جلسه سوم

CPU پردازنده، ريزپردازنده، ميكرو پروسسور، پردازشگر(مركزي(

مانند0 قلب و مغز انسان عمل مي كند و در مركز محاسبات و ◦كنترل يك سيستم كامپيوتري قرار دارد.

(دسته بندي پردازنده ها بر اساس عملكردGeneral Vs. Special)

خاص منظوره : براي دستورات خاص متناسب با عملكردي كه ◦براي آن استفاده شده.

سرعت اجراي باالهمه منظوره : اجراي دستورات متنوع تعريف شد0ه براي ◦

كاربردهاي مختلف سرعت اجراي كمتر به نسبت قبلي

پردازنده هاي خانواده اينتلپردازنده هاي اينتل◦

XT802868038680486پنتيوم پنتيومII پنتيومIII پنتيومIV )P4( و سايريكس AMDپرد0ازنده هاي خانواده ◦

پردازنده هاي مبتني بر موتوروال

تا 4004مروري بر تحوالت پردازنده ها از P4http://www.cpu-world.com/CPUsسرعت كالك پردازنده هاولتاژ استفاده شدهاندازه رجيسترهاي داخليپهناي باند گذرگاهحداكثر حافظه قابل پشتيباني و سطح ا2كش سطح (ويژگيهاي كمكيFPU, MMX ,SSE,3Dnow)

اولين پردازنده هاي كه به طور وسيع مورد0 استفاده در كامپيوترهايIBM بودند. به شكلDIP)Dull in line Package(

داراي دو مد كاريMaxو Min )همه كارها با پردا0زنده(8088 پايه – 40 بيت. داراي 8 بيت ولي خارجي 16 : گذرگاه داخلي

خط براي آدرس0 و داده-)ويژگي مالتي پلكس( حداكثر حافظه 20 كنترل0 آدرس0 و يا داده بودن ALE مگابايت – به كمك0 1قابل حمايت0

خطوط مشخص مي شود.8086 بيت16 : گذرگاه د0اخلي و خ0ارجي

داراي خطوط زير است:◦ خط داده با حافظه در ارتباط است.16اطالعات : با : خط16آدرس كالك عملكرد آنها تغييير خواهد كرد. در مد 31-24ماكس و مين : در مد مين خطوط

ماكس با كنترلر گذرگاه كنترل مي شوند.آمادهراه اندازي مجدد..... تست و

Small Outline Transistor )SOT( Small Outline Package (SOP) Dual-In-Line Package (DIP)

Plastic/Ceramic Pin Grid Array (PPGA/CPGA)

Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC)

باس كنترل : كنترل پايه هاي كه بصورت ورودي و خروجي عمل مي براي مشخص )BHE )Bus High Enableكنند را بر عهده دارد. مثال

خط آدرس-كه به عنوان خط داده استفاده مي 16كردن بخش بااليي شود- مورد استفاده قرار مي كيرد.

بخشReset..براي مشخص كردن مقدار ثباتها، شمارنده ها و : به صورت دگمه بر روي كيس◦- در ابتداي راه اندازي سيستم◦Ctrl + Alt – Deleteبه ◦

Ready براي مشخص كردن زمان آماده براي دريافت نتايج يك : مي 0يا 1دستگاه جانبي كه سرعت كمي دارد. توسط دستگاه ديگر

شودTestبراي ايجاد هماهنگي پردازنده و كمك پردازنده :INT.براي وقفه استفاده مي شود. از اولويت اسفاده مي شود :NMI)Non Maskable Int.(Lock براي جلوگيري از كنترل باس توسط پردازنده يا دستگاههاي :

ديگر بايد صفر شود

.از دو بخش تشكيل شده است◦BIUواحد رابط گذرگاه

ثباتهاي سگمنت( صف مربوط به دستورالعملهاinstruction set)كنترلر باس اطالعات و آدرس( از آدرس منطقي در ثباتهاي 20توليد كننده آدرس فيزيكي )بيتي16 خط

(EUواحد اجرا )◦)ثباتهاي مربوط به اطالعات )ثباتهاي عموميواحد محاسبه و منطقواحد كنترل براي اجراي دستورالعمل

8088

Rom/Ram

Memory

I/O

Control Bus

Data Bus

Address Bus

( ثباتهاي اطالعاتAX,BX,CX,DX براي نگهداري داده )ها

(ثباتهاي اشاره گر و شاخصIP,SI,DI,BP,SP محل )دستورالعملها

(ثباتهاي قطعه يا سگمنتCS,DS,SS,ES)ثباتهاي حالت يا پرچم

بيتي اينتل16اولين پردازنده مگابايت(16 بيتي )24خط آدرس تغييرات به نسبتXT

داراي دو مد كاري ◦ مگابايت كار مي كند. براي برنامه هايي كه براي پردازنده 1واقعي : در فضاي

قبلي نوشته شده مگابايت كار مي كند.16محافظت شده : در فضاي

. Task Stack Segment اجراي برنامه ها بصورت همزمان: اس0تفاده از ثبات◦نگهداري وظايف ناتمام

خط24گذ0رگاه آدرس:◦ خط16گذ0رگاه اطالعات: ◦

به 16 به 8بخاطر تغيير در گذرگاه اطالعات و تبديل Advance Tech. يا AT مشهور شدند.

مگا هرتز16 و 12، 10، 8سرعت كاري باالتر : سرعتهاي پالس ◦)SMD)Surface Mounted Deviceو يا بصورت DIPبه صورت ◦ است.MPU or FPUداراي كمك پردازنده رياضي ◦ بيتي هستند.16 و ثباتها هم 16گذرگاه اطالعات داخلي و خارجي ◦

تحول بزرگي ايجاد كرد زيرا محدوديت حافظه را شكست و گيگا را حمايت ميكرد.4 خط آدرس 32با

يك مد جديد با نامVirtual اضافه كردند كه باعث دادن قابليتهاي بيشتر به پردازنده مي شود.

قابليت اجراي تمام برنامه هاي قبلي داشتن سه مد كاري و سوييچ مابين آنها)واقعي – حفاظت

شده – مجازي(پشتيباني از سيستم عاملهاي چند كاربره و چند وظيفه اي 1 و گاهي 2پشتيباني از كش خارجي بر روي مادربورد سطحخاصيت خط لولگي در پردازنده

:بخشهاي مهم پردازندهواحد رابط گذرگاه : دستورالعملها را از رم مي خواند◦واحد خواندن دستورالعمل◦واحد رمزگشايي دستورالعملها◦واحد اجراي دستورالعملها◦واحد قسمت بندي يا سگمنت :0 براي تبديل آدرس منطقي به ◦

فيزيكيواحد صفحه يا صفحه بندي :0 براي تبديل آدرس منطقي به ◦

فيزيكي

80386قسمتهاي مهم پردازنده ( Bus Interface unit) واحد رابط گذرگاه◦(Code Fetch unit)واحد خواندن دستورالعمل ◦(Instruction Decode Unit)واحد رمزگشايي د0ستورالعملها ◦(Instruction Execution Unit)واحد اجراي دستورالعملها ◦(Segmentation of Segment Unit)واحد قسمت بندي يا سگمنت ◦(Paging page unit)واحد صفحه يا صفحه بندي ◦

مدلهاي پردازنده◦SX خط آدرس و پكيج 24: داراي PLCC◦DX خط آدرس و پكيج 32: دارايPGA از نوع فشاري يا ZIF

است با قابليتهاي بيشتر و سرعت باالتر80386مانند است.2 و سطح 1داراي كش استاتيكي سرخود سطح .داراي كمك پردازنده سرخود است پكيجهاي آنPLCC و PGAفركانس كاري باالتر پردازنده نسبت به پالس سيستم (3/45 تا 3/3 ولت )5ولتاژ كاري كمتر از بيتي32باس آدرس و اطالعا0ت

ميليون ترانزيستور 3/1 مگاهرتز است. داراي 233 تا 66بحث از سرعت است. سازگار با خانواده هاي قبلي و واحدهاي عملياتي بيشتر.

براي اجراي همزمان دو دستورالعملVو Uداراي دوكانال داراي واحد محاسبات اعشاري و سبك مديريتي خاص براي كم مصرف شدن

سيستمMMXدو نوع هستند: پنتيوم هاي معمولي و پنتيومهاي

Pentium Proنسبت به مدلهاي قبلي پيشرفته تر و سرعت باالتر :Pentium II : 97 ميليون ترانزيستور دارد. سرعت تا 7/5 عرضه شد و

1GHz2 كيلوبايت كش سطح A: 128كالس سلرون ◦ نيست2: داراي كش سطح Bكالس سلرون ◦ است.SSE داراي MMX با اين تفاوت كه به جاي A: ماندد نوع IIIسلرون ◦

Pentium III(و 256( نيم كش)128: سرعت كاري باالتر. مدلهاي سلرون )512فول

Pentium IV مگابايت12 گيگا و كش باال تا 3/2: سرعت پردازنده باالتر تا

رقيب سرسخت شركت اينتل در سرعت، قيمت و قابليتهاي اجراي برنامه ها با هم

تفاوت دارند.AMD-k5مانند پنتيوم AMD-k6AMD-k6/2,3AMD-ATHLONAMD-DURON