7-Ma’ruza: Mikroprotsessorning tuzilishi. Reja: Mikrodasturlarni doimiy saqlash qurilmasi. Berilganlar adreslar, instruksiyalar kodli shinalar. Operatsiya kodi tanlangan buyruqni qayta shifrlash. Mikroprotsessorli xotira

7-Ma’ruza: Mikroprotsessorning tuzilishi.
Reja:
Mikrodasturlarni doimiy saqlash qurilmasi.
Berilganlar adreslar, instruksiyalar kodli shinalar.
Operatsiya kodi tanlangan buyruqni qayta shifrlash.
Mikroprotsessorli xotira.
Protsessor - mantiqiy va arifmetik amallarni bajaradigan, kompyuterning barcha komponentlarini boshqaradigan asosiy kompyuter qurilmasi. Protsessor miniatyura to'rtburchaklar yupqa kremniy gofret bo'lib, unda protsessor tomonidan bajariladigan barcha funktsiyalarni bajaradigan juda ko'p tranzistorlar mavjud. Silikon plastinka juda mo'rt bo'lib, uning har qanday shikastlanishi protsessorning ishdan chiqishiga olib kelishi sababli, u plastik yoki keramika qutisiga joylashtiriladi.
Protsessorning yadrosi.
Protsessor yadrosi uning asosiy qismi bo'lib, u barcha funktsional bloklarni o'z ichiga oladi va barcha mantiqiy va arifmetik amallarni bajaradi.
Har bir protsessor yadrosi bir nechta funktsional bloklardan iborat:

• ko'rsatmalar blokini olish;
• ko'rsatmalarni dekodlash uchun bloklar;
• ma'lumotlardan namuna olish bloklari;
• boshqaruv bloki;
• ko'rsatmalarni bajarish uchun bloklar;
• natijalarni saqlash uchun bloklar;
• uzilishlar bilan ishlash bloki;
• registrlar to'plami;
• buyruq hisoblagichi.

Ko'rsatmalarni olish bloki buyruq hisoblagichida ko'rsatilgan manzil bo'yicha ko'rsatmalarni o'qiydi. Odatda har bir soat siklida bir nechta ko'rsatmalarni o'qiydi. O'qilishi mumkin bo'lgan ko'rsatmalar soni dekodlash bloklari soni bilan belgilanadi, chunki har bir ish tsiklida dekodlash bloklarini iloji boricha yuklash kerak. Qabul qilish blokining optimal ishlashi uchun protsessor yadrosida filialni bashorat qiluvchi mavjud.
O'tishni bashorat qiluvchi o'tishdan keyin qaysi buyruqlar ketma-ketligi bajarilishini aniqlashga harakat qiladi. Bu shartli sakrashdan keyin protsessor yadro quvurini maksimal darajada yuklash uchun kerak.
Bloklarni dekodlash, nomidan ko'rinib turibdiki, bu ko'rsatmalarni dekodlaydigan bloklar, ya'ni. protsessor nima qilishi kerakligini va buyruqni bajarish uchun qanday qo'shimcha ma'lumotlar kerakligini aniqlang. CISC kontseptsiyasiga asoslangan zamonaviy tijorat protsessorlarining aksariyati uchun bu vazifa juda qiyin. Gap shundaki, ko'rsatmalarning uzunligi va operandlar soni aniqlanmagan va bu protsessor ishlab chiquvchilarning hayotini sezilarli darajada murakkablashtiradi va dekodlash jarayonini ahamiyatsiz vazifaga aylantiradi.
Ma'lumot olish bloklari joriy ko'rsatmalarni bajarish uchun zarur bo'lgan kesh yoki RAMdan ma'lumotlarni olish. Odatda, har bir protsessor yadrosi bir nechta ma'lumotlarni olish bloklarini o'z ichiga oladi. Misol uchun, Intel Core protsessorlari har bir yadro uchun ikkita olish blokidan foydalanadi.
Boshqaruv bloki dekodlangan ko'rsatmalar asosida ko'rsatmalarni bajarish uchun bloklarning ishlashini nazorat qiladi, ular o'rtasida yukni taqsimlaydi va ko'rsatmalarning o'z vaqtida va to'g'ri bajarilishini ta'minlaydi. Bu protsessor yadrosining eng muhim bloklaridan biridir.
Natijalarni saqlash birligi qayta ishlangan yo'riqnomada ko'rsatilgan manzil bo'yicha operativ xotirada buyruqni bajarish natijasini qayd etishni ta'minlaydi.
To'xtatish bloki. Uzilishlar bilan ishlash protsessorning eng muhim vazifalaridan biri bo‘lib, unga hodisalarga o‘z vaqtida munosabat bildirish, dastur ishini to‘xtatish va undan talab qilinadigan amallarni bajarish imkonini beradi. Uzilishlar mavjudligi tufayli protsessor psevdo-parallel ishlashga qodir, ya'ni. multitasking deb ataladigan narsaga.
Registrlar- buyruqlar bajarilishining oraliq natijalarini vaqtincha saqlash uchun protsessor tarkibiga kiruvchi kichik o'lchamdagi (bir necha yuz bayt) o'ta tezkor tasodifiy kirish xotirasi (registrlarga kirish kesh xotirasiga kirishdan bir necha barobar tezroq). Protsessor registrlari ikki turga bo'linadi: umumiy maqsadli registrlar va maxsus registrlar.
Buyruq hisoblagichi- protsessor keyingi takt siklida bajarishni boshlaydigan buyruq manzilini o'z ichiga olgan registr.
Mikrosxemada mavjud bo'lgan boshqaruv komponentlari ham dekodlangan ko'rsatmalarga asoslanadi. Ular ko'rsatmalarning bajarilishi uchun mas'ul bo'lgan bo'linmalar ishini nazorat qilish, shuningdek, ular o'rtasida vazifalarni taqsimlash, ularning o'z vaqtida bajarilishini nazorat qilish uchun chaqiriladi. Boshqarish komponentlari mikroprotsessorlar tuzilishidagi eng muhimlar toifasiga kiradi.
Shunday qilib, agar siz uni qismlarga ajratsangiz, mikroprotsessor ichida nima bo'ladi:
1 raqami issiqlikni tarqatish va himoya qilish uchun xizmat qiluvchi mikroprotsessorning metall yuzasini (qopqog'ini) bildiradi. mexanik shikastlanish bu qopqoqning orqasida nima bor (ya'ni protsessorning o'zi ichida).
2-raqam kristalning o'zi bo'lib, u aslida ishlab chiqarish uchun mikroprotsessorning eng muhim va qimmat qismidir. Aynan shu kristal tufayli barcha hisob-kitoblar amalga oshiriladi (va bu protsessorning eng muhim funktsiyasi) va u qanchalik murakkab bo'lsa, u qanchalik mukammal bo'lsa, protsessor shunchalik kuchliroq bo'ladi va mos ravishda qimmatroq bo'ladi. Kristal kremniydan qilingan. Aslida, ishlab chiqarish jarayoni juda murakkab va o'nlab bosqichlarni o'z ichiga oladi, ushbu videoda batafsilroq ma'lumot: