linkedin facebook linkedin facebook nod32

Markaziy protsessor

Muallif: Toirov A.

Qo`shilgan sana: 2014-05-03

Markaziy protsessor, arifmetik – mantiqiy qurilma.

Kompyuterning funktsional jihatdan tuzilishi
Kompyuter arxitekturasi, odatda, arxitektura xususiyatlarining foydalanuvchi uchun katta ahamiyatga ega bo’ladigan majmui bilan belgilanadi. Bunda, asosiy e’tibor mashinaning tuzilishi va funktsional imkoniyatlariga qaratiladi. Ushbu imkoniyatlar asosiy va qo’shimcha funktsional imkoniyatlarga farq qiladi.
Asosiy funktsiyalar EHM vazifasini belgilab beradi. Uning vazifalari jumlasiga axborotga ishlov berish, saqlash va tashqi ob’ektlar bilan axborot almashinish kiradi.
Qo’shimcha funktsiyalar esa asosiy funktsiyalar samarasini oshiradi, ya’ni mashina ishining unumli rejimi, yuqori ishonchliligi, foydalanuvchi bilan mashina o’rtasida dialog qaror topishi va shu kabilarni ta’minlaydi. EHMning sanab o’tilgan funktsiyalari mashina komponentlari, jumladan apparat vositalari va dasturiy vositalar yordamida amalga oshadi.
Kompyuterning tuzilishi – kompyuter komponentlarining tarkibi, ular orasida bajariladigan harakatlar tartibi va tamoyillarini belgilab beruvchi muayyan modeldir.
Shaxsiy kompyuter – hammaning imkoni va foydalanish qulayligi bo’yicha umumiy talablarni qanoatlantiruvchi stol ustiga o’rnatiladigan yoki qo’lda olib yuriladigan EHM.
ShK afzalliklari jumlasiga quyidagilar kiradi:

  • yakka xaridor imkoni doirasidagi mo’tadil narxi;
  • atrof-muhit sharoitlariga nisbatan maxsus talablar qo’yilmagan tarzda muxtor ishlashi;
  • arxitekturaning fan, ta’limot, boshqaruv va maishiy turmush sohalarida turlicha qo’llanilishga moslasha oladigan o’zgaruvchanligi;
  • foydalanuvchining maxsus professional tayyorgarliksiz ishlay olishini ta’minlovchi qulay operatsion tizim va shu kabi dasturiy ta’minotlarning mavjudligi;
  • ishining o’ta ishonchliligi (5 ming soatdan ortiq ishlashi).

ShKning asosiy bloklari va ularning vazifalari.
ShKning asosiy bloklari va ularning vazifalarini ko’rib chiqamiz.
Mikroprotsessor (MP). Bu, ShKdagi markaziy blok bo’lib, mashinaning barcha bloklari bajaradigan ishlarni boshqarish hamda axborot bilan arifmetik va mantiqiy operatsiyalar bajarish uchun mo’ljallangan.
Mikroprotsessor tarkibiga quyidagilar kiradi:
boshqaruv qurilmasi (BQ) – oldin bajarilgan operatsiyalarning natijalari va ayni fursatda bajarilayotgan operatsiyadan kelib chiqadigan muayyan boshqaruv signallarini (boshqaruv impulslarini) shakllantirib, mashinaning barcha bloklariga zaruriy fursatlarda uzatib boradi; bajarilayotgan operatsiyada foydalaniladigan xotira uyalarining manzillarini shakllantirib, ularni EHMning tegishli bloklariga uzatadi; mazkur boshqaruv qurilmasi impulslarning asosiy izchilligini taktli impulslar generatoridan oladi;
arifmetik-mantiqiy qurilma (AMQ) – sonli va belgili axborot bilan bajariladigan barcha arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni amalga oshirish uchun mo’ljallangan (ShKning ayrim modellarida operatsiyalar ijrosini jadallashtirish uchun AMQga qo’shimcha matematik soprotsessor ulanadi);
mikroprotsessor xotirasi (MPX) – mashina ishining bevosita taktlarida bajarilayotgan hisob ishlarida qo’llaniladigan axborotni qisqa muddatga yozib olish va aks ettirish (uzatish) uchun xizmat qiladi. Negaki, asosiy xotira qurilmasi (AXQ) doim ham tez ishlovchi mikroprotsessor samarali ishlashi uchun zarur bo’ladigan axborot yozish, qidirish va hisoblab chiqarish tezligini ta’minlay olmaydi;
registrlar – uzunligi turlicha bo’la oladigan tez ishlovchi xotira uyalari (standart uzunligi 1 bayt ga teng va ish tezligi ancha past bo’lgan AXQ uyalaridan farq qiladi);
mikroprotsessorning interfeys tizimi – ShKning boshqa qurilmalari bilan ulanib, aloqa bog’lashni ta’minlaydi; o’z ichiga MPning ichki interfeysi va xotirada saqlovchi bufer registrlarni hamda kiritish-chiqarish portlari (KChP) va tizim shinasini boshqarish sxemasini mujassam etadi.
interfeys (ingl. interface) – kompyuterda mavjud qurilmalarni o’zaro ulab, ular o’rtasida aloqa bog’lash va unumli hamkorligini ta’minlash uchun mo’ljallangan vositalar majmui.
kiritish-chiqarish porti (ingl. IG’O – InputG’Output port) – mikroprotsessorga ShKning boshqa qurilmasini bog’lash imkonini beruvchi ulash apparati.
Mikroprotsessor, boshqacha nomi – markaziy protsessor (MzP).
Markaziy protsessor (CPU, ingl. Central Processing Unit) – kompyuterning dastur tomonidan berilgan arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni bajaradigan asosiy ish komponenti bo’lib, hisoblash jarayonini boshqaradi va kompyuterda mavjud barcha qurilmalar ishini muvofiqlashtiradi.
Aksariyat hollarda MzP o’z ichiga:

  • arifmetik-mantiqiy qurilmani;
  • ma’lumotlar shinalari va manzillar shinalarini;
  • registrlarni;
  • komandalar hisoblagichini;
  • kesh – kichik hajmli (virtual) xotiraga juda tez (8 dan 512 Kbayt ga qadar) saqlash qurilmasini;
  • nuqtasi o’zgaruvchan sonlarning matematik soprotsessorini mujassam etadi.

Zamonaviy protsessorlar mikroprotsessorlar ko’rinishida tayyorlanadi. Jismonan mikroprotsessor integral sxema ko’rinishidan iborat, ya’ni u umumiy maydoni atigi bir necha kvadrat millimetr keladigan to’g’ri burchak shaklga ega kristall holatdagi kremniyning yupqa plastinkasi ko’rinishida tayyorlangan bo’lib, ustiga protsessorning barcha ishlarini bajaradigan sxemalar (qoliplar) joylashtirilgan. Ushbu kristall-plastinka, odatda, plastmassa yoki sopoldan tayyorlangan yassi korpusga joylanib, kompyuterning tizim platasiga ulash imkoni bo’lishi uchun metall tilchalariga ega tilla simlar bilan ulanadi.
Hisoblash tizimida parallel ishlaydigan bir nechta protsessorlar bo’lishi mumkin. Bunday tizimlar – ko’p protsessorli tizimlar deb ataladi.
Eng birinchi MP-4004 rusumli mikroprotsessor 1971 yilda Intel firmasi (AQSh) tomonidan ishlab chiqarilgan. Bugungi kunda mikroprotsessorlarning bir necha yuzlab turi tayyorlanadi, biroq ular orasida Intel va AMD firmalari tomonidan ishlab chiqarilayotgan mikroprotsessorlar eng ko’p tarqalgani mikroprotsessorlar deb e’tirof etilmoqda.
Mikroprotsessorning tuzilishi
Boshqaruv qurilmasi
Boshqaruv qurilmasi funktsional jihatdan ShKning eng murakkab qurilmasi sanaladi. Ushbu qurilma yo’riqlarning kodli shinasi (YKSh) vositasida mashinaning barcha bloklariga etib boradigan boshqaruv signallarini shakllantiradi.
Komandalar registri – xotirada saqlaydigan registr bo’lib, unda komanda kodi, ya’ni bajarilayotgan operatsiya kodi hamda operatsiyada ishtirok etayotgan operandlarning manzillari saqlanadi.
Komandalar registri MPning interfeys qismida, komandalar registrlari uchun mo’ljallangan blok ichida joylashgan.
Operatsiyalar deshifratorlari – mantiqiy blok bo’lib, komandalar registridan kelayotgan operatsiya kodiga (OK) muvofiq o’zida mavjud ko’plab chiqish yo’llaridan birini tanlaydi.
Mikrodasturlarni xotirada doimo saqlovchi qurilma (XDSQ) – ShK bloklarida axborotga ishlov berish operatsiyalari bajarilishi uchun zarur bo’ladigan boshqaruvchi signallarni (impulslarni) o’z uyalarida saqlaydigan qurilma sanaladi. Deshifrator tomonidan operatsiya kodiga muvofiq tanlangan operatsiya impulsi boshqaruvchi signallarning zaruriy izchilligini mikrodasturlarni XDSQ ichidan solishtirib chiqaradi.
Manzil shakllantiruvchi uzel (MPning interfeys qismi ichida joylashgan) – komandalar registri va MPX registrlaridan kelayotgan rekvizitlar bo’yicha xotira (registr) uyasining to’liq manzilini hisoblab chiqaradigan qurilma.
Ma’lumotlarning kodli shinasi, manzillar va yo’riqlar – mikroprotsessordagi ichki shinaning bir qismi sanaladi. Aksariyat hollarda BQ quyidagi asosiy amallarning bajarilishi uchun mo’ljallangan boshqaruv signallarini shakllantiradi:
MPX komandasining manzilidagi hisoblagich-registr ichidan dasturning navbatdagi komandasi saqlanayotgan xotiraga tezkor saqlash qurilmasi (XTSQ) uyasining manzilini tanlab olish;
XTSQ uyasi ichidan navbatdagi komandaning kodini tanlab olish hamda solishtirib chiqarilgan komandani komandalar registriga qabul qilib olish;
operatsiya kodlari va tanlangan komanda alomatlarining shifrini ochish;
XTSQning shifri ochilgan operatsiya kodiga muvofiq keluvchi uyalari ichidan boshqaruvchi signallarning (impulslarning) mashinada mavjud barcha bloklarda ma’lum operatsiya ijrosining tartibini hamda boshqaruvchi signallarning ushbu bloklarga qayta yuborilish tartibini belgilab beruvchi mikrodasturlarni solishtirib chiqarish;
komandalar registri va MPX registrlari ichidan hisoblarda ishtirok etayotgan operandlar (sonlar) manzillarining alohida tarkibiy qismlarini solishtirib chiqarish hamda operandlarning to’liq manzillarini shakllantirish;
operandlarni (shakllangan manzillar bo’yicha) tanlash va ushbu operandlarga ishlov berishga oid ma’lum operatsiyani bajarish;
amalga oshirilgan operatsiya natijalarini xotiraga saqlash;
dasturning navbatdagi komandasiga taalluqli manzilni shakllantirish.
Arifmetik-mantiqiy qurilma
Arifmetik-mantiqiy qurilma axborotni o’zgartirishga oid arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni bajarish uchun mo’ljallangan qurilma sanaladi.
Funktsional jihatdan AMQ, odatda, ikkita registr, summator va boshqaruv sxemasidan (mahalliy boshqaruv qurilmasidan) tashkil topgan.

Summator – kirish qismiga kelayotgan ikkilik sonli kodlarni qo’shish amalini bajaruvchi hisoblash sxemasi bo’lib, mashinaning ikkilangan so’ziga oid razryadlik darajasiga ega.
Uzunligi turlicha bo’lgan tez ishlovchi xotira registrlari: 1- registr (Pr1) ikkilangan so’z, 2- registr (Pr2) esa bitta so’zga oid razryadlik darajasiga ega.
Operatsiya bajarilayotgan paytda Pr1 ichida operatsiyada ishtirok etayotgan birinchi son, operatsiya yakuniga etgach – natija joylashadi;
Pr2 ichida esa operatsiyada ishtirok etayotgan ikkinchi son joylashib, operatsiya yakuniga etgach, uning ichidagi axborot o’zgarmay qoladi. 1- registr axborotni ma’lumotlarning kodli shinasidan olishi va xuddi shu shinasi orqali uzatishi mumkin.
Boshqaruv sxemasi yo’riqlarning kodli shinasi orqali boshqaruv qurilmasidan boshqaruv signallarini qabul qilib, registrlar va AMQ summatori ishini boshqarish uchun mo’ljallangan signallarga aylantiradi.
AMQ arifmetik (Q, – , *, :) operatsiyalarni faqat so’nggi razryaddan so’ng qayd etilgan vergulli ikkilik axborotga, ya’ni faqat butun ikkilik sonlarga nisbatan bajaradi.
O’zgaruvchan vergulli ikkilik sonlar hamda ikkilik-kodlashgan o’nli sonlarga nisbatan operatsiyalar ijrosi matematik soprotsessor yoki maxsus tuzilgan dasturlar jalb etilgan tarzda bajariladi.

8253 marta o`qildi.

Parol:
Eslab qolish.


Ro`yhatdan o`tish

testing

+998915878681

Siz o`z maxsulotingizni 3D reklama ko`rinishda bo`lishini xohlaysizmi? Unda xamkorlik qilamiz.

3D Reklama


Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru

Besucherzahler
счетчик посещений