Unité centrale de traitement (CPU) de l'ordinateur construite sur un circuit intégré unique (IC) s'appelle un microprocesseur .
Un ordinateur numérique doté d’un microprocesseur qui agit comme un processeur est appelé micro-ordinateur.
Il s'agit d'un dispositif électronique programmable, polyvalent, piloté par une horloge et basé sur un registre qui lit les instructions binaires à partir d'un périphérique de stockage appelé mémoire, accepte les données binaires en entrée et traite les données conformément à ces instructions et fournit des résultats en sortie.
Le microprocesseur contient des millions de petits composants comme des transistors, des registres et des diodes qui fonctionnent ensemble.
Schéma fonctionnel d'un micro-ordinateur
Un microprocesseur se compose d'une ALU, d'une unité de contrôle et d'un réseau de registres. Où ALLER effectue des opérations arithmétiques et logiques sur les données reçues d'un périphérique d'entrée ou d'une mémoire. L'unité de contrôle contrôle les instructions et le flux de données au sein de l'ordinateur. Et, enregistrer un tableau se compose de registres identifiés par des lettres comme B, C, D, E, H, L et un accumulateur.
Evolution des microprocesseurs
On peut catégoriser le microprocesseur selon les générations ou selon la taille du microprocesseur :
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Première génération (microprocesseurs 4 bits)
Les microprocesseurs de première génération ont été introduits en 1971-1972 par Intel Corporation. Il a été nommé Intel 4004 puisqu'il s'agissait d'un processeur 4 bits.
C'était un processeur sur une seule puce. Il pourrait effectuer des opérations arithmétiques et logiques simples telles que l'addition, la soustraction, le OU booléen et le ET booléen.
J'avais une unité de contrôle capable d'effectuer des fonctions de contrôle telles que récupérer une instruction dans la mémoire de stockage, la décoder, puis générer des impulsions de contrôle pour l'exécuter.
Deuxième génération (microprocesseur 8 bits)
Les microprocesseurs de deuxième génération ont été introduits à nouveau en 1973 par Intel. C'était le premier microprocesseur 8 bits capable d'effectuer des opérations arithmétiques et logiques sur des mots de 8 bits. Il s'agissait d'Intel 8008, et une autre version améliorée était Intel 8088.
Troisième génération (microprocesseur 16 bits)
Les microprocesseurs de troisième génération, introduits en 1978, étaient représentés par Intel 8086, Zilog Z800 et 80286 , qui étaient des processeurs 16 bits avec des performances comparables à celles des mini-ordinateurs.
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Quatrième génération (microprocesseurs 32 bits)
Plusieurs sociétés différentes ont introduit les microprocesseurs 32 bits, mais le plus populaire est le Intel 80386 .
Cinquième génération (microprocesseurs 64 bits)
De 1995 à aujourd'hui, nous sommes dans la cinquième génération. Après 80856, Intel a sorti un nouveau processeur, à savoir le processeur Pentium, suivi de Processeur Pentium Pro , qui permet à plusieurs processeurs dans un seul système de réaliser le multitraitement.
D'autres processeurs 64 bits améliorés sont Processeurs Celeron, Dual, Quad, Octa Core .
Tableau : microprocesseurs Intel importants
| Microprocesseur | Année d'invention | Longueur du mot | Capacité d’adressage mémoire | Épingles | Horloge | Remarques |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4004 | 1971 | 4 bits | 1 Ko | 16 | 750 kHz | Premier microprocesseur |
| 8085 | 1976 | 8 bits | 64 Ko | 40 | 3-6 MHz | Microprocesseur 8 bits populaire |
| 8086 | 1978 | 16 bits | 1 Mo | 40 | 5-8 MHz | Largement utilisé sur PC/XT |
| 80286 | 1982 | 16 bits | 16 Mo réels, 4 Go virtuels | 68 | 6-12,5 MHz | Largement utilisé en PC/AT |
| 80386 | 1985 | 32 bits | 4 Go réels, 64 To virtuels | 132 14X14 PGA | 20-33 MHz | Contient MMU sur puce |
| 80486 | 1989 | 32 bits | 4 Go réels, 64 To virtuels | 168 17X17 PGA | 25-100 MHz | Contient MMU, cache et FPU, 1,2 million de transistors |
| Pentium | 1993 | 32 bits | 4 Go réels, adresse 32 bits, bus de données 64 bits | 237 PGA | 60-200 | Contient 2 ALU, 2 caches, FPU, 3,3 millions de transistors, 3,3 V, 7,5 millions de transistors |
| Pentium Pro | Année mille neuf cents quatre-vingts-quinze | 32 bits | Bus d'adresse réel de 64 Go, 36 bits | 387 PGA | 150-200 MHz | Il s'agit d'un processeur de flux de données. Il contient également un cache de deuxième niveau, 3,3 V |
| Pentium II | 1997 | 32 bits | - | - | 233-400 MHz | Toutes les fonctionnalités Pentium pro plus technologie MMX, 3,3 V, 7,5 millions de transistors |
| Pentium III | 1999 | 32 bits | 64 Go | 370 PGA | 600-1,3 MHz | Version améliorée du Pentium II ; 70 nouvelles instructions SIMD |
| Pentium4 | 2000 | 32 bits | 64 Go | 423 PGA | 600-1,3 GHz | Version améliorée du Pentium III |
| Itanium | 2001 | 64 bits | 64 lignes d'adresse | 423 PGA | 733 MHz-1,3 GHz | Processeur ÉPIQUE 64 bits |
Où,
Termes de base utilisés dans le microprocesseur
Voici une liste de quelques termes de base utilisés dans le domaine des microprocesseurs :
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Jeu d'instructions - Le groupe de commandes que le microprocesseur peut comprendre est appelé jeu d'instructions. C'est une interface entre le matériel et le logiciel.
Bus - Ensemble de conducteurs destinés à transmettre des données, des adresses ou des informations de contrôle à différents éléments d'un microprocesseur. Un microprocesseur aura trois types de bus, à savoir le bus de données, le bus d'adresses et le bus de contrôle.
IPC (Instructions par cycle) - Il s'agit d'une mesure du nombre d'instructions qu'un processeur est capable d'exécuter en une seule horloge.
Vitesse de l'horloge - C'est le nombre d'opérations par seconde que le processeur peut effectuer. Elle peut être exprimée en mégahertz (MHz) ou en gigahertz (GHz). On l'appelle également le taux d'horloge.
Bande passante - Le nombre de bits traités dans une seule instruction est appelé bande passante.
Longueur du mot - Le nombre de bits que le processeur peut traiter à la fois est appelé longueur de mot du processeur. Le microprocesseur 8 bits peut traiter des données 8 bits à la fois. La plage de longueurs de mots va de 4 bits à 64 bits selon le type de micro-ordinateur.
Types de données - Le microprocesseur prend en charge plusieurs formats de types de données tels que les nombres binaires, ASCII, signés et non signés.
Fonctionnement du microprocesseur
Le microprocesseur suit une séquence pour exécuter l'instruction : récupérer, décoder, puis exécuter.
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Initialement, les instructions sont stockées dans la mémoire de stockage de l'ordinateur dans un ordre séquentiel. Le microprocesseur récupère ces instructions dans la zone stockée (mémoire), puis les décode et exécute ces instructions jusqu'à ce que l'instruction STOP soit satisfaite. Ensuite, il envoie le résultat sous forme binaire au port de sortie. Entre ces processus, le registre stocke les données temporaires et l'ALU (Unité Arithmétique et Logique) exécute les fonctions informatiques.