Was bestimmt im Wesentlichen die Leistung eines Mikrocomputers?

Die Leistung eines Mikrocomputers wird vor allem durch die „CPU“ bestimmt. Um die Leistung eines Computers zu messen, können gängige technische Indikatoren zur Bewertung verwendet werden, z. B. Anzahl der Bits, Geschwindigkeit, Kapazität, Bandbreite usw. Unter diesen ist der Mikroprozessor (CPU) die Komponente, die hauptsächlich die Leistung eines Mikrocomputers bestimmt ). Ein Mikrocomputer ist eine Bare-Metal-basierte CPU, die mit internem Speicher, Eingangs- und Ausgangsschnittstellenschaltungen und entsprechenden Hilfsschaltungen ausgestattet ist.

Die Betriebsumgebung dieses Artikels: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Der Hauptfaktor für die Leistung eines Mikrocomputers ist der Mikroprozessor (CPU).

Mikrocomputer wird als „Mikrocomputer“ oder „Mikrocomputer“ bezeichnet. Da er bestimmte Funktionen des menschlichen Gehirns übernimmt, wird er auch „Mikrocomputer“ genannt. Ein Mikrocomputer ist ein kleiner elektronischer Computer, der aus hochintegrierten Schaltkreisen besteht. Es handelt sich um ein Bare-Metal-System, das auf einem Mikroprozessor (CPU) basiert und mit internem Speicher, Ein- und Ausgangsschnittstellenschaltungen (I/0) und entsprechenden Hilfsschaltungen ausgestattet ist. Die Computerleistung hängt hauptsächlich von der Leistung der CPU ab.

Der Mikroprozessor kann Vorgänge wie das Abrufen von Anweisungen, das Ausführen von Anweisungen und den Austausch von Informationen mit externen Speicher- und Logikkomponenten ausführen. Er ist der Rechensteuerungsteil des Mikrocomputers. Es kann mit Speicher- und Peripherieschaltungschips zu einem Mikrocomputer kombiniert werden.

Klassifizierung von Mikroprozessoren:

Je nach Anwendungsgebiet von Mikroprozessoren können Mikroprozessoren grob in drei Kategorien eingeteilt werden: Allzweck-Hochleistungsmikroprozessoren, eingebettete Mikroprozessoren und digitale Signalprozessoren sowie Mikrocontroller. Im Allgemeinen streben Allzweckprozessoren nach hoher Leistung und werden zum Ausführen allgemeiner Software verwendet. Sie sind mit vollständigen und komplexen eingebetteten Mikroprozessoren ausgestattet, die eine hohe Leistung bei der Bewältigung spezifischer Anwendungsprobleme betonen und hauptsächlich zum Ausführen spezieller Programme für bestimmte Bereiche verwendet werden Ausgestattet mit einem leichten Betriebssystem wird es hauptsächlich in Verbrauchergeräten wie Mobiltelefonen und CD-Playern verwendet. Mikrocontroller sind relativ preisgünstig und haben die größte Nachfrage auf dem Mikroprozessormarkt. Sie werden hauptsächlich in Autos, Klimaanlagen und Automatikgeräten eingesetzt Maschinen und andere Bereiche der automatischen Steuerung.

CPU ist die Abkürzung für Central Processing Unit (Zentraler Mikroprozessor). Sie ist der wichtigste Teil des Computers und besteht aus Recheneinheiten und Controllern. Vergleicht man einen Computer mit einem Menschen, dann ist die CPU das menschliche Gehirn. Die CPUs haben sich sehr schnell entwickelt. Die Entwicklung von Personalcomputern dauerte vom 8088 (XT) bis zur Pentium 4-Ära nur einundzwanzig Jahre.

Zusammensetzung des Mikroprozessors:

Der Mikroprozessor besteht aus einer arithmetischen Logikeinheit (ALU), einem Akkumulator und einer allgemeinen Registerprogrammgruppe (auch als Befehlsanzeige bezeichnet). Puffer; interne Buszusammensetzung. Der Bediener und die Steuerung sind seine Hauptkomponenten.

Arithmetisch-logische Einheit

Die arithmetisch-logische Einheit ALU führt hauptsächlich arithmetische Operationen (+, -, ×, ÷, Vergleich) und verschiedene logische Operationen (UND, ODER, NICHT, XOR, Verschiebung) und andere Operationen durch. ALU ist eine kombinatorische Schaltung und hat nicht die Funktion, Operanden zu registrieren. Daher muss sie über zwei Register zum Speichern von Operanden verfügen: das temporäre Register TMP und den Akkumulator AC. Der Akkumulator stellt der ALU nicht nur Operanden zur Verfügung, sondern empfängt auch die Operationsergebnisse.

Speicher

Der Speicher eines Mikrocomputers dient zum Speichern von Programmen und Daten, die gerade verwendet werden oder häufig verwendet werden. Speicher werden basierend auf Lese- und Schreibmethoden in Arbeitsspeicher (RAM) und Nur-Lese-Speicher (ROM) unterteilt. RAM wird auch Lese-/Schreibspeicher genannt. Während der Arbeit kann die CPU ihren Inhalt jederzeit nach Bedarf lesen oder schreiben. RAM ist ein flüchtiger Speicher, d. h. sein Inhalt geht verloren, wenn der Strom ausgeschaltet wird, sodass er nur temporäre Programme und Daten speichern kann. Der Inhalt des ROM kann nur gelesen, aber nicht geschrieben werden. Die im ROM gespeicherten Informationen bleiben nach dem Ausschalten der Stromversorgung unverändert. Daher wird ROM häufig zur dauerhaften Speicherung von Programmen und Daten verwendet. Wie das anfängliche Startprogramm, das Überwachungsprogramm, das BIOS des grundlegenden Eingabe- und Ausgabeverwaltungsprogramms im Betriebssystem usw.

E/A-Schnittstelle

Die Eingabe-/Ausgabeschnittstellenschaltung ist ein wichtiger Bestandteil des Mikrocomputers. Es handelt sich um eine logische Steuerschaltung für Mikrocomputer, um externe Ein- und Ausgabegeräte und verschiedene Steuerobjekte anzuschließen und Informationen mit der Außenwelt auszutauschen. Da Peripheriegeräte unterschiedliche Strukturen, Arbeitsgeschwindigkeiten, Signalformen und Datenformate aufweisen, müssen sie zur Zwischenkonvertierung verwendet werden, um den Informationsaustausch mit der CPU zu erreichen. Die E/A-Schnittstelle wird auch als E/A-Adapter bezeichnet und verschiedene Peripheriegeräte müssen mit unterschiedlichen E/A-Adaptern ausgestattet sein. Die I/O-Schnittstellenschaltung ist ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil des Mikrocomputer-Anwendungssystems. Bei der Entwicklung und Gestaltung jedes Mikrocomputer-Anwendungssystems geht es eigentlich hauptsächlich um die Entwicklung und Gestaltung von E/A-Schnittstellen.

Bus

Der Bus ist ein gemeinsamer Kanal zur Übertragung von Informationen zwischen Komponenten in einem Computersystem und ein wichtiger Bestandteil eines Mikrocomputers. Es besteht aus mehreren Kommunikationsleitungen und verschiedenen Drei-Zustands-Gate-Geräten zur Ansteuerung und Isolierung. Mikrocomputer nehmen strukturell immer eine Busstruktur an, das heißt, die Funktionskomponenten, aus denen der Mikrocomputer besteht (Mikroprozessor, Speicher, E/A-Schnittstellenschaltung usw.), sind über einen Bus verbunden. Dies ist eine einzigartige Struktur von Mikrocomputersystemen. bei. Nach der Übernahme der Busstruktur wird die gegenseitige Beziehung zwischen den Funktionskomponenten im System in eine einzige Beziehung zwischen jeder dem Bus zugewandten Komponente umgewandelt. Solange eine Komponente (Funktionsplatine/Karte) dem Busstandard entspricht, kann sie angeschlossen werden Anbindung an das System über diesen Busstandard, was eine einfache Erweiterung oder Aktualisierung der Systemfunktionen, eine einfache Struktur und eine deutlich verbesserte Zuverlässigkeit ermöglicht.

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