CC BY
139
Секция «Информационно-управляющие системы»
УДК 004.382.7
АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
П. И. Добак
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: pav2062@mail.ru
Компьютеры получили широкое распространение, начиная с 50-х годов. Прежде это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в государственных учреждениях и крупных фирмах. Размеры и форма компьютеров изменились в результате разработки новых устройств, называемых микропроцессорами. Сегодня же, микропроцессоры применяются во всех сферах науки и повседневной деятельности человека.
Ключевые слова: микропроцессоры, развитие микропроцессоров, развитие процессора, совершенствование программного обеспечения, совершенствование аппаратных средств.
ANALYSIS AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT OF MICROPROCESSOR SYSTEMS
P. I. Dobak
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: pav2062@mail.ru
Computers became widespread since 1950s. It used to be very huge and expensive devices used only in government institutions and large companies. The size and form of computers were changed due to new devices called microprocessors. Nowadays, microprocessors are used both in every since spheres and men everyday life.
Keywords: microprocessors, microprocessors evolution, perfecting of software, perfecting of hardware.
В настоящее время микропроцессорные системы заняли очень обширную область в человеческой деятельности, их применение находят все в новых и новых областях науки и повседневной деятельности. Аналогично и компьютерам, развитие микропроцессорных систем идет по двум направления: улучшение аппаратных средств и улучшение программного обеспечения
[1-3].
Если рассматривать улучшения аппаратных средств, то среди многих направлений работы стоит выделить следующие.
Быстродействие.
При повышении быстродействии микропроцессора, стоит учитывать, тот факт, что увеличению быстродействия микропроцессорной системы препятствует не центральный процессорный элемент, а внешние устройства. Поэтому на данный момент основной задачей увеличения быстродействия является улучшение характеристик внешних устройств.
Увеличение разрядности центрального процессорного элемента.
С увеличением списка решаемых задач с помощью микропроцессорных систем, встает вопрос о точности вычислений. Некоторое время назад, хватало 8-ми разрядного центрального процессорного элемента, но с увеличением потребностей в точности вычислений и расширением функциональных способностей, становится очевидным, что необходимо повышать разрядность микропроцессоров.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 2
Уменьшение энергопотребления.
Данная перспектива имеет место быть в тех случаях, когда используется автономная работа межпроцессорной системы на объектах с плохим доступом к электроэнергии. На данный момент существуют решения этой проблемы, но стоит учитывать тот факт, что при уменьшении энергопотребления уменьшается и быстродействие системы.
Совершенствование памяти.
В процессе постоянного роста производительности процессоров доступ к памяти может стать «узким местом». Для того чтобы загрузить множество высокопроизводительных ядер соответствующим количеством данных, необходимо организовать подсистему памяти таким образом, чтобы память большой емкости находилась на кристалле и ядра имели к ней прямой доступ. Некоторые области памяти могут быть выделены определенным ядрам, совместно использоваться группами ядер или использоваться всеми ядрами глобально, в зависимости от потребностей приложений. Подобная гибкая возможность изменения конфигурации необходима для того, чтобы ликвидировать «узкое место» производительности, когда множество ядер будет соперничать за доступ к памяти.
Рассмотрим другое направление перспектив развития, а именно совершенствование программного обеспечения. Программное обеспечение играет немаловажную роль в функционировании микропроцессорной системы в целом. Все направление усовершенствования программного обеспечения для микропроцессорных систем можно разбить на две категории: на программное обеспечение реального времени и программное обеспечение, где не требуется работа в реальном времени. В первом случае, основной упор делается на улучшении обработки информации в кратчайшие сроки, а также на параллельные вычисления и на повышении скорости реагирования с сигналов внешних устройств. Для категории, в которой не требуется вычисления в реальном времени, программное обеспечение улучшается в плане ускорения, а также облегчения процесса программирования. Для этого создаются новые языки программирования, которые имеют свои особенности в плане трансляции и интерпретации программ, а также создаются специализированные библиотеки, учитывающие особенности микропроцессоров.
В связи с увеличением списка решаемых задач с помощью микропроцессорных систем, появляется острая необходимость в увеличении технических характеристик этих систем, а также развития и программной составляющей таких систем. Поэтому многие компании занимающиеся разработкой микропроцессоров тратят огромное количество ресурсов на развитие систем, что в свою очередь влечет за собой более массовое применение микропроцессоров в нашей жизни.
Библиографические ссылки
1. Антонов О. Г., Мигунова Е. Ю. Цифровые устройства и микропроцессоры. Ч. 1. Цифровые устройства : учеб. пособие. СПб. : СЗТУ, 2006. 82 с.
2. Ким А. К., Перекатов В. И., Ермаков С. Г. Микропроцессоры и вычислительные комплексы семейства «Эльбрус». СПб. : Питер, 2013. 272 с.: ил.
3. Огородников И. Н. Микропроцессорная техника : практический курс : учеб. пособие. Екатеринбург :УрФУ, 2012. 137 с.
© Добак П. И., 2017
