'''1989. április AT 80486''' (cache memória, belső kompresszor, hűtés)
-**1991. '''SX'''
+**'''1991. SX'''
 **'''DX''' („valódi” 486, 32 bites, 100 MHz)
 **'''DLC''' (nincs kompresszor)
-**1992. '''DX2''' (66 MHz - hez kellett már hűtés, kifelé 33 MHz-es)
+**'''1992. DX2''' (66 MHz - hez kellett már hűtés, kifelé 33 MHz-es)
-**1993. április '''DX4'''
+**'''1993. április DX4'''
-*1993. március '''Pentium®''' (32 bites, 60-166 MHz) (pipeline-struktúra 1990)
+*'''1993. március Pentium®''' (32 bites, 60-166 MHz) (pipeline-struktúra 1990)
-*1995. november '''Pentium Pro'''
+*'''1995. november Pentium Pro'''
-**1997. május '''Pentium II.''' (32 bites, több független párhuzamos végrehajtóegységet tartalmaz, 400 MHz, új tokozás)
+**'''1997. május Pentium II.''' (32 bites, több független párhuzamos végrehajtóegységet tartalmaz, 400 MHz, új tokozás)
-*1997. '''Pentium MMX'''	(új multimédiás utasítás készlet)
+*'''1997. Pentium MMX'''	(új multimédiás utasítás készlet)
-**1997. évvége '''Cyrix''' 5*86, 6*86, M1, M2
+**'''1997. évvége Cyrix''' 5*86, 6*86, M1, M2
 **'''AMD''' 5K86, K6,
-*1999. '''PIII''' (32 bites, 1 GHz, még precízebb párhuzamosítás)
+*'''1999. PIII''' (32 bites, 1 GHz, még precízebb párhuzamosítás)
 **'''Celeron''' („csökkentett” képességű)
-*2002. '''PIV''' (32/64 bites, 3 GHz, HT- technológia- többszálú feldolgozás, többmagos processzor)
+*'''2002. PIV''' (32/64 bites, 3 GHz, HT- technológia- többszálú feldolgozás, többmagos processzor)
 == Definíciós modul ==
@@ 62. sor: / 62. sor: @@
-'''CISC (Intel, AMD)'''
+'''CISC (Intel, AMD)''' [[CISC]]
 *Összetett utasítások: 1 utasítás végrehajtásához, több művelet tartozik.Ebben az architektúrában az új utasítások a meglévő utasítások összeintegrálásával keletkeznek.A programozó dolgát könnyítik.
@@ 74. sor: / 74. sor: @@
-'''RISC (Motorola, IBM, DEC)'''
+'''RISC (Motorola, IBM, DEC)''' [[RISC]]
 *Egyszerű utasítások: 1-2 gépi ciklus alatt végrehajthatóakelemi műveleteket végző utasítások a felhasználónak jó mert nagyon gyors, új processzoroknál új utasítás készlet.

← Régebbi változat		A lap 2006. december 7., 13:24-kori változata
158. sor:		158. sor:
	== Ajánlott irodalmak modulja ==		== Ajánlott irodalmak modulja ==

−	Cserny László: Mikroszámítógépek	+	Cserny László: Mikroszámítógépek [http://miau.gau.hu/levelezo/2003osz/l2003_id.php3?string=22408]

@@ 45. sor: / 45. sor: @@
 A processzor működésének lényegét a programutasítások feldolgozása, végrehajtása adja. Az utasításvégrehajtás lépésekre történő felbontása egyrészt lehetővé teszi az annak a vezérlésére felhasznált mikroprogramozás lényegének megértését, másrészt megadja az utasítások átlapolt végrehajtásának magyarázatát.[[Kép:Utasítás végrehajtás.jpg|A számítógép utasítás végrehajtásának a menete.]]
-#PC-be bekerül a végrehajtandó utasítás memóriabeli címe
+#PC-be(Program Counter) bekerül a végrehajtandó utasítás memóriabeli címe
 #Cím bekerül az MAR (Memory Address Registr) regiszterbe. FETCH /utasítás lehívás/
 #Cím alapján a memóriából az MBR (Master Boot Record) -be majd az IR-be kerül az utasítás
@@ 52. sor: / 52. sor: @@
 #Utasítás elvégzése
 #Az eredmény visszaírása a memóriába
-Következő utasítás címe kerül a pc-be.
+Következő utasítás címe kerül a PC-be.
 === CISC és RISC processzorok összehasonlítása ===

@@ 8. sor: / 8. sor: @@
 A legújabb hatodik generációs processzorok, a Pentium Pro, a Pentium 2 és az AMD K6 illetve az AMD K6-2. Az első generációs CPU-kban 29ezer tranzisztor volt, a legújabbakban több mint ötmillió.
-*'''XT 8088''' (8/16 bites, 4,77 MHz)'''Z80'''
+*'''XT 8088''' (8/16 bites, 4,77 MHz) '''Z80'''
 *'''AT 8086''' (16 bites, 8-10 MHz)
 *'''AT 80186''' (nem építették számítógépbe, nagyon jó a megszakításrendszere)