什么是微处理器？

构建在单个集成电路 (IC) 上的计算机中央处理单元 (CPU) 称为微处理器。

只有一个用作 CPU 的微处理器的数字计算机称为微型计算机。

它是一种可编程、多用途、时钟驱动、基于寄存器的电子设备，从称为存储器的存储设备读取二进制指令，接受二进制数据作为输入，并根据这些指令处理数据，并将结果作为输出提供。

微处理器包含数百万个微小的组件，如晶体管、寄存器和二极管，它们协同工作。

微型计算机的框图

微处理器由 ALU、控制单元和寄存器阵列组成。其中ALU对从输入设备或存储器接收到的数据执行算术和逻辑运算。控制单元控制计算机内的指令和数据流。并且，寄存器阵列由字母 B、C、D、E、H、L 和累加器标识的寄存器组成。

微处理器的发展

我们可以根据微处理器的代际或微处理器的大小对它们进行分类

第一代（4 位微处理器）

第一代微处理器由 Intel 公司于 1971-1972 年推出。它被命名为Intel 4004，因为它是一个 4 位处理器。

它是一个单芯片上的处理器。它可以执行简单的算术和逻辑运算，如加法、减法、布尔或和布尔与。

我有一个控制单元，能够执行控制功能，如从存储存储器中提取指令、对其进行解码，然后生成控制脉冲以执行它。

第二代（8 位微处理器）

第二代微处理器于 1973 年再次由 Intel 推出。它是一个第一个 8 位微处理器，可以对 8 位字执行算术和逻辑运算。它是 Intel 8008，另一个改进版本是 Intel 8088。

第三代（16 位微处理器）

第三代微处理器于 1978 年推出，代表Intel 的 8086、Zilog Z800 和 80286，它们是 16 位处理器，性能类似于小型计算机。

第四代（32 位微处理器）

几家不同的公司推出了 32 位微处理器，但最受欢迎的是Intel 80386。

第五代（64 位微处理器）

从 1995 年到现在，我们进入了第五代。在 80856 之后，Intel 推出了一个新的处理器，即 Pentium 处理器，紧随其后的是Pentium Pro CPU，它允许多个 CPU 在单个系统中实现多处理。

其他改进的 64 位处理器是赛扬、双核、四核、八核处理器。

表：重要的 Intel 微处理器

其中，

• PGA - 引脚网格阵列
• MMX - 多媒体扩展
• EPIC - 显式并行指令计算
• SIMD - 单指令多数据
• ALU - 算术逻辑单元
• MMU - 内存管理单元
• FPU - 浮点单元

微处理器中使用的基本术语

以下是微处理器中使用的一些基本术语列表

指令集 - 微处理器可以理解的命令组称为指令集。它是硬件和软件之间的接口。

总线 - 一组旨在将数据、地址或控制信息传输到微处理器中不同元素的导体。微处理器将具有三种类型的总线，即数据总线、地址总线和控制总线。

IPC（每周期指令数） - 衡量 CPU 能够在单个时钟周期内执行多少条指令的标准。

时钟速度 - 这是处理器每秒可以执行的操作数。它可以以兆赫兹 (MHz) 或千兆赫兹 (GHz) 表示。它也称为时钟频率。

带宽 - 在单个指令中处理的位数称为带宽。

字长 - 处理器一次可以处理的位数称为处理器的字长。 8 位微处理器一次可以处理 8 位数据。字长的范围是 4 位到 64 位，具体取决于微型计算机的类型。

数据类型 - 微处理器支持多种数据类型格式，如二进制、ASCII、有符号和无符号数。

微处理器的工作原理

微处理器遵循一个序列来执行指令：取指、解码，然后执行。

最初，指令以顺序方式存储在计算机的存储存储器中。微处理器从存储区域（存储器）中提取这些指令，然后对其进行解码并执行这些指令，直到遇到 STOP 指令。然后，它将结果以二进制形式发送到输出端口。在这些过程中，寄存器存储临时数据，ALU（算术逻辑单元）执行计算功能。

微处理器的特点

• 低成本 - 由于集成电路技术，微处理器以非常低的成本提供。它将降低计算机系统的成本。
• 高速 - 由于其中涉及的技术，微处理器可以以非常高的速度工作。它每秒可以执行数百万条指令。
• 小尺寸 - 由于超大规模和超大规模集成技术，微处理器是在很小的占地面积上制造的。因此，计算机系统的尺寸减小。
• 多功能 - 同一个芯片可以用于多个应用，因此，微处理器是多功能的。
• 低功耗 - 微处理器使用金属氧化物半导体技术，功耗较低。
• 发热量低 - 与真空管设备相比，微处理器使用半导体技术，不会产生太多热量。
• 可靠 - 由于微处理器使用半导体技术，因此故障率非常低。因此它非常可靠。
• 便携式 - 由于尺寸小且功耗低，微处理器是便携式的。