マイクロプロセッサの機能は何ですか?

マイクロプロセッサは、「人工脳」の最初の成功した試みです。 マイクロプロセッサの主な機能は、他のデバイスのデジタル制御を指示または実行することです。

実際、 マイクロプロセッサは基本的に夏、腕時計、携帯電話、おもちゃなどの最も単純なものから、多種多様な電子機器の頭脳です。 車、特殊な自動化機器、大型機械でさえもです。

最初のマイクロプロセッサまたは多目的チップは、Intel 4004と呼ばれるIntelによって1971年に発売されました。クロック速度または周波数が108キロヘルツ(kHz)で、一度に4ビットのデータで動作しました。

今日のマイクロプロセッサは、その使用に応じてさまざまな形状、サイズ、高度なレベルで提供され、その数千倍の速度で動作します。

UKessays.comに掲載されたエッセイでは、20世紀のコンピューター化におけるマイクロプロセッサー役割に言及し、この21世紀の「知恵を生み出すツール」としてカタログ化しています。

マイクロプロセッサの主な機能を分析し、その定義、進化、重要性を確認しましょう。

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マイクロプロセッサとは何ですか?

マイクロプロセッサーまたは単にプロセッサーは、処理装置機能持つ 1つ以上の集積回路(IC)の処理装置です

マイクロプロセッサは、バイナリデータを入力として受け取り、保存された命令に従って処理し、データを出力として提供する、統合されたデジタル多目的回路と考えることができます。

Techwalla.com は、 マイクロプロセッサをソフトウェアまたはアプリケーションの命令を実行できる集積電気回路と定義しています。 集積回路として、プログラムから命令を受け取り、これらの命令を処理または解釈し、一連のアクションを出力として実行します。

要するに、 マイクロプロセッサまたは多目的チップは、命令をメモリに格納し、デジタルデータプロセスでこれらの命令を実行し、コンピュータ内の残りのコンポーネントやその入出力デバイスなどの他の端末を制御するプログラム可能な集積回路です。

マイクロプロセッサは、デバイスの他のコンポーネントから命令を授受するようにプログラムされており、人工脳として機能します。 口語的には驚くことではありませんが、コンピューターの「頭脳」と呼ばれています。

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マイクロプロセッサの機能

マイクロプロセッサはデジタルロジックに基づいて動作します。 マイクロプロセッサの主な特性を形成する3つのコンポーネントは、一連のデジタル命令、ワード幅または「 ワードサイズ 」で測定される特定の帯域幅、およびマイクロプロセッサが実行する命令の数を測定する速度または「クロック周波数」走れる

マイクロプロセッサは一連のデジタル機械命令を受け取ります。 プロセッサの論理演算ユニット(ALU)は、受信した命令に基づいて一連の計算を実行します。

さらに、ユニットは1つのメモリから別のメモリに情報を移動し、1つの命令セットから別のセットに渡す機能を備えています。 動作の効率は、前述の特性に依存します。 もう少し詳しく見てみましょう。

プロセッサのワード幅は?

プロセッサは、 ワード幅または「 ワードサイズ 」に基づいて選択できます。これは、計算の複雑さの尺度として見ることができます。

コンピューティングコンテキストでの単語または単語はビットの有限シーケンスであることに注意してください。現代のマイクロプロセッサの大半は16〜64ビットのワード幅を持っています。

バイトが8の倍数で表される理由は、バイトに8つの連続ビットが含まれるため、ワードが16バイトのセットであり、上位2バイトと下位2バイト( 上位バイト下位バイト )にグループ化されているためです。

ダブルグループワードは32ビットワードであるため、ワードサイズを大きくすると、プロセッサは「クロックサイクル」ごとにより多くの計算を実行できます。

単語が広いほど、データを受信、計算、および返す際のマイクロプロセッサの効率が高くなります。

数十年前、64ビット幅はサーバーとメインフレームまたは中央コンピューター用に予約されていました。 現在、64ビットシステムはどのコンピューターでも使用できます。

プロセッサのクロック周波数は何ですか?

マイクロプロセッサクロックレートまたは周波数は、それを統合するトランジスタが電流経路の開閉を切り替える周波数です。 これはヘルツで測定され、1秒あたりの周期または振動数を表します。

最初の有名な市販のマイクロプロセッサは1971年のIntel 4004で、周波数は108 KHzから最大740 KHzで、これは毎秒108, 000から740, 000回です。

たとえば、2017年に発売されたIntel Core i7-7920HQは、4.1 GHzまたは毎秒4, 100, 000, 000サイクルで動作します。

クロック周波数は、 マイクロプロセッサが1秒間に実行できる操作の数にリンクしないでください。 命令または操作には、トランジスタが実行しなければならないより多くのスイッチをもたらす有限量の論理操作が含まれる場合があるためです。

プロセッサのパフォーマンスの尺度としてのクロック周波数は、最近では問題になっています。これは、周波数が1.5〜4.3 GHzの間で10年以上残っているものの、製造日が最新の機器であるためです。彼らはそのリーチを達成した最初のものよりも高い収量を持っています。

答えは、より多くの「 コア 」または同じカプセル内のコア(デュアルコアまたはマルチコア)を効率化する並列アーキテクチャに組み込むことです。

ただし、 クロック周波数が高いほど、機器のパフォーマンスが向上することは事実です。

プロセッサメモリ

マイクロプロセッサは2つのメモリを介して動作します。 読み取り専用メモリ(ROM)は、一連の固定命令を備えたプログラムであり、一連の固定バイトでプログラムされます。

もう1つはRAM、またはランダムアクセスメモリ(英語の頭字語)です。 このメモリのバイト数は可変であり、持続時間は短いです。 電源が切れると、RAMがクリーニングされます。

ROMには、BIOS(Basic Input Output Systemの頭字語)と呼ばれる小さな内部プログラムがあります。 BIOSは、起動時にマシンのハードウェアをテストします。 次に、スタートアップセクターと呼ばれる別のプログラムをROMで探します。

スタートアップセクターは、コンピューターを効果的に使用するのに役立つ一連の命令を実行します。

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マイクロプロセッサの歴史

マイクロプロセッサを統合したコンポーネントの70年の初期と初期には、個別に動作するため、中央処理装置を構成するには3つのチップが必須でした。

1つは算術論理装置またはALU( 算術論理装置 )で、もう1つは制御装置(CU 制御装置 )を分離し、その隣にレジスタバンクメモリ( レジスタバンク )があります。

3つの企業が、3つのコンポーネントを単一の電子回路に統合するという課題に取り組みました。Intel、 Texas Instruments 、およびGarrett Air Researchです。 しかし、1971年にIntel 4004 マイクロプロセッサを導入したIntelがレースに勝ちました。

通常、Intel 4004が最初のデバイスとして受け入れられます。 この製品は1971年11月に同社によってリリースされました。最大740 KHzを実現する2, 600個のトランジスタが含まれていました。 ワードサイズはわずか4ビットです。

最初のマイクロプロセッサー

1971年から1972年の間に発売されたプロセッサはこれらの特性を示し、 マイクロプロセッサの第一世代と見なされていました。

1972年には、Intel 8008で8ビットテクノロジーが登場し、1973年にはIntel 8080で登場しました。

1978年には、 マイクロプロセッサのエントリが16ビットワードサイズであり、Intel 8086および8088には約29, 000個のトランジスタが含まれていました。

Intelの80286は1982年に登場し、16メガヘルツのクロック速度について話していますが、約130, 000個のトランジスタが16ビットのままです。 世界中で約1500万台のコンピューターが販売されたと言われています。

Intel 80386は、1985年に最初の32ビットプロセッサとして登場しました。285, 000個のトランジスタの話が既にありました。

Intel Pentiumは1993年に登場し、 ワードサイズ 64ビット、構成で310万個のトランジスタを備えた最初のプロセッサであり、300 MHzの周波数に達しました。 1999年に廃止されました。

最新のプロセッサ

ギガヘルツクロック周波数へのジャンプは、1999年にPentium IIIで910万個のトランジスタを使用して発生します。

Inter Core Duoは2006年にリリースされ、2つの実行コアの新規性により効率が向上しました。 1億5100万個のトランジスタを内蔵した2.5 GHzに達しました。 2年後に廃止されます。

Intel Core i7ファミリは、4つのx86-64ビットアーキテクチャコアを搭載した2008年に登場します。 4.1 GHzのクロック速度に達する最新のプロセッサであるIntel Core i7-7920HQなど、そのメンバーの一部は現在も有効です。

読み取りを停止しないでください:プロセッサ速度の説明

マイクロプロセッサ機能

マイクロプロセッサの主な機能は、データを受信して​​命令を実行することです。

コンピューターユーザーはマウスとマウスを基本的な入力デバイスとして使用しますが、それを認識しているかどうかに関係なく、データや指示を入力しています。

プロセッサはこれらの命令を受け取り、論理演算を切り替え、出力、ストレージなどの他のデバイスへの注文を実行し、ユーザー向けの処理済みデータを生成します。

Engadget.comによると、コンピューターのマイクロプロセッサーは数千の計算の開発を即座に促進し、コンピューターが常に人間の手の届かないところに行く理由の1つです。

マイクロプロセッサは、最初のソースからメインメモリ命令を受け取り、それをデコードして、実行するアクションのタイプを決定します。 次に、実行中に入力デバイスと出力デバイスを監視します。

コンピューターは単なる情報処理装置ではありません。 マイクロプロセッサは、情報、オーディオ、ビデオ形式の命令を実行できます。

最新のマイクロプロセッサは、さまざまなマルチメディア効果をサポートしています。 マルチメディアソフトウェアをサポートするには、32ビットプロセッサが不可欠です。

インターネットの利点により、 マイクロプロセッサは仮想メモリと物理メモリをサポートするように進化しました。 前者はデジタル信号プロセッサ(DSP)として機能し、リアルタイムで転送される再生形式、オーディオ、ビデオを処理しました。 最も高速で最新のマイクロプロセッサにはDSPは必要ありません。

多機能プロセッサまたはチップは 、単なるコンピューターのものではありません。 このデジタル時代には、 マイクロプロセッサを搭載していない電子機器はほとんどありません。

医学、天気予報、自動車、通信、設計、科学実験の進歩は、 マイクロプロセッサを備えた技術デバイスの開発の結果でした。

マイクロプロセッサにより、困難な手動作業の自動化が可能です。エラーのマージンをサポートしないナノメートル単位の操作は、それらのサポートにより実行されます。

マイクロプロセッサのデジタルロジックは、生活のあらゆる面で大きな効率と速度をもたらしました。 したがって、マイクロプロセッサを使用する可能性は計り知れません。

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