Ποιες είναι οι λειτουργίες ενός μικροεπεξεργαστή;

Ένας μικροεπεξεργαστής ελέγχει όλες τις λειτουργίες της CPU, ή της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας, ενός υπολογιστή ή άλλης ψηφιακής συσκευής. Ο μικροεπεξεργαστής λειτουργεί ως τεχνητός εγκέφαλος. Ολόκληρη η λειτουργία της CPU ελέγχεται από ένα ενιαίο ολοκληρωμένο κύκλωμα. Ο μικροεπεξεργαστής είναι προγραμματισμένος να δίνει και να λαμβάνει οδηγίες από άλλα εξαρτήματα της συσκευής. Το σύστημα μπορεί να ελέγχει τα πάντα, από μικρές συσκευές όπως αριθμομηχανές και κινητά τηλέφωνα μέχρι μεγάλα αυτοκίνητα.

Τρεις εταιρείες - η Intel, η Texas Instruments και η Garrett Air Research - ανέπτυξαν μικροεπεξεργαστές περίπου την ίδια περίοδο. Ο μικροεπεξεργαστής 4004 της Intel είναι γενικά αποδεκτός ως ο πρώτος μικροεπεξεργαστής. Το προϊόν παρουσιάστηκε από την εταιρεία το 1971. Ο μικροεπεξεργαστής δημιουργήθηκε το 1969 όταν μια ιαπωνική εταιρεία αριθμομηχανών που ονομαζόταν Busicom ζήτησε την ανάπτυξη ενός μικρού κυκλώματος για τον έλεγχο των αριθμομηχανών που κατασκεύαζαν.

Οι μικροεπεξεργαστές λειτουργούν με βάση την ψηφιακή λογική. Τα τρία στοιχεία που αποτελούν τα κύρια χαρακτηριστικά του μικροεπεξεργαστή είναι ένα σύνολο ψηφιακών οδηγιών, α ορισμένο εύρος ζώνης και ταχύτητα ρολογιού που μετρά τον αριθμό των εντολών που μπορεί ένας μικροεπεξεργαστής εκτέλεση. Μια σειρά από οδηγίες ψηφιακής μηχανής λαμβάνεται από τον μικροεπεξεργαστή. Η ALU, ή η αριθμητική λογική μονάδα, του επεξεργαστή κάνει μια σειρά υπολογισμών με βάση τις οδηγίες που λαμβάνονται. Επιπλέον, η μονάδα μετακινεί δεδομένα από τη μια μνήμη στην άλλη και έχει την ικανότητα να μεταπηδά από το ένα σύνολο εντολών στο άλλο.

Ο μικροεπεξεργαστής λειτουργεί μέσω δύο μνημών. Η μνήμη μόνο για ανάγνωση, ή ROM, είναι ένα πρόγραμμα με ένα σταθερό σύνολο εντολών και προγραμματίζεται με ένα σταθερό σύνολο byte. Η άλλη μνήμη είναι η μνήμη RAM ή τυχαίας πρόσβασης. Ο αριθμός των byte σε αυτή τη μνήμη είναι μεταβλητός και διαρκεί για μικρό χρονικό διάστημα. Εάν απενεργοποιηθεί η τροφοδοσία, η μνήμη RAM σβήνει. Η ROM έχει ένα μικρό πρόγραμμα μέσα της που ονομάζεται BIOS, ή το βασικό σύστημα εξόδου εισόδου. Το BIOS ελέγχει το υλικό στο μηχάνημα κατά την εκκίνηση. Στη συνέχεια, φέρνει ένα άλλο πρόγραμμα στη ROM που ονομάζεται τομέας εκκίνησης. Αυτό το πρόγραμμα τομέα εκκίνησης εκτελεί μια σειρά εντολών που βοηθούν στην αποτελεσματική χρήση του υπολογιστή.

Οι υπολογιστές δεν είναι απλώς επεξεργαστές δεδομένων. Οι μικροεπεξεργαστές θα πρέπει να μπορούν να εκτελούν εντολές σε μορφές δεδομένων, ήχου και βίντεο. Θα πρέπει να υποστηρίζουν μια σειρά από εφέ πολυμέσων. Ένας μικροεπεξεργαστής 32 bit είναι απαραίτητος για την υποστήριξη λογισμικού πολυμέσων. Με την έλευση του Διαδικτύου, οι μικροεπεξεργαστές θα πρέπει να έχουν την ικανότητα να υποστηρίζουν εικονική μνήμη και φυσική μνήμη. Θα πρέπει να μπορούν να συνεργάζονται με επεξεργαστές DSP ή ψηφιακού σήματος για να χειρίζονται μορφές βίντεο ήχου και αναπαραγωγής. Οι γρήγοροι μικροεπεξεργαστές δεν απαιτούν DSP.

Σε αυτήν την ψηφιακή εποχή, υπάρχουν πολύ λίγα gadget που δεν περιέχουν μικροεπεξεργαστή. Οι εξελίξεις στην ιατρική, την πρόβλεψη καιρού, τα αυτοκίνητα, τις επικοινωνίες, το σχεδιασμό και τα επιστημονικά πειράματα ήταν τα αποτελέσματα της ανάπτυξης ψηφιακών gadgets με μικροεπεξεργαστές. Ο αυτοματισμός για δύσκολες χειροκίνητες εργασίες είναι δυνατός λόγω του μικροεπεξεργαστή. Η ψηφιακή λογική των μικροεπεξεργαστών έχει οδηγήσει σε μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και ταχύτητα σε όλες τις πτυχές της ζωής. Οι δυνατότητες χρήσης μικροεπεξεργαστή είναι επομένως τεράστιες. Οι μικροεπεξεργαστές εξασφαλίζουν ελαφρύτερα, φορητά μηχανήματα, συστήματα απεικόνισης και επικοινωνίας που έχουν και θα βελτιώσουν τον τρόπο ζωής σε παγκόσμια κλίμακα.