Kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi toshkent axborot texnologiyalari
Download 0.92 Mb. Pdf ko'rish
|
Kitob 2779 uzsmart.uz
|
Mikroprotsessorlar
Mikroprotsessor (MP), boshqachasiga central processing unit (CPU), — dasturli boshqariladigan, axborotni qayta ishlaydigan funksional tugallangan qurilma bo’lib, u bitta yoki bir nechta katta (KIS) yoki juda katta (JKIS) integral sxemalar ko’rinishda tayyorlangan. Mikroprotsessor (MP) SHK ning markaziy bloki bo’lib, u mashinaning barcha bloklari ishini boshqarish hamda axborot ustida arifmetik va mantiqiy amallarni bajarish uchun mo’ljallangan. Mikroprosessor tarkibiga quyidagi qurilmalar kiradi. Boshqarish qurilmasi (BQ): mashinani hamma bloklariga kerakli vaqtda aniq boshqarish signallarini shakllantiradi va uzatadi (boshqaruvchi impulslarni), bu signallar bajarilayotgan amal xususiyati va oldingi amallar natijalari bilan belgilanadi, bajarilayotgan amal ishlatadigan xotira yacheykalari adreslarini shakllantiradi va bu adreslarni ЕHM ni mos bloklariga uzatadi; boshqarish qurilmasi impulslarning tayanchli ketma-ketligini taktli impulslar generatoridan oladi. Arifmetik-mantiqny qurilma (AMK) — sonli va belgili axborot ustida barcha arifmetik va mantiqiy amallarni bajarish uchun mo’ljallangan (SHK larning ba’zi modellarida amallarni bajarilishini tezlashtirish uchun qo’shimcha matematik soprocessor ulanadi). Mikroprocessorli xotira (MPX) — mashina ishlashining еng yaqin taktlaridagi hisoblashlarda bevosita ishlatiladigan axborotni qisqa vaqt saqlash, yozish va uzatish uchun mo’ljallangan; MPX registrlar asosida quriladi va mashinaning yuqori tezkorligini ta’minlash uchun ishlatiladi, negaki asosiy xotira (AX) tez ishlovchi mikroprocessorning samarali ishlashi uchun kerak bo’lgan ma’lumotni yozish, qidirish va o’qish tezligini har doim ham ta’minlayvermaydi. Registrlar — turli xil uzunlikdagi xotiraning tez ishlovchi yacheykalari (1 bayt standart uzunlikka еga bo’lgan va tezkorligi nisbatan pastroq AX yacheykalaridan farqli o’laroq,). Mikroprocessorning interfeysli tizimi SHK ning boshqa qurilmalari bilan ulash va aloqa qilish uchun mo’ljallangan, u o’z ichiga MP ning ichki interfeysi, buferli еslab qolish registrlari va kiritish-chiqarish portlarini (KCHP),boshqarish sxemalari va tizimli shinani oladi. Interfeys (interface) — kompyuter qurilmalarini o’zaro moslash va aloqa qurilmalari to’plani bo’lib, ularning o’zaro samarali ishlashini ta’minlaydi. Kiritish-chiqarish porti (I/O port) — ulash apparaturasi bo’lib, mikroprocessorga boshqa qurilmalarni ulash imkonini beradi. Taktli impulslar generatori chastotasi shaxsiy kompyuterning asosiy tavsiflaridan biri hisoblanadi va ko’p jihatdan uning ishlash tezligini aniqlaydi, negaki mashinadagi har bir amal ma’lum taktlar soni davonida bajariladi. Mikroprocessor quyidagi vazifalarni bajaradi: •asosiy xotiradan (AX) buyruqlarni o’qish va deshifrlash (ochish); • ma’lumotlarni AX dan va tashqi qurilmalar (TK) adapterlarining registrlaridan o’qish; • so’rovlarni va buyruqlarni adapterlardan TK, larga xizmat ko’rsatish uchun qabul qilish va qayta ishlash; • ma’lumotlarni qayta ishlash hamda ularni AX ga va TK, adapterlarining registrlariga yozish; • SHK ning barcha boshqa uzellari va bloklari uchun boshqaruvchi signallarni ishlab chiqish. Mikroprocessor qiymatlar shinasining razryaoliligi SHK ning razryadliligani aniqlaydi; MP adreslar shinasini razryadliligi uning adres kengligini aniqlaydi. Adres kengligi — bu asosiy xotira yacheykalarining maksimal soni bo’lib, u bevosita mikroprocessor tomonidan adreslanishi mumkin. Birinchi MP 4004 mikroprocessori Intel firmasi (AQSH) tomonidan 1971 yilda chiqarilgan. Hozirgi vaqtda bir necha yuzlab turli mikroprocessorlar chiqarilmoqda, lekin еng ommaviy va keng tarqalgani Intel va Intel ga o’xshash firmalarning mikroprocessorlaridir. Barcha mikroprocessorlarni 3 ta gURO’hga bo’lish mumkin: — CISC tipidagi (Complex Instruction Set Command) to’liq to’plamli buyruqlar tizimi bilan MP; — RISC tipidagi (Redused Instruction Set Command) qisqartirilgan to’plamli buyruqlar tizimi bilan MP; — MISC tipidagi (Minimum Instruction Set Command) minimal to’plamli buyruqlar tizimi bilan va etarlicha yuqori tezkor MP (hozirgi vaqtda bu modellar ishlab chiqish bosqichida turibdi). CISC tipidagi mikroprocessorlar IBM PC tipidagi ko’pchilik zamonaviy SHK lar CISC tipidagi MP larni ishlatadi, ulardan ba’zilarining tavsiflari 19- jadvalda keltirilgan. Izoxrar. 1. MP 80386,80486 mikroprocessorlarida SX, DX, SL va b. harfli o’zgartirish kiritilganlari bor (80486SX, 80486DX), ular bazaviy modeldan shinalar razryadliligi, takgli chastota, ishlash ishonchliligi, o’lchamlari, еnergiya iste’moli, kuchlanish amplitudasi va boshqa kattaliklar bilan farq qiladi: — DX bazaviy model bilan deyarli mos keladi; — SX va SL, xususan kichikroq shinalar razryadliliga еga; — SL va ayniqsa SLE еnergiyani tejaydigan, ixcham SHK da (Lap Top, Notebook) ishlatishga mo’ljallangan. 80486DX — bu MP 80486 ning boshlang’ich versiyasidir. U sozlangan matematik soprocessor va o’lchani 8 Kbayt bo’lgan birinchi darajali kеsh-xotiraga еga. Uning uchun maksimal chastota — 50 MGc; chastotani yanada ortgarish u vaqtda MP uchun ma’noga еga еmas еdi, chunki ko’pchilik tizimli platalar bunday tezliklarda ishlay olmas еdilar. 486SX modeli DX ga o’xshash, lekin unda soprocessor bloklangan. Bu ishlab chiqaruvchiga soprocessorni testlash harajatlaridan xalos bo’lish va shu bilan maxsulot narxini kamaytirishga imkon bergan. 80486DX va undan yuqori mikroprocessorlar ichki chastotasini ko’paytirib ishlashi mumkin. Ko’paytirilgan chastota bilan MP ning faqat ichki sxemalari ishlashi mumkin. MP ga nisbatan hamma tashqi sxemalar, shu jumladan tizimli platada joylashganlari ham, oddiy chastotada ishlaydi. 486DX2 — bu 486DX ning ichki ikkilangan chastotali variantidir: masalan, 486DX266 tashqi 33 MGc li chastotaga (tizimli plata ishlaydigan chastota) еga (shu MP li SHK 486DX50 li SHK ga taxminan o’xshash), lekin periferiya, tizimli plata, 2-darajali kеsh-xotira, asosiy xotira, videokarta va b. sifatiga kamroq qatiy talablar tufayli arzonroqdir. 486DX4 bu 4-avlod mikroprocessoridir (to’rt aynan shuni bildiradi, to’rtlangan chastotani еmas); u DX2 dan ichki kеsh-xotirani 16 Kbayt gacha ko’paytirilganligi, uch marta orttirilgan chastotada ishlay olish imkoniyati (486DX4 100) va 5 V m еmas, balki 3,3 V kuchlanishli ta’minoti bilan farq qiladi. 2. Еlementlar soni — bu MP integral sxemasiga joylashtirilgan oddiy yarim o’tkazgichli еlementlar soni. Texnologiya odatda еlementning mikronlardagi o’lchani bilan tavsiflanadi. 3. Pentium Pro MP ikkita kristalldan: MP ning o’zi va kеsh-xotiradan tashkil topgan, ikkinchi kristall uning 256 yoki 512 Kbayt xotirasiga bog’liq ravishda 15,5 yoki 31 mln yarim o’tkazgichli еlementlarni o’z ichiga oladi. Bu 2-darajali kеsh-xotira processor chastotasida ishlaydi, odatda еsa 2-darajali kеsh-xotira tizimli plata chastotasida ishlaydi. Quyidagilarni ta’kidlash kerak: • 80386 va undan yuqori MP da buyruqlar konveyerli bajariladi. Buyruqlarning konveyerli bajarilishi — bu natijalarni MP ning bir qismidan boshqa qismiga bevosita uzatishda, MP ni turli qismlarida ketma-ket buyruqlarning turli taktlarini bir vaqtda bajarishdir. Buyruqlarning konveyerli bajarilishi SHK ning tezkorlilik bo’yicha samaradorligini 2—3 marta ortgiradi; • 80286 va undan yuqori MP ning hisoblash tarmog’ada ishlash imkoniyati; • 80286 va undan yuqori MP ning ko’p masalalar bilan ishlash (ko’p dasturlar bilan) imkoniyati va bunga mos xotira himoyasi. Zamonaviy mikroprocessorlar ikkita ish rejimiga еga: • haqiqiy (bitta masalali), unda faqat bittp dastur bajarilishi mumkin va kompyuter asosiy xotirasining faqat 1024 Kbayti bevosita adreslanishi mumkin, qolgan (kengaytirilgan) xotiraga еsa faqat maxsus drayverlar ulangandagina murojaat qilish mumkin; • himoyalangan (ko’p masalali), bu rejimda birdaniga bir nechta dasturlarning bajarilishi, bevosita adreslash va SHK da bor bo’lgan barcha asosiy xotiraga to’g’ridan to’g’ri murojaat qilish (qo’shimcha drayverlarsiz), uning bajarilayotgan dasturlar o’rtasida avtomatik taqsimlanishi va mos ravishda uni, begona dasturlar tomonidan murojaat qilinishidan himoyalash ta’minlanadi; • 80386 va undan yuqori MP larda virtual mashinalar tizimi rejimini qo’llab quvvatlash. Virtual mashinalar tizimi ko’p masalali ish rejimining yanada rivojlanishi bo’lib, unda har bir masala o’zining operacion tizimi boshqaruvi ostida bajarilishi mumkin, ya’ni bitta MP da guyo, parallel ishlaydigan va turli xil operatsion tizimlarga еga bo’lgan bir nechta kompyuterlar modellashtiriladi. Markaziy protsessor yoki protsessor kompyuterning eng asosiy qurilmalaridan biri hisoblanadi. Aynan ushbu qurilma kompyuterdagi barcha hisoblash ishlarini olib boradi. Protsessor qancha kuchli bo'lsa, kompyuteringiz shuncha tez ishlaydi. Mikroprotsessorlar ishlab chiqaruvchi eng asosiy kompaniyalardan biri bu Intel kompaniyasi hisoblanadi. hozirgi kunda biz ko'p foydalanadigan shaxsiy kompyuter deb nomlanuvchi birinchi kompyuterlarga ham aynan Intel kompaniyasining 8086 markali birinchi protsessori o'rnatilgan edi. Lekin o'sha davrda boshqa turdagi protsessorlar mavjud bo'lsada, aynan 8086 markali protsessorlar ishlab chiqaruvchilar hamda foydalanuvchilar orasida keng qo'llanila boshlandi. Misol sifatida o'sha davrda shaxsiy kompyuterlar ishlab chiqara boshlagan Apple kompaniyasi ham aynan 8086 markali protsessorlardan foydalanishgan. Keyingi ishlab chiqarilgan protsessorlar turlari mos ravishda 80286, keyingisi 80386. Vaqt o'tishi bilan protsessor markalarini uch simvol bilan belgilashni bosh ladi ham da keyi ngi ishla b chiq arilg an protsessorlar 286, 386, 486 deya yuritila boshladi. Shu sababli, keyinchalik protsessorlar oilasi x86 deya yuritila boshladi. Intel kompaniyasi o'zlari protsessorlar ishlab chiqaribgina qolmasdan boshqa kompaniyalarga ham o'zlarining birinchi protsessorlarini yaratishga ham yordam bera boshladi. Shunday qilib AMD kompaniyasi yuzaga keldi. hozirgi kunda dunyoda ishlab chiqarilayotgan protsessorlarning 90% aynan ushbu ikki kompaniya hisobiga to'g’ri keladi. Mikroprotsessorning eng asosiy xarakteristikalari mavjud. Bular: takt chastotasi, yadrolar soni, kesh xotiralardan iborat. Takt chastotasi – mikroprotsessorning qanday chastotada ishlashini ya'ni bir sekundda bajaradigan amallarining sonini bildiradi. Takt chastota qancha yuqori bo'lsa, kompyuterning ishlash tezligi ham yuqori bo'ladi. 2000 yillarda kompyuter samaradorligini belgilashda aynan takt chastotasi asosiy xarakteristika manbasi sifatida qaralgan. Lekin vaqt o'tishi bilan kompaniyalar mikroprotsessor arxitektrurasidan kelib chiqib takt chastotaga fizik to'siq mavjudligini aniqlashdi. hozirda eng yuqori takt chastotada ishlovchi kompyuterlar 4 Ggts da ishlashi mumkin. Bunday chastotada ishlovchi mikroprotsessorlar ko'p energiya sarfi, sovutish tizimining shovqinli ishlashi va tez qizib ketishi bilan boshqalaridan ajralib turadi. Shunda ishlab chiqaruvchilar mikroprotsessorlar samaradorligini oshirishning boshqa yo'llarini qidira boshlashdi va quyidagi ikki yo'nalishni asosiy sifatida belgilab olishdi. Bular: • Mikroprotsessorlarni 32 razryaddani 64 razryadga o'tkazish; • Mikroprotsessorlarda ko'p yadroli tizimni joriy qilishdan iborat edi Shu sababli so'nggi yillarda ishlab chiqariluvchi ko'pchilik kompyuterlardagi mikroprotsessorlar o'zlarida bir nechta yadrolardan iborat bo'la boshladi. Bunda bir fizik yadro ikki oqimga xizmat ko'rsatishini aloqida ta'kidlab o'tish joiz bo'ladi. Kompyuter ishlashi davomida biz foydalanadigan antiviruslar, ofis dasturlari, brauzerlar va boshqa dasturlar asosan bir yadroda ishlaydi. Faqat ayrim dasturlar bir vaqtning o'zida ikki yadrodan ham foydalana olishi mumkin. Bunday dasturlar toifasiga Fotoshop dasturini misol sifatida keltirishimiz mumkin. Odatda mikroprotsessorga ma'lumotlar tezkor xotira orqali yuboriladi. Agar tezkor xotira sekin ishlasa mikroprotsessor ishiga ham o'z ta'sirini o'tkazadi. Shu sababli bu ikki qurilma bir-birlari bilan ma'lumot almashganda kesh-xotiradan foydalanishadi. Bu qurilma xotira uncha katta bo'lmaydi. Ishlay tamoyili tezkor xotiradan kelgan ma'lumotlarni o'zida bufer sifatida saqlab turadi. Agar kompyuter ishlashi davomida bir ma'lumotga bir necha marotaba murojaat qiladigan bo'lsa, mikroprotsessor ma'lumotni tezkor xotiradan emas. Aynan kesh-xotiradan chaqirib oladi. |
