Краткий исторический обзор.

Чтобы понять предпосылки появления микропроцессорных систем, нужно проследить развитие технологии производства цифровых вычислительных машин и полупроводниковых приборов. Ведь именно удачное сочетание достижений в указанных областях привело в начале 70-х годов к созданию микропроцессоров.

Цифровая вычислительная машина (ЦВМ) выполняет расчеты под управлением программы. Общие принципы работы машины определяются ее архитектурой. ЦВМ состоит из следующих основных устройств:

- центрального процессора (ЦП);

- оперативного запоминающего устройства (ОЗУ);

- устройств хранения информации на различных носителях (в последнее время в основном магнитные диски, ленты);

- устройств ввода/вывода информации с этих носителей;

- печатающего устройства;

- устройств связи с оператором (ввод - клавиатура, вывод - дисплей).

Архитектура микропроцессора подобна архитектуре ЦП, поскольку в обоих случаях вычисления выполняются под управление программы.

Совершенствование цифровых вычислительных машин происходило одновременно с развитием технологии производства полупроводниковых схем, при этом сокращалось разнообразие типов логических схем, используемых при конструировании ЭВМ, и возрастал спрос на эти схемы. Указанные факторы явились предпосылкой создания в середине 60-х годов семейства логических схем малого и среднего уровней интеграции (МИС и СИС). Технология производства интегральных схем (ИС) развивалась под влиянием двух тенденций: стремления к выпуску дешевой продукции и расширения ее функциональных возможностей за счет усложнения схемных решений.

К концу 60-х и началу 70-х годов получили широкое использование интегральные схемы большой степени интеграции (БИС), когда много разных функциональных возможностей реализовано в конструктивно единой схеме. Появление электронных калькуляторов свидетельствовало о существенных достижениях в технологии производства БИС. Указанные достижения привели к следующему закономерному этапу в развитии вычислительной техники - реализации архитектуры ЭВМ на одной интегральной схеме, получившей название микропроцессор.

С начала 70-х годов основные усилия ученых и инженеров были направлены на совершенствование архитектуры МП с целью увеличения их быстродействия и вычислительной мощности (мощность МП принято оценивать тремя основными характеристиками: длиной слова данных, количеством адресуемых слов памяти и скоростью выполнения команд). Первые МП обрабатывали единовременно по 4 бит данных, представленных в цифровой форме, т. е. использовались 4-разрядные слова. Однако вскоре появились новые поколения МП: 8-, 16-, 32- и сейчас 64-разрядные. Набор команд, выполняемых МП, расширялся, а сами команды стали более сложными, с большими функциональными возможностями.

Почти все МП изготовляются на кремниевых кристаллах. Длина стороны куба кристалла равна 0,64 см. Такой кремниевый кристалл с содержащимися в нем электронными элементами и соединениями МП упаковывается с корпус так называемой интегральной схемы.