microprocessor چیست؟ — همه دانستنی ها در مورد ریزپردازنده — به زبان ساده

رایانه‌ای که برای خواندن این صفحه از آن استفاده می‌کنید از یک ریزپردازنده یا میکروپروسسور (Microprocessor) برای انجام کار خود بهره می‌برد. ریزپردازنده قلب هر رایانه عادی است، خواه یک دستگاه دسکتاپ باشد، خواه یک سرور یا یک لپ‌تاپ. ریزپردازنده‌ای که استفاده می‌کنید ممکن است یک Pentium، یک K6، یک PowerPC، یک Sparc یا هریک از نام‌های تجاری و انواع دیگر ریزپردازنده‌ها باشد، اما نکته مهم همه میکروپروسسورها این است که تقریباً به روش مشابه عمل می‌کنند. در این آموزش با ریزپردازنده و نحوه کار آن آشنا می‌شویم.

ریزپردازنده چیست؟

ریزپردازنده، که به عنوان CPU یا واحد پردازش مرکزی نیز شناخته می‌شود، یک موتور محاسباتی کامل است که روی یک تراشه ساخته می‌شود. اولین ریزپردازنده اینتل 4004 بود که در سال 1971 معرفی شد.

ریز پردازنده 4004 چندان قدرتمند نبود و تنها کاری که می‌توانست انجام دهد جمع و تفریق بود و همزمان تنها با 4 بیت کار می‌کرد. اما شگفت‌آور بود که همه چیز روی یک تراشه قرار داشت. قبل از 4004، مهندسان کامپیوترها را از مجموعه تراشه‌ها یا از اجزای گسسته مانند ترانزیستورها می‌ساختند. ریزپردازنده 4004 مجهز به یکی از اولین ماشین‌حساب‌های الکترونیکی قابل حمل بود.

می‌توان چنین گفت که میکروپروسسور نوعی آی‌سی است که فقط واحد پردازش مرکزی (CPU) دارد و فاقد سایر اجزای لازم در داخل آی‌سی است. در واقع، بسته‌بندی این قطعه شامل رم، رام و سایر اجزای مورد نیاز برای انجام یک کار مشخص نیست. به همین دلیل برای تکمیل آن به اجزا و قطعات خارجی نیاز است.

اگر تا به حال به این فکر کرده‌اید که ریزپردازنده در رایانه چه کاری انجام می‌دهد، یا اگر تاکنون در مورد تفاوت انواع ریزپردازنده‌ها تعجب کرده‌اید، ادامه این مطلب را بخوانید. در این مطلب خواهید آموخت که چگونه تکنیک‌های منطق دیجیتال نسبتاً ساده به رایانه کمک می‌کند وظیفه خود را انجام دهد.

پیشرفت ریزپردازنده: اینتل

اولین ریزپردازنده‌ای که منجر به یک رایانه خانگی شد، اینتل ۸۰۸۰ (Intel 8080) بود؛ یک کامپیوتر کامل 8 بیتی روی یک تراشه، که در سال 1974 معرفی شد.

اولین ریزپردازنده‌ای که در بازار سر و صدا به پا کرد اینتل 8088 (Intel 8088) بود که در سال 1979 معرفی شد و در کامپیوتر شخصی آی‌بی‌ام (IBM PC)، که اولین بار در حدود سال 1982 ظاهر شد، به کار رفت. اگر با بازار رایانه‌های شخصی و تاریخچه آن‌ها آشنایی داشته باشید، می‌دانید که بازار رایانه‌های شخصی از 8088 به 80286 به 80386 به 80486 به 80486 به پنتیوم به پنتیوم ۲ به پنتیوم ۳ به پنتیوم 4 تغییر کرد. همه این‌ ریزپردازنده‌ها توسط اینتل ساخته شده‌اند و همه آن‌ها پیشرفت در طراحی بر پایه 8088 هستند. پنتیوم ۴ قادر به اجرای هر قطعه کدی است که با نسخه اصلی 8088 اجرا می‌شود، با این تفاوت که آن را 5000 بار سریع‌تر انجام می‌دهد!

منطق ریزپردازنده

ریزپردازنده مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های ماشین را اجرا می‌کند که به پردازنده می‌گوید چه کاری انجام دهد. بر اساس دستورالعمل‌ها، یک ریزپردازنده سه کار اساسی را انجام می‌دهد:

• با استفاده از ALU (واحد حسابی و منطق)، یک ریزپردازنده می‌تواند عملیات ریاضی مانند جمع، تفریق، ضرب و تقسیم را انجام دهد. ریزپردازنده‌های مدرن شامل پردازنده‌های کامل نقطه شناور هستند که می‌توانند عملیات بسیار پیچیده‌ای را روی اعداد بزرگ نقطه شناور انجام دهند.
• یک ریزپردازنده می‌تواند داده‌ها را از یک مکان حافظه به مکان دیگر منتقل کند.
• ریزپردازنده می‌تواند تصمیم بگیرد و براساس دستورالعمل‌های جدید به مجموعه دستورالعمل‌های جدیدی بپردازد.