מהן הפונקציות של מיקרו-מעבד?

מעבד מיקרו שולט בכל הפונקציות של המעבד, או יחידת העיבוד המרכזית, של מחשב או מכשיר דיגיטלי אחר. המיקרו-מעבד מתפקד כמו מוח מלאכותי. כל הפונקציה של ה-CPU נשלטת על ידי מעגל משולב יחיד. המיקרו-מעבד מתוכנת לתת ולקבל הוראות ממרכיבים אחרים של המכשיר. המערכת יכולה לשלוט בכל דבר, החל ממכשירים קטנים כגון מחשבונים וטלפונים ניידים, ועד מכוניות גדולות.

שלוש חברות - אינטל, טקסס אינסטרומנטס ו-Garrett Air Research - פיתחו מיקרו-מעבדים בערך באותה תקופה. המיקרו-מעבד 4004 של אינטל מקובל בדרך כלל להיות המיקרו-מעבד הראשון. המוצר נחשף על ידי החברה ב-1971. המיקרו-מעבד נוצר בשנת 1969 כאשר חברת מחשבונים יפנית בשם Busicom דרשה פיתוח של מעגל קטן כדי לשלוט במחשבונים שיוצרו על ידם.

מיקרו-מעבדים עובדים על בסיס לוגיקה דיגיטלית. שלושת הרכיבים המהווים את המאפיינים העיקריים של המיקרו-מעבד הם סט של הוראות דיגיטליות, א רוחב פס ומהירות שעון מסוימים המודדים את מספר ההוראות שמיקרו-מעבד יכול לבצע. סדרה של הוראות מכונה דיגיטליות מתקבלות על ידי המיקרו-מעבד. ה-ALU, או יחידת הלוגיקה האריתמטית, של המעבד מבצעת סדרה של חישובים על סמך ההוראות שהתקבלו. בנוסף, היחידה מעבירה נתונים מזיכרון אחד למשנהו ויש לה יכולת לקפוץ מקבוצת הוראות אחת לאחרת.

המיקרו-מעבד פועל באמצעות שני זיכרונות. זיכרון הקריאה בלבד, או ROM, הוא תוכנית עם סט קבוע של הוראות ומתוכנת עם סט קבוע של בתים. הזיכרון השני הוא זיכרון RAM, או זיכרון גישה אקראית. מספר הבתים בזיכרון זה משתנה ונמשך לטווח קצר. אם הכוח כבוי, ה-RAM נמחק. ה-ROM מכיל בתוכו תוכנית קטנה הנקראת BIOS, או מערכת פלט הקלט הבסיסית. ה-BIOS בודק את החומרה במכשיר כאשר הוא מופעל. לאחר מכן הוא מביא תוכנית נוספת ב-ROM הנקראת מגזר האתחול. תוכנית סקטור האתחול הזו מבצעת סדרה של הוראות שעוזרות לנצל את המחשב בצורה יעילה.

מחשבים הם לא רק מעבדי נתונים. מיקרו-מעבדים צריכים להיות מסוגלים לבצע הוראות בפורמטים של נתונים, אודיו ווידאו. הם צריכים לתמוך במגוון אפקטי מולטימדיה. מעבד 32 סיביות חיוני לתמיכה בתוכנת מולטימדיה. עם הופעת האינטרנט, למיקרו-מעבדים צריכה להיות היכולת לתמוך בזיכרון וירטואלי ובזיכרון פיזי. הם צריכים להיות מסוגלים לעבוד עם DSP או מעבדי אותות דיגיטליים כדי להתמודד עם אודיו וידאו ופורמטים של השמעה. מיקרו-מעבדים מהירים אינם דורשים DSP.

בעידן הדיגיטלי הזה, יש מעט מאוד גאדג'טים שאינם מכילים מיקרו-מעבד. התקדמות ברפואה, חיזוי מזג אוויר, מכוניות, תקשורת, עיצוב וניסויים מדעיים היו התוצאות של פיתוח גאדג'טים דיגיטליים עם מיקרו-מעבדים. אוטומציה עבור עבודות ידניות קשות אפשרית בגלל המיקרו-מעבד. ההיגיון הדיגיטלי של המיקרו-מעבדים הוביל ליעילות ולמהירות רבה יותר בכל היבטי החיים. לכן הפוטנציאל של שימוש במיקרו-מעבד הוא עצום. מיקרו-מעבדים מבטיחים מכונות קלות יותר ביד, מערכות הדמיה ותקשורת שישפרו וישפרו את אורח החיים בקנה מידה עולמי.