Второе поколение процессоров

🕛 24.09.2009, 13:54

Процессоры для ПК второго поколения характеризуются более широкими возможностями и повышенным быстродействием. К данному поколению относятся процессоры, впервые поддерживающие передачу 16 бит за такт.

Процессор 286

Для процессора 80286 (или просто 286) проблем с совместимостью, характерных для 80186 и 80188, не существует. Он появился в 1981 году, и на его основе был создан компьютер IBM AT. Затем он был установлен в первых PS/2 моделей 50 и 60 (более поздние модели PS/2 строились на базе процессоров 386 и 486). Несколькими компаниями был освоен выпуск аналогов (так называемых клонов IBM), многие из которых являлись компьютерами класса AT.
Выбор процессора 286 в качестве основы для компьютера AT объяснялся его совместимостью с процессором 8088, т.е. все разработанные для IBM PC и XT программы подходили и для AT. Процессор 286 имеет более высокое быстродействие, чем его предшественники, что и объясняет широкое распространение этих компьютеров в деловом мире. Производительность первого компьютера AT с тактовой частотой 6 МГц в пять раз превышала производительность IBM PC (4,77 МГц). Кристалл процессора 286 представлен на рис. 3.35.
Системы на базе процессоров 286 оказались намного быстрее своих предшественников по нескольким причинам. Основная из них заключается в том, что процессоры 286 намного эффективнее выполняют инструкции. Если процессорам 8086 или 8088 на выполнение одной инструкции требовалось 12 тактов, то 286-м - всего 4,5. Кроме того, процессор 286 оперирует блоками данных по 16 бит, что в два раза превышает возможности процессора 8088.
Процессор 286 поддерживает два режима работы - реальный и защищенный. Эти режимы настолько различаются, что в каждом из них процессор может вести себя совершенно по-разному. В реальном режиме процессор 286 работает как 8086 и полностью совместим на уровне объектных кодов с процессорами 8086 и 8088. (Процессор, совместимый на уровне объектных кодов, может запускать программы, написанные для другого процессора, а также должным образом выполнять системные инструкции.)
В защищенном режиме процессор 286 представляет собой совершенно новую модель. Если выполняемая программа написана с расчетом на его новые возможности, то ей доступна виртуальная память до 1 Гбайт, хотя процессор может адресовать только 16 Мбайт реальной памяти. Существенный недостаток процессора 286 в том, что он не может переключаться из защищенного режима в реальный без предварительного аппаратного сброса, т.е. горячей перезагрузки компьютера. Переключение из реального режима в защищенный происходит без сброса. Поэтому основным преимуществом процессора 386 стала именно возможность программного переключения из реального режима в защищенный и наоборот. Процессор 286. Фотография публикуется с разрешения Intel
До появления оболочки Windows 3.0, в которой предусмотрен так называемый стандартный режим, совместимый с микропроцессором 286, было очень мало программ, использующих все его возможности. Но к тому моменту более популярным стал процессор 386. Однако надо отдать должное создателям процессора 286, предпринявшим первую попытку построить многозадачный процессор, который мог бы выполнять сразу несколько программ. Он был спроектирован так, что при зависании одной из программ не нужно было перезагружать всю систему горячим (сброс) или холодным (отключение и включение питания) способом. Теоретически происходящее в одной области памяти не должно сказываться на работе других программ. Однако для полной изоляции многозадачных программ друг от друга процессор 286 и последующие модели должны работать с операционной системой, которая обеспечивает такую защиту.

Сопроцессор 80287

Внутренняя архитектура сопроцессора 80287 аналогична архитектуре 8087. Работают они одинаково, но отличаются разводкой выводов.
В большинстве компьютеров рабочая частота системной платы делится внутри процессора на 2, а 80287 делит ее на 3. Таким образом, сопроцессор 80287 работает на частоте, равной 1/3 частоты системной платы или 2/3 тактовой частоты 80286. Из-за асинхронной работы двух микросхем взаимодействие между ними не столь эффективно, как между 8088 и 8087.