Централна процесорска јединица — разлика између измена

Садржај обрисан Садржај додат
Autobot (разговор | доприноси)
м razne ispravke
Autobot (разговор | доприноси)
м Dodavanje datuma u šablone za održavanje i/ili sredjivanje referenci
Ред 33:
[[Датотека:Edvac.jpg|thumb|250px|-{[[EDVAC]]}-, један од првих рачунара који су могли да сачувају програм]]
 
Рани рачунари као што је -{[[ENIAC]]}- су морали да се физички измене да би обављали различите задатке, те су стога те машине називане „рачунарима са фиксним програмом”.<ref>{{Cite book|last1=Regan|first1=Gerard|title=A Brief History of Computing|isbn=978-1-84800-083-4|url=https://books.google.com/books?isbn=1848000839|accessdate = 26. November11. 2014.|pages=66}}</ref> Пошто је термин „ЦПУ” генерално дефинисан као уређај за извршавање [[софтвер]]а (рачунарског програма), најранији уређаји који се с правом могу називати процесорским су били [[рачунари са сачуваним програмом]].
 
Идеја рачунара са сачуваним програмом је већ била присутна у [[J. Presper Eckert|Џон Преспер Екеретовом]] и [[John William Mauchly|Џон Вилијам Моклијевом]] дизајну [[ЕНИАЦ]] рачунара, али је иницијално била изостављена да би се раније завршила изградња.<ref>{{cite web|title=Bit By Bit|url=http://ds.haverford.edu/bitbybit/bit-by-bit-contents/chapter-five/5-1-stored-program-computing/|archiveurl=https://web.archive.org/web/20121013210908/http://ds.haverford.edu/bitbybit/bit-by-bit-contents/chapter-five/5-1-stored-program-computing/|publisher=Haverford College|accessdate = 1. 08. 2015.|archivedate = 13. 10. 2012.}}</ref> Дана 30. јуна 1945, пре него што је ЕНИАЦ био направљен, математичар [[Џон фон Нојман]] је дистрибуирао рад под насловом ''[[First Draft of a Report on the EDVAC|Први нацрт извештаја о ЕДВАЦ-у]]''. То је био преглед компјутера са ускладиштеним програмом који би се евентуално завршио у августу 1949. године.<ref>{{cite journal | title = First Draft of a Report on the EDVAC | publisher = [[Moore School of Electrical Engineering]], [[Универзитет Пенсилваније|University of Pennsylvania]] | url = http://www.virtualtravelog.net/entries/2003-08-TheFirstDraft.pdf |year=1945 }}</ref> [[ЕДВАЦ]] је био дизајниран да извршава одређени број упутстава (или операција) различитих типова. Значајно је да су програми написани за ЕДВАЦ требали да буду ускладиштени у [[Рачунарска меморија|рачунарској меморији]] велике брзине уместо да буду спецификовани физичким ожичавањем рачунара.<ref>{{cite web|title=The Modern History of Computing|url=http://plato.stanford.edu/entries/computing-history/|last=University|first=Stanford|publisher=The Stanford Encyclopedia of Philosophy|accessdate = 25. 09. 2015.}}</ref> Тиме је превазиђено озвиљно ограничење ЕНИАЦ-а, што је било знатно време и напор који су били потребни за реконфигурацију рачунара за обављање новог задатка. Са фон Нојмановим дизајном, програм који је ЕДВАЦ извршавао се могао променити једноставном променом контента меморије. ЕДВАЦ, међутим, није био први рачунар са сачуваним програмом; [[Manchester Small-Scale Experimental Machine|Манчестерска експериментална машина малих размера]], мали прототип рачунара са сачуваним програмом, извршио је свој први програм 21. јуна 1948,<ref>{{citation |last=Enticknap|first=Nicholas |title=Computing's Golden Jubilee |journal=Resurrection |issue=20 |publisher=The Computer Conservation Society |date=Summer 1998 |url=http://www.cs.man.ac.uk/CCS/res/res20.htm#d |issn=0958-7403 |accessdate = 19. 04. 2008.}}</ref> а [[Manchester Mark 1|Манчестер Марк 1]] је извршио свој први програм током ноћи 16–17. јуна 1949.<ref>{{cite web|title=The Manchester Mark 1|url=http://curation.cs.manchester.ac.uk/digital60/www.digital60.org/birth/manchestercomputers/mark1/manchester.html|work=The University of Manchester|accessdate = 25. 09. 2015.}}</ref>
 
Дизајн раних процесора је био прилагођен да буду коришћени као део већег и понекад особеног рачунара.<ref>{{cite web|title=The First Generation|url=http://www.computerhistory.org/revolution/birth-of-the-computer/4/92|publisher=Computer History Museum|accessdate = 29. 09. 2015.}}</ref> Међутим, овај метод дизајнирања прилагођених процесора за одређену апликацију је у великој мери уступио место развоју вишенаменских процесора произведених у великим количинама. Са таквом стандардизацијом се почело у ери дискретних [[транзистор]]ских [[Мејнфрејм рачунар|мејнфрејмова]] и [[minicomputer|минирачунара]], а тренд је знатно убрзан популаризацијом [[Интегрисано коло|интегрисаних кола]] (ИЦ). Она су омогућила дизајнирање и производњу све комплекснијих процесора са задовољавајућом толеранцијама реда величине [[Нанометар|нанометра]].<ref name="nobel">{{cite web|title=The History of the Integrated Circuit|url=https://www.nobelprize.org/educational/physics/integrated_circuit/history/|website=Nobelprize.org|accessdate = 29. 09. 2015.}}</ref> Миниатуризација и стандардизација процесора су увећали присуство дигиталних уређаја у модерниом животу далеко изван ограничене примене наменских рачунарских машина. Модерни микропроцесори се јављају у електронским уређајима у опсегу од аутомобила<ref>{{cite web|last1=Turley|first1=Jim|title=Motoring with microprocessors|url=http://www.embedded.com/electronics-blogs/significant-bits/4024611/Motoring-with-microprocessors|publisher=Embedded|accessdate =November 15,. 11. 2015.}}</ref> до мобилних телефона,<ref>{{cite web|title=Mobile Processor Guide – Summer 2013|url=http://www.androidauthority.com/mobile-processor-guide-summer-2013-234354/|publisher=Android Authority|accessdate =November 15,. 11. 2015.}}</ref> а понекад чак и у играчкама.<ref>{{cite web|title=ARM946 Processor|url=https://www.arm.com/products/processors/classic/arm9/arm946.php|publisher=ARM|accessdate =November 15,. 11. 2015.}}</ref>
 
Док се фон Нојману најчешће приписују заслуге за дизајн рачунара са ускладиштеним програмом због његовог дизајна ЕДВАЦ-а, и тај дизајн је постао познат као [[Фон Нојманова архитектура]], други су пре њега, попут [[Конрад Цузе|Конрада Цуза]], предложили и спровели сличне идеје.<ref>{{cite web|title=Konrad Zuse|url=http://www.computerhistory.org/fellowawards/hall/bios/Konrad,Zuse/|publisher=Computer History Museum|accessdate = 29. 09. 2015.}}</ref> Такозвана [[Харвардска архитектура]] рачунара [[Харвард Марк 1 (рачунар)|Харвард Марк -{I}-]], који је завршен раније од ЕДВАЦ-а,<ref>{{cite web|title=Timeline of Computer History: Computers|url=http://www.computerhistory.org/timeline/computers/|publisher=Computer History Museum|accessdate =November 21,. 11. 2015.}}</ref><ref>{{cite web|title=A Brief History of Computing - First Generation Computers|url=http://trillian.randomstuff.org.uk/~stephen/history/timeline-GEN1.html|last=White|first=Stephen|accessdate =November 21,. 11. 2015.}}</ref> исто тако је користила дизајн са сачувани програмом путем [[Punched tape|бушене папирне траке]] уместо електричне меморије.<ref>{{cite web|title=Harvard University Mark - Paper Tape Punch Unit|url=http://www.computerhistory.org/collections/catalog/102698407|publisher=Computer History Museum|accessdate =November 21,. 11. 2015.}}</ref> Кључна разлика између фон Nојманове и Харвардске архитектуре је да каснија раздваја складиштење и третман процесорских инструкција и података, док ранија користи исти меморијски простор за оба.<ref>{{cite web|title=What is the difference between a von Neumann architecture and a Harvard architecture?|url=http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.faqs/3738.html|publisher=ARM|accessdate =November 22,. 11. 2015.}}</ref> Већина модерних процесора имају превасходно фон Нојманов дизајн, мада се процесори са Харварским дизајном исто тако срећу, посебно код уграђених апликација; на пример, -{[[Atmel AVR]]}- микроконтролери имају процесоре са Харвардском архитектуром.<ref>{{cite web|title=Advanced Architecture Optimizes the Atmel AVR CPU|url=http://www.atmel.com/technologies/cpu_core/avr.aspx|publisher=Atmel|accessdate =November 22,. 11. 2015.}}</ref>
 
[[Релеј]]и и [[Електронска цијев|електронске цеви]] (термионске цеви) су били у широкој употреби као прекидачки елементи;<ref>{{cite web|title=Switches, transistors and relays|url=http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/design/electronics/switchesrev5.shtml|publisher=BBC|accessdate = 7. 02. 2016.}}</ref><ref>{{cite web|title=Introducing the Vacuum Transistor: A Device Made of Nothing|url=http://spectrum.ieee.org/semiconductors/devices/introducing-the-vacuum-transistor-a-device-made-of-nothing|publisher=IEEE Spectrum|accessdate = 7. 02. 2016.}}</ref> за рад рачунара су неопходне хиљаде или десетине хиљада прекидачких елемената. Свеукупна брзина система је зависна од брзине прекидача. Цевни рачунари попут ЕДВАЦ-а су у просеку радили око осам сати без кварова, док су се релејски рачунари попут (споријег, али ранијег) [[Харвард Марк 1 (рачунар)|Харварда Марк -{I}-]] веома ретко кварили.<ref name="weik1961" /> На крају су, процесори базирани на цевима постали доминантни, јер су значајне предности у погледу брзине уопштено надмашиле проблеме поузданости. Већина ових раних синхроних процесора је радила са ниском [[clock rate|радном фреквенцијом]] у поређењу са савременим микроелектронским дизајном. Сатне фреквенције сигнала у распону од 100 [[Херц|-{kHz}-]] до 4 -{MHz}- су биле веома честе у то време, ограничене у великој мери брзином прекидачких уређаја са којима су рачунари били изграђени.<ref>{{cite web|title=What Is Computer Performance?|url=http://www.nap.edu/read/12980/chapter/5#55|publisher=The National Academies Press|accessdate = 16. 05. 2016.}}</ref>
Ред 107:
 
== Литература ==
* {{Cite book |ref= harv|last1=Regan|first1=Gerard|title=A Brief History of Computing|isbn=978-1-84800-083-4|url=https://books.google.com/books?isbn=1848000839|accessdate = 26. November11. 2014.|pages=66}}
* {{Cite book |ref= harv|last1= Kuck|first1= David|title= Computers and Computations, Vol 1|year=1978|publisher= John Wiley & Sons, Inc.|isbn=978-0-471-02716-4|pages=12}}