Guruh talabasi Raximboyev Matchonboyning O’rnatilgan tizimlar fanidan mustaqil ishi

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI URGANCH FILIALI


TELEKOMMUNIKATSIYA TEXNOLOGIYALARI FAKULTETI
971-19 guruh talabasi Raximboyev Matchonboyning
O’rnatilgan tizimlar fanidan mustaqil ishi

Topshirdi Raximboyev Matchonboy
Qabul qildi ______________________


2022 y


Reduced instruction set computer (RISC).
Reja :
1. RISC arxitekturasini yaralishi
2. RISC arxitekturasining asosiy xususiyatlari
3. RISC protsessori
4. RISC muhimligi
5.Xulosa
6. Foydalanilgan adabiyotlar

RISC arxitekturasini yaralishi
RISC (ingliz tilidan. Reduced instruction set computer-Qisqartirilgan ko’rsatmalar kompyuter to’plami degan ma’noni anglatadi.) 1980-yillarda chiqarilgan barcha x86 protsessorlar, Motorola yechimlari va kristallarning aksariyati CISC (Complex Instruction Set Computing) arxitekturasiga ega edi. Barcha xususiyatlarning kombinatsiyasi chiplar ishlab chiqarish uchun nafaqat murakkab va qimmatli bo'lishiga, balki ularning ishlash darajasiga ham tushishiga olib keldi. Biroq, tranzistorlar sonini ko'paytirish uchun zarur bo'lgan tezlikni yanada oshirish uchun, texnologik me'yorlar o'zlashtirilib, yanada murakkab echimlar yaratishga imkon bermaydi. Intel bu i486 oilasining chiqarilishi bilan duch keldi. Ishlashni yaxshilash uchun ular protsessor arxitekturasiga o'zgarishlar kiritib, kesh xotirasi, ko'paytirgichlar va quvurlarni qo'shishdi. Muxtasar qilib aytganda, 486-chi "toshlar" RISC arxitekturasining ba'zi "chiplari" ni oldi. Shunga qaramay, amerika kompaniyasining RISC platformasini yaratish bilan hech qanday aloqasi yo'q. Arxitektura yaratilishiga 1980 yildan 1984 yilgacha Berkeley RISC loyihasini boshqargan amerikalik muhandis Devid Pattersonga qarzdor.

Devid Patterson - RISCning otasi
Keyinchalik bunday keng ko'lamli Berkeley RISC loyihasida boshlangan dastlabki g'oya Motorola 68000 ning ishini o'rganish edi. Kuzatishlar davomida dasturlarda oddiygina protsessorga o'rnatilgan yo'riqnomalarning aksariyat qismi foydalanilmay qoldi. Misol uchun, Unix tizimi kompilyatsiya qilingan buyruqlar faqat 30% ni ishlatgan. Shuning uchun, Berkeley RISC loyihasi doirasida, faqat eng kerakli ko'rsatmalarni o'z ichiga oladigan bunday protsessorni yaratish rejalashtirildi.
Bir necha yillar mobaynida tadqiqotlar va ishlanmalardan so'ng bir nechta protsessor chiqdi, uning nomi butun arxitektura nomini berdi. RISC qisqartmasi cheklangan (qisqartirilgan) ko'rsatmalar to'plamidir. Bu kompyuteri «kamroq komandalar bilan kompyuter» deb tarjima qilinadi. «Yo'naltirilgan buyruqlar to'plami» ko'rsatmalar soni CCCC-kristallarining buyruqlar sonidan kamligini anglatmaydi. Farqi shundaki, RISC platformasining har qanday ko'rsatmalari sodda va bir soat tsiklida bajariladi (hech bo'lmasa bajarilishi kerak), biroq RISC buyrug'ini bajarish uchun bir necha o'nlab davriy davrlardan foydalanish mumkin. Buyruq uzunligi aniqlanadi. Misol uchun, 32 bit. RISCda ham umumiy registrlar mavjud. Bundan tashqari, ushbu arxitektura quvvati bilan tavsiflanadi. Uning ishlatilishi (soddalashtirilgan buyruqlar bilan) RISC protsessorlarining soat tezligini samarali oshirish imkonini beradi.
Berkeley RISC loyiha jamoasi
Debyut echimlari RISC I va RISC II bo'lib, Patterson va Berkeley RISC loyihalari. Birinchisida 44 mingdan ortiq tranzistorlar mavjud va ular 4 MGts da ishlaydi. Bunday protsessor kichik dasturlarni ishlab chiqishda o'rtacha ikki barobar tez VAX 11/780 va "tosh" Zilog Z8000 dan to'rt barobar ko'proq samarali bo'ldi. RISC II o'zidan avvalgidan farq qilardi: 39 va 32 orasida. Bu tezroq bo'ldi. VAX protsessorining ustunligi 200% ga, Motorola 68000 esa ba'zi dasturlarda qariyb to'rt baravar tezroq bo'ldi.
Shuni ta'kidlash kerakki, Berkli RISC VLSI deb nomlangan yirik loyihaning bir qismi bo'lgan. Bu 1981 yilda boshlangan Stenford Universiteti MIPS loyihasini o'z ichiga oldi.

RISC arxitekturasidagi asosiy harakatlar eng samarali komanda quvurini qurishga qaratilgan. Bu masal bosqichi uchun nisbatan oson. Faqatgina barcha jamoalar kerak standart uzunligi protsessor va xotirani ulovchi ma'lumotlarni uzatish trubasining kengligiga teng. Har xil buyruqlar uchun ijro vaqtini birlashtirish juda qiyin vazifadir, chunki ro'yxatga oluvchilar bilan birga, xotiradan foydalanish huquqi ham mavjud.
Bir xil uzunlikdagi buyruqlar bilan bir qatorda, nisbatan ham muhim ahamiyatga ega oddiy kodlash altsistemi va boshqarish: Murakkab nazorat qilish qurilmasi (CU) nazorat qilish signallarining shakllanishida qo'shimcha kechikishlarni keltirib chiqaradi. KUni sezilarli darajada soddalashtirishning eng aniq usuli bajariladigan dasturlarning sonini kamaytirishdir. jamoalari, buyruqlar va ma'lumotlar formatlari, va yana manzil turlari.
Bir buyruqlar siklining barcha bosqichlarini bir soatlik davrga qisqartirishning oldini olishning asosiy sababi masalli operandlar va / yoki ro'yxatga olish natijalari uchun xotiradan foydalanishning mumkin ahamiyati. Xotiraga ega bo'lgan jamoalar sonini kamaytirish kerak. Shu sababli, faqat "Read" va "Write" buyruqlar bilan xotira foydalanishni amalga oshirish va shu turdagi "O'qish" va "Yozish" tashqari barcha amallarni bajarish tavsiya etiladi - "Ro'yxatga olish-Ro'yhatdan o'tish".
Ko'p buyruqlar bajarilishini soddalashtirish va ularni "ro'yxatga olish-registratsiya" turiga kiritish uchun CPU-ni umumiy ro'yxatga olish registrlari ko'pligi bilan ta'minlash kerak. CPU ro'yxatga olish faylida juda ko'p registrlar keyingi operatsiyalarda operand sifatida ishlatiladigan oraliq natijalarni vaqtinchalik saqlashga imkon beradi va operatsiyalar bajarilishini tezlashtiradigan xotira ruxsatini sonini kamaytiradi.
RISC protsessorlari ildizida uchta tamoyil:
1) taktika muddatini minimallashtirish;
2) har bir chora-tadbirlarda buyruqlar bajarilganligi;
3) Samarali kompilyatsiya hisobiga buyruqlar sonini kamaytirish.
RISC protsessorining xususiyatlari:

1. 
   Buyruqlar tizimi sodda operatsiyalarning nisbatan kam sonini (128dan ko'p bo'lmagan) o'z ichiga oladi.
   
2. 
   2. Ko'p buyruqlar bitta siklda bajariladi (buyruqlar kamida 75%);
   
3. 
   3. Barcha buyruqlar standart bir so'z uzunligi va sobit formatga ega (buyruq formatlarining soni 4dan oshmaydi). Bu sizga bitta qo'ng'iroqda xotiradan buyruqlar olish imkonini beradi va operatsiya kodini bir soat tsikli ichida parolini shifrlaydi.
   

4. Uskuna orqali amalga oshiriladigan buyruqlar paroli.
5. Aniqlash usullarining cheklangan miqdori qo'llaniladi (4 dan ortiq bo'lmagan).
6. Buyruqlar tizimi xotira, nusxa olish va qayta ishlash buyruqlar beradi.
7. Ishlov berish buyruqlar xotiradan foydalanish buyruqlaridan ajratiladi. Operatsion buyruqlar bajarilayotganda argumentlarni ro'yxatga olish xotirasida joylashtirish kerak va natija ham ro'yxatga olish xotirasida joylashtirilishi kerak (register-register buyruqlar (R-buyruqlar)).
8. Xotiraga faqat "Read" va "Write" buyruqlari orqali kirish;
9. "Okuma" va "Yozuvlar" bundan mustasno, barcha buyruqlar interprocessor registratsiya o'tkazmalaridan foydalanadi;
10. Nisbatan katta umumiy maqsadli protsessorli fayl.
11. qattiq mantiq bilan boshqariladigan asbob;
Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, RISC protsessorlarining buyruq tizimi an'anaviy arxitekturaga ega bo'lgan kompyuter komandalaridan sezilarli darajada kichikroq.
Hammasi operatsion guruhlar (RISC I uchun) 3-manzil R-tipi bo'lib, ular amalga oshirilganda, ma'lum bir qiymat shart kodining maxsus reestriga o'rnatiladi. Ushbu buyruqlar shakl 1da ko'rsatilgan formatga ega. 4.1, a.
Buyruqning uzunligi 32 ta raqamga bo'linib, keyin:
KOP - opcode - 7 bit;
S 1 manba yozuvi - 5 bit;
S 2 manba registri - 13 bit;
Rd - ro'yxatga oluvchi - 5 bit;
F 1 va F 2 - belgilar bayroqlari - har birining bittasi.
Agar F 1 = 0 bo'lsa, natijalar belgilanmaydi. Agar F 2 = 0 bo'lsa, S 2 ning tarkibi darhol operand sifatida talqin etiladi.
Formatlash xotira buyruqlarini o'qish / yozish rasmda ko'rsatilgan. 4.2, b. Xotiraga kirganda, indekslash bilan faqat bir manzil rejimi ishlatiladi.
Subroutines bilan ishlashning muayyan mexanizmlari amalga oshiriladi. Agar subroutinaga murojaat qiladigan bo'lsak, registrlar tarkibini xotirada yoki kichik xotirada yodlash o'rniga, yangi registrlar to'plami (taxminan 140 ta registr) ajratiladi.
- RISC-protsessorlarini tashkil qilishning me'moriy tamoyillari
da ta'kidlanganidek, zamonaviy mikroprosessor buyruqlar ro'yxati juda ko'p sonli buyruqlarni o'z ichiga olishi mumkin. Biroq ularning barchasi ham bir xil tarzda va muntazam ravishda foydalanilmaydi. Buyruqlar to'plamining bu xususiyati RISC arxitekturasi bilan protsessorlarni ishlab chiqish uchun zaruriy shart bo'ldi.
Qisqartirilgan ko'rsatmalar to'plami kompyuter mikroprotsessor arxitekturasining bir turi bo'lib, u odatda boshqa arxitekturalarda mavjud bo'lgan yuqori ixtisoslashtirilgan ko'rsatmalar to'plamidan ko'ra kichik va yuqori darajada optimallashtirilgan ko'rsatmalar to'plamidan foydalanadi. RISC Complex Instruction Set Computing (CISC) arxitekturasiga muqobildir va ko'pincha bugungi kunda mavjud bo'lgan eng samarali CPU arxitektura texnologiyasi hisoblanadi.