"Kompyuter injiniring" fakulteti "Kompyuter tizimlari" kafedrasi Kompyuter arxitekturasi fanidan mustaqil ish bajardi

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
Samarqand filiali
"Kompyuter injiniring" fakulteti
"Kompyuter tizimlari" kafedrasi

Kompyuter arxitekturasi fanidan


MUSTAQIL ISH

Bajardi: Xudoyqulov B
Tekshirdi:

Samarqand 2023
MAVZU: CISC, RISC va VLIW arxitekturalari
REJA:
1. CISC arxitekturasi
2. RISC arxitekturasi
3. VLIW arxitekturasi.
Tayanch iboralar: Kalit so'zlar. Protsessor, xotira, buyruq, RISC, ma’lumot, VLSI (Very-largescale integration), operatsion tizim, CISC, razryad, protsessor bloki, shinalar (bus), chipset, boshqarish qurilmasi (control device), xotira modullari, ajratilgan xotira, kuller, multikompyuter, taqsimlgan xotira, shinalar, massiv parallel, kesh, video controller, ovoz kontrolleri, tarmoq interfeysi, sovutish tizimi, registr xotira, utilitalar, flesh-xotira, buyruqlar hisoblagichi, texnologiya.
CISC
CISC arxitekturasining asosiy g'oyasi uning nomi - "buyruqlarning to'liq to'plami" da aks etadi. Ushbu arxitektura har bir mumkin bo'lgan (odatiy) ma'lumotlarni qayta ishlash harakati uchun alohida mashina ko'rsatmasiga ega bo'lishga intiladi.
Tarixiy jihatdan CISC me'morchiligi birinchilardan biri bo'lgan. Protsessorlarning takomillashtirilishi imkon qadar ko'proq turli xil ko'rsatmalarni bajarishga qodir VMlarni yaratish yo'lidan bordi. Bu assambleya tilida dasturlar yozgan dasturchilarning ishini soddalashtirdi (ya'ni deyarli mashina ko'rsatmalari darajasida). Murakkab buyruqlardan foydalanish dastur hajmini va ishlab chiqish vaqtini qisqartirishga imkon berdi. Natijada, CISC protsessorlarini tashkil etishning quyidagi xususiyatlari rivojlandi: har biri markaziy protsessorning bir necha tsikllarida bajariladigan turli xil mashina ko'rsatmalari (yuzlab); dasturlashtiriladigan mantiq bilan boshqarish moslamasi; oz sonli umumiy foydalanish registrlari (RON); turli uzunlikdagi turli xil buyruq formatlari; ikki manzilli adreslashning ustunligi; bilvosita adreslashning turli usullarini o'z ichiga olgan operandlarni adreslash mexanizmi ishlab chiqilgan.
Ammo CISC yondashuvi ba'zi bir buyruqlarni faqat apparatda bajarilishini imkonsiz qildi (bunday vositalarning murakkabligi bilan). Natijada, protsessorlarda bloklar paydo bo'ldi, "tezda" eng murakkab ko'rsatmalarni oddiyroq ko'rsatmalar ketma-ketligi bilan almashtirdi. Bundan tashqari, amaliyot shuni ko'rsatdiki, dasturlarni yozishda ko'plab murakkab buyruqlar oddiygina talab qilinmagan. Va nihoyat, buyruqlarning juda murakkabligi va ularning ko'pligi tufayli VM boshqaruv moslamasi faqat dasturlashtiriladigan mantiq asosida, ya'ni "sekin" boshqaruv xotirasi yordamida tuzilishi kerak edi. Oxirgi holat protsessorning soat chastotasini oshirish imkoniyatlarini sezilarli darajada chekladi. Ushbu omillarning barchasi RISC arxitekturasi tomon burilishga olib keldi. Shu bilan birga, CISC me'morchiligining bir qator shubhasiz afzalliklari o'z dolzarbligini saqlab qoladi (birinchi navbatda, dasturiy ta'minot ishlab chiqaruvchilari nazarida). Shuning uchun etakchi VM ishlab chiqaruvchilari (Intel, AMD, IBM va boshqalar) o'zlarining so'nggi ishlanmalarida hali ham CISC yondashuvidan voz kechmaydilar.
RISC
RISC arxitekturasiga alohida e'tibor, aksariyat zamonaviy CISC protsessorlarida dekodlash bosqichidagi murakkab ko'rsatmalar oddiy RISC ko'rsatmalar to'plamiga qisqartirilganligi va protsessor yadrosi RISC protsessori sifatida amalga oshirilganligi bilan bog'liq.
RISC arxitekturasining asosiy xususiyatlari
RISC arxitekturasidagi asosiy sa'y-harakatlar eng samarali ko'rsatmalar liniyasini qurishga qaratilgan, ya'ni barcha ko'rsatmalar xotiradan olinib, protsessorga bir xil oqim shaklida ishlov berish uchun yuboriladi va hech qanday ko'rsatma kutish holatida bo'lmasligi kerak va protsessor yuklanib qolishi kerak. butun vaqt davomida. Bunga qo'shimcha ravishda, agar ko'rsatmalar tsiklidagi biron bir qadam bir soat ichida bajarilsa, bu juda yaxshi. Oxirgi shart namuna olish bosqichi uchun nisbatan osonlikcha amalga oshirilishi mumkin. Faqatgina barcha ko'rsatmalar CPU va xotirani bog'laydigan ma'lumotlar shinasi kengligiga teng bo'lgan standart uzunlikka ega bo'lishi kerak. Turli xil ko'rsatmalar uchun bajarilish vaqtini birlashtirish juda qiyin vazifadir, chunki registrda ko'rsatmalar bilan bir qatorda xotiraga kirish ko'rsatmalari ham mavjud.

CISC (Complete Instruction Set Computer) - bu quyidagi xususiyatlar to'plami bilan tavsiflangan protsessor arxitekturasi kontseptsiyasi: · Format va uzunlik jihatidan farq qiluvchi juda ko'p buyruqlar; · Ko'p sonli turli xil adreslash rejimlarini joriy etish; · Murakkab ko'rsatmalar kodlashi mavjud.

CISC protsessori har xil uzunlikdagi yanada murakkab buyruqlar bilan shug'ullanishi kerak. Bitta CISC buyrug'i tezroq bajarilishi mumkin, lekin bir nechta CISC buyruqlarini parallel ravishda qayta ishlash qiyinroq.
Buyruqlar to'plamlarining ixchamligi dasturlarning hajmini pasaytiradi va xotiraga kirish sonini kamaytiradi.
Buyruqlar to'plamlari yuqori darajadagi dasturiy konstruktsiyalarni qo'llab-quvvatlashni o'z ichiga oladi
RISC (Reduced Instruction Set Computer). Qisqartirilgan buyruqlar to'plami protsessori. Buyruqlar tizimi soddalashtirilgan. Barcha buyruqlar oddiy kodlash bilan bir xil formatga ega. Xotiraga yuklash va yozish buyruqlari orqali erishiladi, qolgan buyruqlar registr-registr turidir. Protsessorga keladigan buyruq oldindan maydonlarga bo'lingan va qo'shimcha kodlashni talab qilmaydi.
Qo'shimcha komponentlarni kiritish uchun kristalning bir qismi bo'shatiladi. Integratsiya darajasi oldingi me'morchilikka qaraganda pastroq, shuning uchun yuqori ishlash uchun pastroq soat tezligiga ruxsat beriladi. Buyruq RAMni kamroq chalg'itadi, CPU arzonroq. Ushbu arxitekturalarda dasturiy ta'minot mosligi mavjud emas. Ushbu texnologiya CISC texnologiyasiga mos keladigan dasturiy ta'minot sifatida amalga oshirilishi mumkin (masalan,superscalar texnologiyasi).
RISC buyruqlari sodda bo'lgani uchun ularni bajarish uchun kamroq eshiklar talab qilinadi, bu esa oxiroqibat protsessor narxini pasaytiradi. Ammo bugungi kunda dasturiy ta'minotning aksariyati Intel CISC protsessorlari uchun maxsus yozilgan va tuzilgan. RISC arxitekturasidan foydalanish uchun joriy dasturlar qayta kompilyatsiya qilinishi va ba'zida noldan qayta yozilishi kerak.

P-DSP (dasturlashtiriladigan DSP) tarkibidagi juda uzun so’z buyruqlari (VLIW) arxitekturasi bir siklda ishlov berilgan buyruqlar sonini ko'paytiradi. Bu bir nechta qisqa buyruqlarning birikmasi bo'lib, bitta sikldagi buyruqlarni bajarish uchun bir nechta ijro birliklarining parallel ravishda ishlashini talab qiladi. Til kompilyatori yoki preprocessor dastur ko'rsatmalarini asosiy operatsiyalarga ajratadi va ularni VLIW protsessoriga joylashtiradi, so'ngra har bir operatsiyani tahlil qilib, tegishli ijro etuvchi qismga uzatadi.
VLIW P-DSP-larda bir qator ishlov berish birliklari (ma'lumotlar yo'llari) mavjud, ya'ni. ularda bir qator ALUlar, MAC qurilmalar, kalitlar va hk.