Microprocessore: concetto, storia e caratteristiche

Spieghiamo che si tratta di un microprocessore, della storia e delle caratteristiche di questo circuito integrato.Inoltre, a cosa serve e le sue funzioni.

Un microprocessore può funzionare con una o più CPU.

Che cos'è un microprocessore?

Il circuito integrato centrale di un sistema informatico è chiamato microprocessore o semplicemente processore, dove vengono eseguite le operazioni logiche e aritmetiche (calcoli) per consentire l'esecuzione dei programmi , dal sistema operativo al software applicativo.

Un microprocessore può funzionare con una o più CPU (Central Processing Unit), ciascuna costituita da record, un'unità di controllo, un'unità di logica aritmetica e un'unità di calcolo in virgola mobile (o coprocessore matematico).

Allo stesso modo, è stato generalmente collegato tramite un socket alla scheda madre o alla scheda madre, insieme a un sistema di dissipazione di calore che compongono determinati materiali di dissipazione del calore e un ventilatore dispositivo di raffreddamento (ventilatore inerte).

Mentre lo stesso microprocessore può avere uno o più core fisici o logici, in cui viene eseguito tutto il lavoro di calcolo, lo stesso sistema informatico può avere più processori che lavorano in parallelo.

Le prestazioni di questi processori non sono facili da misurare , ma la frequenza di clock (misurata in Hz) viene spesso utilizzata per distinguere tra la potenza reciproca.

Vedi anche: Scheda madre.

Storia del microprocessore

I microprocessori sono emersi come un prodotto dell'evoluzione tecnologica di due settori specifici: informatica e semiconduttori, entrambi iniziati a metà del XX secolo, nel contesto della seconda guerra mondiale, con l'invenzione di transistor, con il quale sono stati sostituiti i tubi del vuoto.

Da allora in poi, il silicio è stato utilizzato per generare semplici circuiti elettronici, dando origine più tardi (all'inizio degli anni '60) alla creazione dei primi circuiti digitali: Transistor-Resistor Logic (RTL), Diode Transistor Logic (DTL), Transistor-Transistor Logic (TTL) e Complemented Transmitter Logic (ECL).

Il prossimo passo verso i microprocessori sarebbe l'invenzione di circuiti integrati (SSI e MSI), consentendo così l'avvio dell'aggregazione e la miniaturizzazione dei componenti.I primi calcolatori per utilizzare questa tecnologia richiedevano tuttavia tra 75 e 100 circuiti integrati , il che era poco pratico.E quindi, il passo successivo nella riduzione dell'architettura computazionale è stato lo sviluppo dei primi microprocessori.

Il primo processore fu l'Intel 4004 prodotto nel 1971 .Conteneva 2300 transistor e con i suoi appena 4 bit di capacità poteva eseguire 60.000 operazioni logiche al secondo, con una frequenza di clock di 700 Hz.in seguito, la carriera tecnologica ha investito nello sviluppo di microchip migliori e più potenti: 8 bit, 16 bit, 32 bit e 64 bit, raggiungendo attualmente frequenze superiori a 3 GHz.

Funzionalità del microprocessore

La memoria cache impedisce l'utilizzo inutile della RAM.

I microprocessori assomigliano a un piccolo computer digitale in miniatura, quindi presenta la propria architettura ed esegue operazioni nell'ambito di un programma di controllo.:

• Incapsulato: un rivestimento ceramico che copre il silicio e lo protegge dagli elementi (come l'ossigeno dall'aria).


• Cache.Un tipo di memoria ultraveloce disponibile per il processore, in modo che non usi la RAM se non quando necessario, poiché nei vari livelli della memoria cache i dati in uso vengono salvati per un ripristino immediato.


• Il coprocessore matematico, chiamato unità a virgola mobile, è la parte del processore responsabile delle operazioni logiche e formali.


• Registri.Una breve memoria di lavoro nel processore, progettata per tenere traccia delle proprie operazioni e condizioni.


• Porte.I condotti che consentono al processore di comunicare le informazioni con il resto dei componenti di sistema.

A cosa serve un microprocessore?

I microprocessori sono il "cervello" del computer: il suo centro logico di operazioni aritmetiche e logiche, dove verranno eseguiti tutti i programmi del sistema , sia quelli del Sistema Operativo, sia le applicazioni eseguite dall'utente.Vengono inoltre fornite tutte le logiche binarie del sistema.e accesso alla memoria.Cioè, il processore è il motore informativo del computer.

Funzione microprocessore

fetch è la consegna dell'istruzione specifica al decodificatore.

Un microprocessore funziona in base a una serie di istruzioni elementari preprogrammate e memorizzate sotto forma di un codice binario.le istruzioni saranno organizzate nella memoria principale e verranno fornite in base a diverse fasi, che sono:

• Prefetch . O pre-lettura delle istruzioni dalla memoria principale del sistema.


• Scarica .Invio dell'istruzione specifica al decodificatore.


• Decodifica.Traduzione dell'istruzione in una serie di operazioni da eseguire e lettura degli operandi necessari per farlo.


• Esecuzione.Esecuzione di istruzioni per componenti di sistema.


• Scrivi.Registrazione dei risultati nella memoria principale o nei record.

Queste fasi vengono eseguite in diversi cicli della CPU e la loro durata dipende dalla frequenza di funzionamento del microprocessore.