Mikroprocesor - Polski Serwis Naukowy

Przykładowe mikroprocesory

Mikroprocesor – układ cyfrowy wykonany jako pojedynczy układ scalony o wielkim stopniu integracji (LSI) zdolny do wykonywania operacji cyfrowych według dostarczonego ciągu instrukcji.

Mikroprocesor łączy funkcje centralnej jednostki obliczeniowej (CPU) w pojedynczym półprzewodnikowym układzie scalonym. Pierwszy mikroprocesor działał w oparciu o słowa 4-bitowe, dzięki czemu tranzystory tworzące jego obwody logiczne mogły zmieścić się w jednym układzie.

Mikroprocesor umożliwił rozwój mikrokomputerów w połowie lat 70. XX w. Przed tym okresem, elektroniczne CPU były konstruowane z zajmujących wiele miejsca indywidualnych urządzeń przełączających, z których każde było odpowiednikiem zaledwie kilku tranzystorów. Poprzez zintegrowanie procesora w jeden lub kilka obwodów scalonych o coraz wyższej skali integracji (zawierających odpowiednik tysięcy lub milionów tranzystorów), stosunek możliwości do ceny procesora znacząco wzrósł. Od połowy lat siedemdziesiątych, dzięki intensywnemu rozwojowi układów scalonych, mikroprocesor stał się najbardziej rozpowszechnioną formą CPU, prawie całkowicie zastępując wszystkie inne.

Texas Instruments TMS 1000 - jeden z pierwszych mikroprocesorów i pierwszy jednoukładowy komputer. Na pojedynczym układzie scalonym umieszczono procesor, pamięć RAM, pamięć ROM, układy wejścia/wyjścia oraz zegar taktujący.
Patent – potocznie: dokument wydawany przez urzędy patentowe; właściwie: prawo wydane osobie fizycznej lub prawnej do zabronienia innym osobom fizycznym lub prawnym zarobkowego bądź zawodowego użytkowania danego wynalazku bądź wynalazków (będących przedmiotem patentu).

Ewolucję mikroprocesora dobrze opisuje prawo Moore’a mówiące o wzroście wydajności na przestrzeni lat. Mówi ono, że złożoność układów scalonych (liczba tranzystorów), przy zachowaniu minimalnego kosztu składników, będzie się podwajać co 18 miesięcy. Stwierdzenie to zachowuje prawdziwość od czasu wczesnych lat 70. Począwszy od układów porównywalnych z prostymi kalkulatorami, mikroprocesory osiągały coraz wyższą moc obliczeniową, co w rezultacie doprowadziło do ich dominacji nad każdą inną formą komputera.

NEC V20 - mikroprocesor 16-bitowy, z 8-bitową magistralą danych i 20-bitową magistralą adresową, zgodny z procesorem Intel 8088, aczkolwiek nieco szybszy niż 8088 taktowany tą samą częstotliwością. Posiada także tryb zgodności z 8-bitowym procesorem Intel 8080.
RISC (Reduced Instruction Set Computers) - nazwa architektury mikroprocesorów która została przedstawiona pod koniec lat 70. w teoretycznych pracach na uniwersytecie Berkeley oraz w wynikach badań Johna Cocke z Thomas J. Watson Research Center.

Historia mikroprocesora

Początki

Intel 4004 z 1971 roku

Idea mikroprocesora była naturalną konsekwencją rozwoju techniki – jej urzeczywistnienie było jedynie kwestią czasu. Pracę nad prototypem mikroprocesora rozpoczęły trzy konkurujące ze sobą firmy. W efekcie, w zbliżonym czasie pojawiły się pierwsze układy nadające się do produkcji seryjnej. Były to:

Centrino (także zwane Centrino Mobile Technology – Mobilna Technologia Centrino) jest inicjatywą marketingową firmy Intel, zawierającą połączenie CPU, chipsetu płyty głównej i interfejsu sieci bezprzewodowej w formie komputera przenośnego. Rozwiązanie to pozwoliło na uzyskanie ponad dwukrotnej oszczędności energii zużywanej przez dotychczasowe układy zestawów przenośnych firmy Intel.
Pentium OverDrive (nazwa kodowa P24T) to procesor Intel Pentium przeznaczony do płyt głównych zbudowanych dla platformy 486 posiadających złącza Socket 2 lub Socket 3. Pojawił się w dwóch wersjach: 63 (25 × 2,5) MHz i 83 (33 × 2,5) MHz. Posiadał 32 kB pamięci podręcznej (wersja standardowa Pentium miała połowę mniej (16 kB) niż OverDrive – głównie z uwagi na konieczność zniwelowania opóźnień spowodowanych wolniejszym działaniem szyny w architekturze 486).

Intel (układ 4004),

Garrett AiResearch’s (Central Air Data Computer).

Texas Instruments (TMS 1000),

Intel

Intel 4040 z 1974 roku

Jednym z twórców idei mikroprocesora był Marcian „Ted” Hoff z nowo powstałej firmy Intel. Wpadł on na pomysł by zamiast 12 niezależnych układów scalonych do kalkulatorów zaprojektować jeden, który będzie w stanie pełnić funkcje wszystkich tych elementów razem wziętych. Rezultatem prac Hoffa oraz Federico Fagginiego było powstanie 15 listopada 1971 r. pierwszego komercyjnego mikroprocesora czterobitowego o nazwie 4004. Zawierał on 2300 tranzystorów i wykonany był w technologii p-MOS. Miał zbiór 46 rozkazów (instrukcji) i działał przy maksymalnej częstotliwości taktowania 740 kHz z prędkością wykonania 60 tys. rozkazów na sekundę. Został wykorzystany do kalkulatorów firmy BUSICOM. Pierwszym na świecie procesorem był jednak składający się z sześciu układów MOS układ F14 CADC używany w samolocie Grumman F-14 Tomcat.

Rejestry procesora to komórki pamięci o niewielkich rozmiarach (najczęściej 4/8/16/32/64/128 bitów) umieszczone wewnątrz procesora i służące do przechowywania tymczasowych wyników obliczeń, adresów lokacji w pamięci operacyjnej itd. Większość procesorów przeprowadza działania wyłącznie korzystając z wewnętrznych rejestrów, kopiując do nich dane z pamięci i po zakończeniu obliczeń odsyłając wynik do pamięci.
Cena - ilość pewnego dobra (najczęściej pieniądza), za przyjęcie której sprzedający jest gotów zrzec się swoich praw do danego dobra, lub też kupujący jest gotów ją kupić, aby do tego dobra nabyć prawa. Cena może dotyczyć m.in. towaru lub usługi. Według większości teorii ekonomicznych cena równa się wartości danego dobra. Według szkoły austriackiej wartość nie jest wielkością obiektywną i taka równość nigdy nie zachodzi, gdyż wtedy nigdy nie doszłoby do wymiany (każda strona musi bardziej wartościować to co otrzymuje od tego co daje w zamian). Poniżej inne definicje ceny:

Garret

W 1968 roku Garrett został zaproszony do pracy przy tworzeniu komputera dla myśliwca Grumman F-14 Tomcat, który swoimi możliwościami miał przewyższać sterujące lotem systemy elektroniczne używane w Marynarce Wojennej USA. Projekt został ukończony w 1970 roku i używał opartego na technologii MOS układu scalonego („chip”) jako rdzenia CPU. Projekt był mniejszy i dużo bardziej niezawodny niż systemy mechaniczne, z którymi konkurował i został wprowadzony we wszystkich wczesnych modelach Tomcata. Jednakże był on tak zaawansowany, że Marynarka Wojenna odmówiła publikacji jego projektu aż do roku 1997. Z tego też powodu używany chipset (zestaw układów zaprojektowanych do współpracy ze sobą) CADC i MP944 nie są powszechnie znane nawet obecnie.

Laptop (ang. lap - kolana, top - na wierzchu) to mały, przenośny komputer osobisty. Inne zminiaturyzowane komputery (mniejsze od laptopów) to palmtopy (np. Palm lub PocketPC), netbooki, lub smartphone.
MC68040 – mikroprocesor firmy Motorola należący do rodziny M68000. Wprowadzony do produkcji w 1990, jest produkowany do tej pory przez Freescale Semiconductor. Kompatybilny w dół. Do głównych innowacji należy zintegrowanie z procesorem koprocesora matematycznego.

TMS 1000 z 1971 roku

Texas Instruments

TI zbudowało 4-bitowy mikroprocesor TMS 1000 oraz wyposażyło go w odpowiedni kod źródłowy. W ten sposób 17 września 1971 r. powstał układ TMS1802NC, który posłużył jako scalony rdzeń kalkulatora TI-35. Pod względem pełnionej funkcji był to zatem odpowiednik intelowskiego 4004.

Intel 80386 to 32-bitowy procesor opracowany przez firmę Intel i zaprezentowany w 1985 roku. Później, odpowiedniki tego procesora produkowały również firmy AMD oraz Cyrix (VIA).
Komputer osobisty (ang. personal computer) – mikrokomputer przeznaczony przede wszystkim do użytku osobistego, spotyka się je zarówno w domach, jak i biurach. Mają zazwyczaj postać desktopów albo notebooków. Służą głównie do uruchamiania oprogramowania biurowego, dostępu do zasobów Internetu, prezentacji treści multimedialnych (tekst, obrazy, dźwięki, filmy i inne), jak i gier.

Prawa patentowe

TI złożyło wniosek o przyznanie patentu na mikroprocesor 4 września 1973 r. Gary Boone dostał patent (U.S. Patent 3,757,306) dla architektury scalonego mikroprocesora. Nie wiadomo do końca, która firma jako pierwsza skonstruowała działający mikroprocesor. W roku 1971 jak i 1976 Intel i TI uzgodniły, że Intel będzie płacił TI pieniądze za prawa patentowe do mikroprocesora. Dokładny opis tych zdarzeń zawierają akta sprawy pomiędzy Cyrixem i Intelem, w których to TI występuje jako twórca i właściciel patentu na mikroprocesor. Co ciekawe, firmom trzecim został przyznany patent na coś, co w sumie może być „mikroprocesorem”.

Półprzewodniki - najczęściej substancje krystaliczne, których konduktywność (przewodnictwo właściwe) może być zmieniana w szerokim zakresie (np. 10-8 do 106 S/m (simensa na metr)) poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlenie badź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków.
Mikroprocesor programowy (zwany też procesor programowy) jest procesorem w całości wykonanym na układzie FPGA przy użyciu syntezy logicznej, zwykle z języka VHDL lub Verilog.

Również patent obejmujący konstrukcję pierwszego komputera jednoukładowego (mikrokontrolera) został przyznany Gary’emu Boone i Michaelowi J. Cochranowi z firmy TI (U.S. Patent 4,074,351).

Mikroprocesory 8-bitowe

Intel 8008 z 1972 roku

Mikroprocesor Intel 8080 w 40-końcówkowej obudowie

Mikroprocesor MOS 6502 w obudowie DIL-40 powstały w 1975 roku

Reklama MOS 6502 z września 1975. Podczas gdy układy 8080 i 6800 były dostępne w cenie 179 USD, to 6502 zaoferowany został za 25 USD!!!

Komputer domowy to mikrokomputer przewidziany do zastosowań domowych (gry, multimedia, rozrywka), zazwyczaj o uproszczonej konstrukcji w stosunku do typowego komputera osobistego, ale z dobrymi możliwościami multimedialnymi.
Federico Faggin (ur. 1941 w Vicenza, Włochy) - amerykański fizyk włoskiego pochodzenia, specjalista inżynierii elektrycznej, uważany za jednego z twórców mikroprocesora.

Według „Historii Komputerów” (MIT Press), strony 220–221, Intel zawarł kontrakt z Computer Terminals Corporation, zwaną później Datapoint z San Antonio (Texas), dotyczący układu do terminalu, który właśnie opracowywała ta firma. Datapoint zrezygnował z późniejszego wykorzystywania tego chipu, natomiast Intel w kwietniu 1972 r. nadał mu nazwę 8008. Był to pierwszy na świecie mikroprocesor 8-bitowy. Stał się on podstawą sławnego MARK-8, zestawu komputerowego przedstawionego w magazynie Radio-Elektronika w 1974 r. Układ scalony 8008 oraz jego następca, sławny na cały świat Intel 8080, otworzyły rynek mikroprocesorów.

Pamięć podręczna procesora (ang. CPU cache) - jest pamięcią typu SRAM (pamięć statyczna) o krótkim czasie dostępu. Zlokalizowana jest często bezpośrednio w jądrze procesora. Zastosowanie wielopoziomowej hierarchii pamięci podręcznej pozwala, korzystając z zasady lokalności przestrzennej i czasowej na zapewnienie złudzenia posiadania szybkiej i pojemnej pamięci głównej, a więc zmniejsza średni czas dostępu do pamięci głównej.
Intel Core i7 - generacja procesorów firmy Intel oparta na architekturze x86-64, premiera układu miała miejsce 3 listopada 2008 roku. Wykorzystuje ona mikroarchitekturę procesora o nazwie Nehalem. Jest to następca układów Intel Core 2 Duo i Intel Core 2 Quad z rdzeniem Penryn.

Reklama Zilog Z80 z maja 1976 roku

Procesory 8008 stały się prekursorami bardzo udanej serii Intel 8080 (1974 r.), Zilog Z80 (1976 r.) oraz pochodnych 8-bitowych procesorów Intela. Konkurująca z tym układem Motorola 6800 została wypuszczona na rynek w kwietniu 1974 roku. Architektura 6800 została rozbudowana przez firmę MOS Technology, założoną przez wcześniejszych pracowników Motoroli – powstał w ten sposób układ MOS 6501, a następnie, po konflikcie dotyczącym praw autorskich, układ MOS 6502, który ujrzał światło dzienne w 1975 roku, stając się konkurencją dla Z80 pod względem ceny (i następnie – popularności).

SpeedStep, Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST, EISST) - technologia firmy Intel pozwalająca na dynamiczną zmianę wartości mnożnika i napięcia pracy niektórych procesorów tej firmy.
Komputer (z ang. computer od łac. computare – obliczać, dawne nazwy używane w Polsce: mózg elektronowy, elektroniczna maszyna cyfrowa, maszyna matematyczna) – urządzenie elektroniczne służące do przetwarzania wszelkich informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo sygnału ciągłego.

Zarówno komputery oparte o Z80 jak i 6502 mogły być produkowane względnie tanio dzięki prostocie magistrali oraz zintegrowaniu elementów, które w alternatywnych projektach trafiały poza CPU (np. kontrolera pamięci w Z80). Były to cechy, które pozwoliły w latach 80. na przeprowadzenie rewolucji w postaci dostarczania do domów prostych komputerów jako zestawów do samodzielnego montażu, ewentualnie dostarczanie gotowych produktów (komputerów domowych) w cenie 99$.

Definicja intuicyjna: SSE to dodatkowe rozkazy rozpoznawane przez mikroprocesory firmy Intel oraz kompatybilnych, które pozwalają znacznie szybciej wykonywać obliczenia matematyczne, szczególnie te wykorzystywane w dziedzinie multimediów, co przekłada się na zwiększenie efektywności działania m.in. gier komputerowych, programów graficznych, muzycznych, kodowania filmów i muzyki.
Sztuczny rozrusznik serca (inaczej stymulator serca, kardiostymulator) to urządzenie elektryczne (obecnie wszczepiane w ciało chorego) służące do elektrycznego pobudzania rytmu serca. Stosuje się go, gdy naturalny rozrusznik – węzeł zatokowy, w wyniku różnych schorzeń przestaje spełniać swoją rolę, co prowadzi do objawów niedokrwienia mózgu lub niewydolności serca.

Mikroprocesor WDC 65C02 z 1982 roku

Western Design Center, Inc. (WDC) zaprezentował w 1982 roku oparty na technologii CMOS WDC 65C02 oraz sprzedał licencje kilku firmom, które to stały się rdzeniem komputerów osobistych Apple IIc oraz IIe, klasy wszczepialnych medycznych rozruszników serca i defibrylatorów, przemysłowych, konsumenckich i samochodowych urządzeń. WDC zapoczątkował licencjonowanie technologii mikroprocesorowych, która była potem kontynuowana przez ARM oraz innych producentów w latach 90. XX wieku.

Komputer stacjonarny (ang. desktop - na biurko) to najpopularniejszy rodzaj komputera osobistego, który zwykle jest na stałe umiejscowiony przy biurku. Składa się z co najmniej trzech zasadniczych elementów: jednostki centralnej, monitora i klawiatury.
MC68000 – mikroprocesor CISC amerykańskiej firmy Motorola. Rozpoczął on udaną serię M68000 (znaną także jako 68k). Debiutował w roku 1979 i jest produkowany do dziś przez Freescale Semiconductor[potrzebne źródło]. Zasilany jest napięciem 5 V. Nazwa procesora 68000 pochodzi od liczby tranzystorów jaką posiadał pierwszy model tego mikroprocesora.

Atutem Motoroli w świecie 8-bitowym był wprowadzony do produkcji w 1978 roku MC6809, dość kontrowersyjnie uważany za najmocniejszy i najlepszy spośród kiedykolwiek wyprodukowanych procesorów 8-bitowych. Jest on także uważany za najbardziej skomplikowany układowo projekt, który kiedykolwiek wprowadzono do użycia w mikroprocesorach. W nowszych układach skomplikowana logika układowa była już sukcesywnie zastępowana przez mikroprogramowanie, pozwalające na realizację tych samych operacji w układach zawierających znacznie mniej bramek logicznych.

Grumman F-14 Tomcat (ang. Kocur) – amerykański naddźwiękowy, myśliwiec pokładowy Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych o zmiennej geometrii skrzydeł zaprojektowany przez wytwórnię Grumman. F-14 Tomcat był samolotem obrony floty, przewagi powietrznej i rozpoznania taktycznego, później poprzez dodanie możliwości przenoszenia bomb przystosowany do zadań bliskiego wsparcia. Samolot ten został zaprojektowany po zakończeniu programu myśliwca obrony floty F-111B i był pierwszym myśliwcem nowej generacji opracowanym w oparciu o doświadczenia bojowe w walce z MiGami wyniesione z wojny w Wietnamie.
Motorola jest międzynarodową firmą telekomunikacyjną założoną w 1928 roku, z siedzibą w Schaumburgu na przedmieściach Chicago (USA). Jest spółką publiczną notowaną na giełdzie nowojorskiej (NYSE) (od 26 maja 1946) (symbol giełdowy: MOT), a w przeszłości także tokijskiej (od października 1988 do czerwca 2005) i Chicago Stock Exchange.

Mikroprocesor Signetics 2650

Kolejnym wczesnym 8-bitowym mikroprocesorem był Signetics 2650, który cieszył się sporym zainteresowaniem ze względu na swą innowacyjność oraz rozbudowaną listę rozkazów.

Mikroprocesor RCA 1802

Ważnym mikroprocesorem w świecie lotów kosmicznych był RCA 1802 (zwany tez CDP1802, RCA COSMAC) przedstawiony w 1976 roku. Był on używany w sondzie Galileo (wystrzelonej na Jowisza w 1989 roku, dotarła na miejsce w 1995 r.). Mikroprocesor RCA COSMAC był pierwszą implementacją technologii C-MOS. Jego atutem był niski pobór mocy, a także zwiększona odporność na promieniowanie kosmiczne i skutki wyładowań elektrostatycznych (dwie ostatnie cechy osiągnięto dzięki zastosowaniu technologii opartej o krzem i szafir).

Wskaźnik stosu w informatyce służy do wskazywania szczytu stosu. Zwykle określa się tak jeden z rejestrów mikroprocesora lub mikrokontrolera, rzadziej zmienną w pamięci.
Licencja oprogramowania - umowa na korzystanie z utworu jakim jest aplikacja komputerowa, zawierana pomiędzy podmiotem, któremu przysługują majątkowe prawa autorskie do utworu, a osobą, która zamierza z danej aplikacji korzystać.

Mikroprocesory 16-bitowe

Pierwszym 16-bitowym mikroprocesorem segmentowym (składającym się z kilku układów scalonych) był wyprodukowany przez National Semiconductor IMP-16 przedstawiony na początku 1973 roku. 8-bitowa wersja tego układu została przedstawiona w 1974 roku jako IMP-8. W tym samym roku National zaprezentował także pierwszy jednoukładowy 16-bitowy mikroprocesor, PACE, zastąpiony później wersją NMOS o nazwie INS8900.

Częstotliwość określa liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.
Original Equipment Manufacturer, OEM (dosłownie Producent Oryginalnego Wyposażenia) – przedsiębiorstwo sprzedające pod własną marką produkty wytworzone przez inne firmy. Termin jest mylący, gdyż OEM nie zawsze jest wytwórcą, a nawet nie jest producentem, lecz czasem tylko sprzedawcą sprzętu dla użytkownika końcowego, choć zdarza się też, że jest jego projektantem.

Kolejnymi wczesnymi konstrukcjami 16-bitowymi procesorów segmentowych są:

mikroprocesor DEC (Digital Equipment Corporation) wbudowany w płytę główną komputera LSI-11 (OEM) oraz w komputerze PDP-11/03,

procesor komputera MicroFlame 9440 firmy Fairchild Semiconductor.

Oba procesory zostały wyprodukowane w latach 1975–76 r.

Mikroprocesor TMS 9900 z 1976 roku

Pierwszym jednoukładowym 16-bitowym mikroprocesorem był TMS 9900 (TI), który by także kompatybilny z linią minikomputerów TI-990. TMS 9900 został użyty w minikomputerze TI-990/4, komputerze domowym TI-99/4A, oraz linii OEM płyt mikrokomputerowych TM990. Układ został zamknięty w sporej ceramicznej 64-pinowej obudowie typu DIP, podczas gdy większość ówczesnych mikroprocesorów 8-bitowych mieściła się w tańszych i bardziej rozpowszechnionych plastikowych obudowach DIP 40-pin. Następca TMS9900, TMS 9980, został zaprojektowany jako konkurencja dla Intelowskiego 8080, zawierał pełen zestaw instrukcji 16-bitowych, jednak posiadał jedynie 8-bitową szynę danych i przestrzeń adresową ograniczoną do 16KB. Trzeci układ, TMS 9995, został zaprojektowany od nowa. Rodzina rozszerzyła się później o układy 99105 oraz 99110.

Superskalarność (ang. Superscalar) – jest to cecha mikroprocesorów oznaczająca możliwość jednoczesnego ukończenia kilku instrukcji w pojedynczym cyklu zegara. Jest to możliwe dzięki zwielokrotnieniu jednostek wykonawczych, co umożliwia obliczenia równoległe.
Transmeta Corporation to powstała w 1995 roku amerykańska firma produkująca mikroprocesory. Siedziba tej firmy znajduje się w Krzemowej Dolinie w Santa Clara, Kalifornia.

Western Design Center (WDC) zaprezentowało oparty na technologii CMOS układ 65815, będący 16-bitowym ulepszeniem WDC CMOS 65C02 w roku 1984. 16-bitowy 65816 stał się sercem Apple IIgs a później także Konsoli Super Nintendo (SNES) stając się w ten sposób najbardziej popularnym układem 16-bitowym.

Intel podążył inną ścieżką, nie próbował on naśladować minikomputerów. Zamiast tego rozszerzył swój 8080 do 16-bitowego 8086, pierwszego członka rodziny x86, która opanowała rynek nowoczesnych komputerów PC. Intel wprowadził 8086 jako układ przedłużający życie programom napisanym na 8080. Z kolei układ 8088, używająca 8-bitowej szyny danych wersja procesora 8086, była pierwszym procesorem zastosowanym w wyprodukowanym przez IBM PC, modelu IBM 5150. Następcy 8086 i 8088 to Intel 80186, 80286 oraz wypuszczony w 1985 roku 32-bitowy 80386. Procesory te umocniły swoją dominację na rynku PC głównie dzięki kompatybilności wstecznej.

ZiLOG (lub Zilog) - firma amerykańska założona w 1974 roku przez Federico Fagginiego byłego specjalistę z firmy Intel zajmującego się w niej projektowaniem procesora Intel 8080. Firma Zilog wsławiła się skonstruowaniem w 1976 i produkcją mikroprocesora Z80, zastosowanym w wielu ówczesnych komputerach domowych. Procesor ten był zgodny z procesorem 8080, ale znacznie unowocześniony.
Intel 8080 jest jednym z pierwszych mikroprocesorów, wyprodukowany przez Intela w kwietniu 1974 jest 8-bitowym mikroprocesorem wykonanym w technologii n-MOS, pracującym z częstotliwością taktowania 2 MHz. Jest on uniwersalną jednostką centralną złożoną z jednostki arytmetyczno-logicznej, rejestrów roboczych i układu sterowania. Dane i instrukcje są przesyłane do i z pamięci za pośrednictwem 8-bitowej szyny danych, pamięć jest adresowana 16-bitową szyną adresową.

Zintegrowana jednostka do zarządzania pamięcią mikroprocesora została wynaleziona przez Intela i opatentowana jako U.S. patent 4,442,484.

Mikroprocesory 32-bitowe

Następną generację stanowią mikroprocesory 32-bitowe, z których najbardziej popularne to Intel 80386 i Motorola 68020 / Motorola 68030. Zwiększeniu szyny adresowej i szyny danych do 32 bitów uległo także zwiększenie częstotliwości taktowania zegara. Układ 68020 pracujący przy 20 MHz osiągał szybkość 4 MIPSów. Unowocześnieniem jego był MC68030 zawierający 300 tys. tranzystorów i pracujący przy 30 MHz przez co osiągał moc obliczeniową 7 MIPS. Dla porównania układ 80386 zawierał 275 tys. tranzystorów i przy 20 MHz osiągał 5 MIPS-ów. W 1989 roku został wprowadzony przez firmę Intel mikroprocesor 80486 (1,2 mln tranzystorów, 25 MIPS przy 33 MHz) zastosowany do budowy nowej generacji komputerów PC 486. W 1990 Motorola wypuściła MC68040. W 1993 Intel wydaje mikroprocesor Pentium 60 MHz.

Komputer przenośny (ang. portable computer) - jest to rodzaj komputera przeznaczony do przenoszenia z jednego miejsca w drugie, łącznie z klawiaturą i wyświetlaczem.
Typ produkcji, w którym liczba wyrobów wykonywanych jednorazowo jest większa i tworzy tzw. partię lub serię. Produkcja seryjna może być niepowtarzalna, czyli jednorazowa lub powtarzalna w okresie powtarzalności. Okresy powtarzalności mogą być jednakowe, np. co miesiąc lub co kwartał, albo zmienne nieregularne może to być produkcja seryjna rytmiczna lub nierytmiczna. W zależności od liczby sztuk wyrobu, wykonywanych jednakowo serii, rozróżnia się produkcję drobno-, mało-, średnio- lub wielkoseryjną.

Budowa typowego mikroprocesora

W prawie każdym mikroprocesorze możemy wyróżnić następujące bloki

ALU – jednostka arytmetyczno-logiczna (Arithmetic Logic Unit), wykonuje ona operacje logiczne na dostarczonych jej danych, podstawowy zestaw to: dodawanie, podstawowe operacje logiczne (AND, XOR, OR, NOT), oraz przesunięcia bitowe w lewo i w prawo. W bardziej złożonych mikroprocesorach zestaw ten jest znacznie bogatszy.

CU – układ sterowania (Control Unit), zwany też dekoderem rozkazów. Odpowiedzialny jest on za dekodowanie dostarczonych mikroprocesorowi instrukcji i odpowiednie sterowanie pozostałymi jego blokami (na przykład jeśli zdekodowaną instrukcją będzie dodawanie, CU odpowiednio ustawi sygnały sterujące, by ALU wykonała tę właśnie operację)

Rejestry – umieszczone wewnątrz mikroprocesora komórki pamięci o niewielkich rozmiarach (najczęściej 4/8/16/32/64/128 bitów) służące do przechowywania tymczasowych wyników obliczeń (rejestry danych) oraz adresów lokacji w pamięci operacyjnej (rejestry adresowe). Proste mikroprocesory mają tylko jeden rejestr danych zwany akumulatorem. Oprócz rejestrów danych i rejestrów adresowych występuje też pewna liczba rejestrów o specjalnym przeznaczeniu:

PC – licznik rozkazów (Program Counter) – zawiera on adres komórki pamięci zawierającej następny rozkaz do wykonania

IR – rejestr instrukcji (Instruction Register) – zawiera on kod aktualnie wykonywanej przez procesor instrukcji.

SP – wskaźnik stosu (Stack Pointer) – zawiera adres wierzchołka stosu

Mikroprocesor komunikuje się z otoczeniem za pomocą szyny danych i szyny adresowej.

Technologia – całokształt wiedzy dotyczącej konkretnej metody wytworzenia jakiegoś dobra lub uzyskania określonego efektu przemysłowego lub usługowego.
Magistrala (ang. bus) – zespół linii oraz układów przełączających służących do przesyłania sygnałów między połączonymi urządzeniami w systemach mikroprocesorowych, złożony z trzech współdziałających szyn:

Generalnie każdy bardziej skomplikowany mikroprocesor można zaklasyfikować do jednej z trzech architektur:

CISC (Complex Instruction Set Computers)

RISC (Reduced Instruction Set Computers)

VLIW (Very Long Instruction Word)

Każda z nich ma swoją specyfikę, swoje wady i zalety.

Ewolucja (łac. evolutio – rozwinięcie, rozwój) – ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach cech gatunkowych kolejnych pokoleń wskutek eliminacji przez dobór naturalny lub sztuczny części osobników (genotypów) z bieżącej populacji.
Kalkulator to niewielkich rozmiarów, przenośne (najczęściej kieszonkowe) urządzenie elektroniczne (początkowo mechaniczne), służące do wykonywania obliczeń matematycznych. Dawniej zdolne do wykonywania jedynie podstawowych operacji arytmetycznych. Obecnie bardziej zaawansowane urządzenia umożliwiają pisanie programów, wykonywanie operacji algebraicznych, na funkcjach matematycznych oraz graficzną prezentację wykresów funkcji – a tym samym coraz bardziej upodobniają się do komputerów. Kalkulator jednak różni się od komputera okrojonymi możliwościami i interfejsem zoptymalizowanym pod kątem obliczeń interaktywnych, a nie programowania.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)