1-ma’ruza kirish. Mikroprosessorlar va hisoblash mashinalarining rivojlanish bosqichlari

1.2. MIKROPROSESSOR VA HISOBLASH MASHINALARI TO’G’RISIDA ASOSIY TUSHUNCHALAR.
Pentium Pro MP eng ilg'or texnologiyalarni joriy etdi. Xususan, uchinchisi buyruqni qayta ishlash quvvati qo'shildi (har bir siklli uchun uchta ko'rsatma). Ikkinchi darajali keshni tashkil qilish jarayoni yaxshilandi, u hozirgi kunda MP kabi bir xil chip ustida joylashgan bo'lib, u MP samaradorligini oshirdi. 36 gigabaytli bir manzilli shina ishga tushirilib, 64 Gbaytgacha bo'lgan RAMga murojaat qilish imkonini berdi. Dinamik buyruq bajarilishini ijro etdi.
Kelajakdagi Pentium MP modellari yangi dasturlarni qo'shib yaxshilanmoqda, bu esa MP dastur modeli biroz o'zgartirdi. MMX-komandalar deb nomlangan ushbu guruhlar (Multi Media eXtention - buyruq tizimining multimedia kengayishi) bir vaqtning o'zida bir xil turdagi ma'lumotlarning bir nechta qismlarini, shuningdek, ovozli va grafik qurilmalardagi jarayonlar ma'lumotlarini ishlashga ruxsat berdi. Pentium MMX MP katta miqdordagi kesh xotirasiga ega bo'lib, ba'zi modellarda 1 MBga ega.
Pentium II yuqori mahsuldor vakillari bo'lib, ular Pentium Pro, Pentium MMX MPlarining arxitektura va buyruqli tizimlarining yutuqlarini birlashtiradi va endi alohida chipga ega emas, balki o'z ventilyatorlari bilan kartrij (yopiq birlik) shaklida bo'ladi.
Pentium II 100 MHz va undan ortiq tashqi chastotada ishlaydi va 3,5 va 4 (Pentium III -350 MGts va Pentium II - 400 MGts) koeffitsentlari bilan ichki chastotani ko'paytirishni amalga oshirdi. Yangi dizaynerlik echimlari mavjud, xususan, ularning tanasi ishlab chiqarish korpuslarining yangi texnologiyasi asosida ishlab chiqarildi. Mikroprosessor bir necha quvvatni tejash rejimini qo'llab-quvvatlaydi.
Pentium III bozorda 1997 yilda paydo bo'lgan, Pentium II va Pentium MMX arxitekturasini birlashtirgan. Birlamchi keshning hajmi ikki barobarga (1616 KB), ikkinchi keshning hajmi noldan 2 MBgacha o'zgardi. Chop etilgan chekka konnektorli yangi texnologiya kartrej qutisi ishlatildi. Pentium 4 - Intelning eng oxirgi yangiliklaridandir.
Mikroprosessor texnologiyasini qurish asoslarini hisoblashdan avval hisoblash jarayoni amalga oshiriladigan komponentlarni ega bo’lishi kerak. Ushbu jarayonning asosiy komponenti signallar shaklida uzatiladigan va kodlar shaklida saqlanadigan ma'lumotdir. Bu holda ishlatiladigan kod ikkilik deb ataladi. Uning eng kichik qismi - bitlar. Tezislar shaklida axborotning xususiyatlarini va uni qayta ishlash qoidalarini taqdim etamiz.
Ma'lumotlar har bir guruhda 8 bitda ishlov beriladi. Bunday guruh bayt deb nomlanadi.
Ma'lumot fayllar deb ataladigan bayt guruhlarida saqlanadi. Har bir faylning nomi bor.
Fayl nomidan siz qanday axborot saqlanganligizni va uning kodi qanday ishlashini aniqlashingiz mumkin.
Kompyuterda ma'lumotlarni qayta ishlash mikroprosessor yoki faqat prosessor deb ataladigan maxsus chip yordamida amalga oshiriladi.
Prosessor ichidagi ma'lumotlar registrlar deb nomlangan maxsus yacheykalar tarkibida mavjud bo’ladi.
Prosessor registri ma'lumotlarni saqlashi mumkin:
• shaxsiy bayt shaklida;
• so'zlar (8 bit);
• ikki so'z (16 bit);
• to'rtta so'z (32 ta o'zaro bog'langan bit).
MUHIM! Prosessor kengligi qanchalik yuqori bo'lsa, u bir operatsiyada bitdan ko’p bo’lgan ma’lumotlarni qayta ishlaydi.
Ma’lumotlar operasiyalarda qatnashadiganlari, operand deb ataladigan ma'lumotlar, prosessor registrlarida bo'lishi mumkin, RAMda saqlangan yoki tashqi qurilmalardan kelishi munkin.
Amaliyot shuni ko'rsatadiki, buyruq operandlarga qo'llaniladi. Ko'rsatma bir yoki bir necha baytda yozilgan prosessor buyruqlarini biri hisoblanadi.
Har bir prosessor registrlar va RAM o'rtasidagi ma'lumotlar almashinishi va ma'lumotlar registrlarga aylantirilishi bilan o'z ko'rsatmalar to'plamiga ega.
Prosessor ko'rsatmalarining to'liq ro'yxati prosessor buyrug'i to'plami deb ataladi. Turli xil prosessorlar turli xil buyruqlar tizimlariga ega.
Agar prosessorlar bir xil oilaga tegishli bo'lsa, unda yangi modellar o'zlarining avvalgi ko'rsatmalariga rioya qilishlari mumkin. Bunga yuqoridan-pastga muvofiqligi deyiladi.
Ma'lumot prosessori bilan ishlash bo'yicha ko'rsatmalarni dasturlardan oladi. Dasturlar, shuningdek, ma'lumotlar baytlar bilan ifodalanadi va fayllar sifatida qattiq diskda saqlanadi. Amaliyot vaqtida dasturlar RAMga joylashtiriladi.
Bitta ko'rsatmani bajarish bir necha bosqichda (bosqichlarda) sodir bo'ladi. Prosessorning individual bosqichlari aylanish davri deb ataladi.
Prosessor tomonidan bir vaqtning birligiga taalluqli bo'lgan ko'rsatmalarning soat sikllilari megagers (MGts) bilan o'lchanadigan soat chastotasi deb ataladi. Prosessor soatining chastotasi qanchalik baland bo'lsa, u ish faoliyatini oshiradi.
Odatda CPU musbat raqamlar bilan ishlaydi. Raqamning belgisini hisobga olishni talab qiluvchi arifmetik operatsiyalar uchun qo'shimcha ikkilik arifmetikaning maxsus ko'rsatmalari qo'llaniladi. Kompyuterdagi haqiqiy raqamlar o'n bayt shaklda saqlanadi. Raqamli raqamlar bilan ishlash uchun matematik prosessor ishlatilgan.
Prosessorning kengligi va soat chastotasi uning ishlashiga bog'liq bo'lgan prosessorning asosiy xususiyatlari hisoblanadi.
Mikroprosessor, kompyuterning yuragi. Uning asosida mikroprosessor tizimlari qurilgan.
Mikroprosessor (MP) - bir yoki bir nechta katta integral mikrosxemalar (BIS) shaklida ishlab chiqilgan dasturiy ta'minot bilan boshqariladigan axborotni qayta ishlash qurilmasi.
MP axborot ma'lumotlari bo'yicha arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni bajaradi va hisoblash jarayonining dasturiy nazoratini amalga oshiradi. Ma'lumotni qayta ishlash jarayonida MP manzilli shinasi (SHA) yordamida xotiraga kiradi va ma'lumotlarni shinasi (SHD) orqali oladi.
MikroEHM (mikrokompyuter), bir yoki bir necha MP, tasodifiy erkin foydalanish xotirasi (RAM) uchun BIS, doimiy xotira qurilmasi (ROM) uchun BIS, uchun nazorati bo'lgan ma'lumotlarni qayta ishlash kiritish/chiqarish boshqarish qurilmasi.
MikroEHMning o'ziga xosligi shundaki, atrof-muhit qurilmalari mavjud emas (displey, bosib chiqarish qurilmalari, qattiq yoki yumshoq disklarda saqlash qurilmalari). Bunday mikrokompyuterlar turli xil mashinalarda, joylashtirilgan va texnologik jarayonlarda nazorat qilish qurilmalari sifatida ishlatiladi.
Mikrokompyuter kichik hisoblash resurslari va hisob-kitoblarni ishlab chiqarishga yo'naltirilmaydigan soddalashtirilgan tizim, lekin turli xil asbob-uskunalarning mantiqiy nazoratini amalga oshirish jarayoniga ega bo'lgan mikrokontroller bo'lib hisoblanadi.
Microcontroller va mikroprosessorni solishtiramiz.

Foydalanish joyi	Mikroprosessor	Microcontroller
	Kompyuter tizimlarida	O’rnatiladigan tizimlarda
Qurilmalar	CPU, umumiy ro'yxatga olish, registrlari, ko’rsatish steklari, dastur taymerlari, taymer va uzilishlar zanjirlarini o'z ichiga oladi	Mikroprosessor sxemasini va o'rnatilgan ROM, RAM, kirish / chiqish qurilmalari, taymerlar va hisoblagichlarni o'z ichiga oladi.
Ma'lumot xotirasi	Xotira va protsessor o'rtasida ma'lumotlarni uzatish uchun juda ko'p ko'rsatmalar mavjud.	Xotira bilan protsessor o'rtasida ma'lumotlarni uzatish uchun bir yoki ikki ko'rsatma mavjud.
Elektr zanjirlari	Yuqori murakkablik	Etarlicha oddiy
Narxlar	Butun tizimning narxi oshadi	Kam narxli tizim
Registrlar soni	Bunda kam sonli registrlar mavjud, operatsiyalar asosan xotirada amalga oshiriladi.	Ko'p sonli registrlar mavjud, shuning uchun dasturlarni yozish osonroq.
Saqlash qurilmasi	Von Neumann arxitekturasiga asoslangan. Dastur va ma'lumotlar bir xil xotira modulida saqlanadi.	Garvard arxitekturasiga asoslangan. Dasturlar va ma'lumotlar turli xotira modullarida saqlanadi.
Kirish vaqti	Xotira va kirish/chiqish qurilmalariga kirish vaqti ancha uzoqdir.	O’rnatiladigan xotirasi va kirish/chiqish qurilmalari uchun ancha qisqa kirish vaqti.
Temir	Qo'shimcha qurilmalarni talab qiladi.	Kamroq qo'shimcha qurilmalarni talab qiladi.

Nazorat savollari
1. Zamonaviy mikroprosessorlarning rivojlanish tarixi haqida umumiy tushunchlar.
2. Mikroprosessor va hisoblash mashinalari to’g’risida asosiy tushunchalar.
3. Mikrokontroller va mikroprosessorni bir-biridan farqi.