2-bob. Registrlar sxematexnikasini hisoblash jarayonlari

Ketma-ketli registr kirishdagi ma’lumotlarni ketma-ket tartibda yozish, saqlash va uzatish uchun mo‘ljallangan. Ma’lumot yozishdan avval registr dastlabki holatga (0) o‘rnatiladi.
JK-triggerlar asosidagi to‘rt razryadli ketma-ketli siljitish registri funktsional sxemasi 2.1.2-rasmda keltirilgan. Registr tarkibiga kiruvchi razryadli triggerlar o‘zaro ulanganligi sababli, bunday registr yuqorida aytib o‘tilgan mikroamallardan tashqari saqlanayotgan ma’lumotni o‘nga siljitish amalini ham bajaradi.

2.1.2-rasm. To‘rt razryadli ketma-ketli siljitish registri funktsional sxemasi
Siljituvchi registrlarda faqat ikki pog‘onali yoki dinamik boshqaruvli triggerlar qo‘llaniladi. Bu esa sinxrosingnal berilishi bilan ma’lumotni faqat bitta razryadga siljitishni kafolatlaydi. Ko‘p hollarda arifmetik qurilmalarni tuzishda ma’lumotni chapga surish talab etiladi. Ma’lumotlarni ikkala yo‘nalishda siljitish imkoniga ega bo‘lgan ketma-ketli registrlar reversiv registrlar deb ataladi.

Universal registr K555IR11 tsokolevkasi 2.1.3-rasmda keltirilgan.

2.1.3-rasm. IR11 registr tsokolevkasi.
VM markaziy protsessorining asosini arifmetik va mantiqiy ma'lumotlarni konversiya qilish, asosiy xotiraga va tashqi qurilmalarga kirishni tashkil qilish va hisoblash jarayonini boshqarish uchun xizmat qiladigan mikroprotsessorni qayta ishlash moslamasi tashkil etadi. Hozirgi vaqtda mikroprotsessorlarning maqsadi, funktsionalligi, tuzilishi, ishlashi jihatidan farq qiluvchi juda ko'p turlari mavjud.

2.2§. Registrlar sxematexnikasini hisoblash jarayonlari
Registerlar vazifasiga ko‘ra, axborotni qabul qiluvchi, saqlovchi, uzatuvchi, sonli kodlarni kuzatuvchi, mantiqiy amallarni bajaruvchi turlarga bo‘linadi. Kompyuterda qo‘llaniladigan registerlar statik va dinamik tartibda ishlaydi. Axborotni o‘zida saqlovchi registerlar esa dinamik tartibli bo‘ladi. Barcha registerlar ishlash taktiga ko‘ra bir va ko‘p taktli bo‘lishi mumkin, ular axborotni yozish usuliga ko‘ra parallel va ketma-ket ishlaydigan turlariga bo‘linadi. Registrlar jamlagich bilan ishlaganda protsessorda amallarni bevosita bajarishda qatnashib, qo‘shish, ko‘paytirish, bo‘lish, ayirish va boshqa amallarni bajarishi mumkin. Foydalanuvchi uchun 24 ta registr mavjud. Ular odatda juft bo‘lib ishlatilgani bilan, bir baytlidir. A
– registr akkumulyator deb ataladi. Mikroprotsessor ma‘lumotlar bilan ishlashda asosiy registr hisoblanadi. Arifmetik va mantiqiy amallarning ko‘pchiligi, arifmetik-mantiqiy qurilma va akkumulyatordan foydalanish orqali bajariladi. Ixtiyoriy ikki son ustidagi shunday amalni bajarish uchun, ulardan bittasini akkumulyatorda, boshqasini esa xotirada yoki registrda joylashtirish lozim bo‘ladi. Masalan, A va B deb shartli ravishda nomlanuvchi, va mos ravishda akkumulyatorda va xotirada joylashgan so‘zlarni qo‘shishda natijaviy yig‘indi, A ning o‘rniga akkumulyatorga yuklanadi.
F – registri – bu bayroqli registr. U ko‘pincha birlashgan 8 bayroqli bitlar ko‘rinishida qaraladi. 1 bayroqning o‘rnatilishi, ―сброс‖ (tushirish) 0 ga mos keladi. Dasturchi odatda 4 ta asosiy bayroqlar bilan ishlaydi. Bular nol bayrog‘i, belgi bayrog‘i, ko‘chirish bayrog‘i va juftlikni – to‘ldirish bayroqlaridir. Qo‘shimcha bayroqlar boshqarish qurilmasi tomonidan foydalaniladi va dasturchi tomonidan bevosita foydalanila olinmaydi.
Tezkor xotira qurilmasi registrlardan tashkil topgan. Registr – ma‘lumotlarni ikkilik shaklida vaqtinchalik saqlab turish uchun mo‘ljallangan qurilma. Har bir registr o‘z navbatida triggerlardan tashkil topadi. Trigger mitti elektron sxema bo‘lib, u elektr toki bilan zaryadlangan holda «1» ni, zaryadlanmagan holatda «0» ni ifodalaydi. Registrdagi triggerlarning miqdori kompyuterning necha razryadli ekanini belgilaydi. Registrlar uyacha (yacheyka) lar deb ham yuritiladi. Uyachalarning har bir razryadida bir bit axborot joylashadi (ya‘ni 0 yoki 1). 8 bit axborot birlashganda 1 bayt miqdordagi axborotni hosil qiladi. Har bir bayt o‘z tartib raqamiga, ya‘ni adresiga ega bo‘ladi. Uyachaning sig‘imi mashina so‘zi uzunligini belgilab beradi. Mashina so‘zining uzunligi baytlarda o‘lchanadi. Mashina so‘zining uzunligi 2, 4, 8 baytga teng bo‘lishi mumkin. Demak, ketma-ket joylashgan ikki, to‘rt yoki sakkiz bayt birlashib, bitta mashina so‘zini tashkil etishi mumkin ekan. Har bir xotira uyachasi ham o‘z adresiga ega, u esa shu uyachadagi boshlang‘ich bayt adresi bilan ifodalanadi. Tezkor xotira qurilmasining boshqacha nomi – RAM (Random Access Memory – tanlov bo‘yicha ixtiyoriy kirishli xotira), chunki undagi istalgan adresli uyachaga to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘tish imkoniyati mavjud.
Tovush, video va tarmoq platalari asosiy plataga joylashtirilgan yoki alohida bo‘lishi mumkin. Bu platalar protsessor ishini tezlashtirish hamda zaruriy sifat ko‘rsatkichiga erishish maqsadida ishlatiladi.

2.2.1-rasm. Operativ xotira qurilmasining Strukturaviy sxemasi

Magazin tipidagi xotira ketma-ket birlashtirilgan registrlardan tashkil topadi va uning bitta turida registrli strukturaga axborot yozish bir registr bilan, o‘qish boshqa registr bilan amalga oshiriladi (FIFO - first input, first output). Agar o‘qish va yozish bitta registr orqali amalga oshirilsa, bunday qurilma stekli xotira deb ataladi. (FILO - first input, last output). Stekli xotiraga son kiritilganda stek elementlari oxirgi K – registr tomonga suriladi. Bunda stek to‘da bo‘lsa, K – registrdagi son yo‘qotiladi, so‘ngra son stek boshi bo‘lgan 1 registrga kiritiladi. O‘qish jarayoni ham 1 registrdan boshlanib, stekdagi sonlar 1 registr tomon suriladi.

2.2.2-rasm. Magazin tipidagi registr strukturasi: a - FIFO; b - FILO.
Jamg’aruvchi registrlarda axborot uning hamma xonalariga bir vaqtda qabul qilinadi, yahni parallel xolda, siljituvchi registrlarda esa axborot ketma-ket katta xonadan yoki kichik xonadan qabul qilinadi. Siljituvchi registrlar bir tarafga siljituvchi (noreversiv) va ikki tarafga siljituvchi (reversiv) registlarga ajratiladi. Bahzan, murakkab registorlarda (parallel - ketma -ket) jamg’aruvchi va siljituvchi registrlarning vazifalari birlashtiriladi. Axborotni qabul qilish (kiritish) usuli bo’yicha registlar bir yoki ikki fazali registlarga bo’linadi. Bir fazali registlarda axborot xar bir xonada faqat bitta zanjir orqali qabul qilinadi (yoki ai, yoki ai) ikki fazali sxemalarda esa - ikki zanjir orqali bir vaqtda ham ai, ham ai. Taktlash usuli bo’yicha registlar bir taktli va ko’p taktlilarga ajratiladi.parallel (jamg’aruvchi) registlar o’zaro bog’lanmagan n sxemalardan iborat bo’lib, har bir sxemada albatta trigger xamda bir necha mantiqiy elementlar bo’lishi mumkin. Kirish yo’lli impulslarni sanashga mo’ljallangan EXM uzeli schetchik (sanagich) deb ataladi. Ularni sanoq sistemasi asosiga, qanday maqsadda ishlatilshiga, sanash amalini tashkil qilish usuliga, xonalar bog’lanishini ko’rish usuliga xamda ularni ko’rishda ishlatiladigan elementlar turiga qarab farqlash mumkin.Sanoq sistemasi asosi bo’yicha sanagichlar ikkilik sanoq sistemasida ishlovchi sanagichlarga (sanash moduli 2n ga teng, n - xonalar soni) va ixtiyoriy asosli (sanash moduli yoki sanash koeffitsienti Ksi q 2n ) sanagichlarga bo’linadi.