1-ma’ruza: mikroprosessorlar va ularning turlari, mikroprosessorning tuzilishi

3. 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.
Mikroprotsessorning xotira qurilmasi
Mikroprotsessor xotirasi (MPX) – kichik hajmga ega xotira bo’lsa ham-ki, u haddan tashqari tez ishlaydi (bunda, MPXga murojaat qilish vaqti, ya’ni ushbu xotiradan axborotni qidirib topish, yozish yoki solishtirib chiqarish uchun sarflanadigan vaqt nanosoniyalarda o’lchanadi).
Mazkur xotira qurilmasi axborotni qisqa muddat davomida saqlash, yozib olish va mashinaning hisoblarda ishtirok etayotgan taktlariga bevosita uzatish uchun mo’ljallangan. MPX mashinaning yuqori tezlikda ishlashini ta’minlash uchun qo’llaniladi, negaki asosiy xotira qurilmasi tez ishlaydigan mikroprotsessorning unumli ishlashi uchun zarur bo’ladigan axborot yozish, qidirib topish va solishtirib
chiqarish tezligini doim ham ta’minlay olmaydi.
Mikroprotsessor xotirasi razryadlik darajasi bitta mashina so’zidan kam bo’lmagan tez ishlovchi registrlardan tashkil topgan. Registrlarning soni va razryadlik darajasi turli mikroprotsessorlarda har-xil bo’ladi. Mikroprotsessor registrlari umummaqsadli registrlar va maxsus registrlarga farq qiladi.
Maxsus registrlar turli manzillarni (misol uchun, komandalar manzillarini), bajarilgan
operatsiyalarning alomatlarini, ShKning ish rejimlarini (misol uchun, bayroqchalar registrlarini) va shu kabilarni saqlash uchun qo’llaniladi.
Umummaqsadli registrlar universal registrlar bo’lib, har qanday axborotni saqlash uchun qo’llanilishi mumkin. Biroq, ularning ayrimlari bir qator amallar ijrosiga majburiy ravishda jalb etilgan bo’lishi shart.
Mikroprotsessorning interfeys qismi MPning interfeys qismi MPni ShKning tizim shinasi vositasida bog’lash va muvofiqlashtirish, shuningdek, amalga oshayotgan dastur komandalarini qabul qilib, dastlabki tahlildan o’tkazish hamda operandlar va komandalarning to’liq manzillarini shakllantirish uchun mo’ljallangan.
Interfeys qism o’z tarkibiga MPXning manzilli registrlarini, manzil shakllantiruvchi uzelni, MPdagi komandalarning buferi sanaladigan komandalar registrlarining blokini, MPning ichki interfeys shinasini hamda kiritish-chiqarish portlari va tizim shinasini boshqarish sxemasini mujassam etadi.
Kiritish-chiqarish portlari – ShKning tizim interfeysiga qarashli punktlar bo’lib, MP ayni shu punktlar orqali boshqa qurilmalar bilan axborot almashinadi. MPda hammasi bo’lib 65536 ta portlar bo’lishi mumkin. Har bir port, xotira uyasining manziliga mos keluvchi manzilga, ya’ni port raqamiga ega. Ushbu manzil (port raqami) asosiy kompyuter xotirasining bir bo’lagi emas, balki kiritish-chiqarish qurilmasining ushbu portdan foydalanuvchi qismi sanaladi.
Qurilma porti o’z ichiga ma’lumotlar almashinuvi va boshqaruvchi axborot bilan almashinish uchun mo’ljallangan ulash apparatlari va ikkita xotira registrini mujassam etadi. Ayrim tashqi qurilmalar almashinishi darkor bo’lgan axborotning katta hajmini saqlash uchun asosiy xotiradan ham foydalanadi.
Aksariyat standart qurilmalar (klavishlar majmui, printer, soprotsessor va shu kabi qurilmalar) o’ziga muntazam biriktirilgan kiritish-chiqarish portlariga ega.
Kiritish-chiqarish portlari va tizim shinasini boshqarish sxemasi quyidagi vazifalarni bajaradi:
port manzilini va ushbu manzil uchun boshqaruvchi (portni qabul yoki uzatish rejimiga ulash va shu kabi) axborotni shakllantirish;
portdan boshqaruvchi axborotni, portning ishga shayligi va holati to’g’risidagi axborotni qabul qilish;
kiritish-chiqarish qurulmasining porti bilan MP o’rtasidagi ma’lumotlar uchun tizim interfeysining boshidan oxirigacha ketgan kanalni tashkillashtirish.
Kiritish-chiqarish portlari va tizim shinasini boshqarish sxemasi portlar bilan aloqa bog’lash uchun yo’riqlarning kodli shinasi (YKSh), manzillar va tizim shinasidagi ma’lumotlardan foydalanadi, ya’ni:
MP portiga kirish mobaynida YKSh orqali signal uzatadi.
Ushbu signal barcha kiritish-chiqarish qurilmalariga manzillarning kodli shinasidagi (MnzlKSh) manzil port manzili ekanligi haqida xabar beradi, so’ngra xususan port manzilini uzatadi. Bunday signalni qabul qilib, port manzili mos tushgan qurilma ishga shay ekanligi haqida javob qaytaradi va shundan so’nggina MKSh orqali ma’lumotlar almashinuvi ro’y beradi.
Nazorat savollari:
1. Markaziy protsessor nima vazifa bajaradi?
2. Markaziy protsessor qanday tuzilgan?
3. Arifmetik – mantiqiy qurilmaning vazifasi nima?
4. Mikroprotsessorning interfeys qismini ayting?
5. Mikroprotsessorning xotira qurilmasi nima?