Kompyuterning raqamli-mantiqiy sathini tashkil etish

1.1-rasm. Ko’p bosqichli mashina 
Til va virtual mashina o’rtasida muhim munosabatlar mavjud. 
Har bir mashina ma’lum bir mashina tilini qo’llab-quvvatlaydi, bu 
mashina bajarishi mumkin bo’lgan barcha buyruqlardan iborat. Aslida, 
mashina tilni aniqlaydi. Xuddi shunday, til bir mashinani, ya’ni shu tilda 
yozilgan barcha dasturlarni bajaradigan mashinani belgilaydi. 
Albatta, bir tilda yoki boshqa tilda aniqlangan dastgoh elektron 
davrlardan qurish juda qiyin va qimmat, ammo biz bunday mashinani 
tasavvur qilishimiz mumkin. Mashina tili C yoki C ++ bo’lgan 
kompyuter juda murakkab bo’lar edi, ammo printsipial jihatdan 
zamonaviy texnologiyalarning yuqori sathi hisobga olingan holda ishlab 
chiqilishi mumkin. Biroq, bunday kompyuterni qurmaslik uchun yaxshi 
sabablar bor - bunday yechim boshqalarga nisbatan samarasiz. 
Darhaqiqat, texnologiya nafaqat maqsadga muvofiq, balki oqilona 
bo’lishi kerak. 
n-sathli kompyuterni har birining o’ziga xos mashina tili bo’lgan n 
har xil virtual mashinalar deb hisoblash mumkin. Biz "sath" va "virtual 
mashina" atamalarini bir-biridan foydalanamiz. Faqat T0 da yozilgan 
dasturlarni kompyuter tomonidan translyatsiya qilinmasdan yoki 
interpretatsiyasiz amalga oshirish mumkin. T1, T2, ..., Tn -da yozilgan 
dasturlar quyi sathdagi interpretatordan o’tishi yoki quyi sathga mos 
keladigan tilga translyatsiya qilinishi kerak. 
n sathli virtual mashina uchun dasturlar yozadigan odam, quyi 
sathdagi interpretatorlar va interpretatorlar haqida bilishi shart emas. 
Mashina ushbu dasturlarni bajaradi va ular interpretator tomonidan 
bosqichma-bosqich bajariladimi yoki ularni o’zi qayta ishlaydimi, 
muhim emas. Ikkala holatda ham natija bir xil - dasturning bajarilishi. 
n sathli mashinadan foydalanadigan aksariyat dasturchilar faqat 
mashina tiliga o’xshash eng yuqori sathga qiziqishadi. Biroq, kompyuter 
aslida qanday ishlashini tushunishni istaganlar barcha sathlarni 
o’rganishlari kerak. Yangi kompyuterlar yoki yangi sathlarni ishlab 
chiquvchilar (ya’ni yangi virtual mashinalar) barcha sathlar bilan tanish 
bo’lishi kerak. 
1.3 Zamonaviy ko’p bosqichli mashinalar 
Ko’pgina zamonaviy kompyuterlar ikki yoki undan ortiq sathga 
ega. 
Oltita sathli mashinalar ham mavjud (1.2-rasm). 0-sath - bu noldan 
pastda joylashgan apparat sathi. Ushbu sath 1.2 shaklda ko’rsatilmagan, 
chunki bu elektronika sohasiga kiradi va shuning uchun ma’ruzada 
kitobda keltirilmagan. Bunga fizik qurilma sathi deyiladi. Ushbu sathda 
tranzistorlar mavjud, ular kompyuter ixtrochilari uchun sodda 
hisoblanadi. Agar kimdir tranzistorlarning qanday ishlashi bilan qiziqsa, 
qattiq jismlar fizikasi sohasiga murojaat qilishga majbur bo’ladi. 
Biz o’rganadigan eng past sathda, ya’ni raqamli mantiq sathda 
ob’ektlar ventillar deb nomlanadi. Ventillar analog komponentlardan 
(masalan, tranzistorlardan) qurilgan bo’lsa ham, ularni raqamli 
qurilmalar sifatida aniq modellashtirilishi mumkin. Har bir ventilda bitta 
yoki bir nechta raqamli kirish mavjud (signallar 0 yoki 1 ni bildiradi). 
Ventil signallarni oddiy yoki funktsiyalarini hisoblaydi, masalan, 
VA yoki KI. 
Har bir ventil bir nechta tranzistorlardan hosil bo’ladi. Bir nechta 
ventillar 0 yoki 1 ni o’z ichiga olishi mumkin bo’lgan 1 xotira bitini 
tashkil qiladi. Xotira bitlari, guruhlarga birlashtirilgan, masalan, 16, 32 
yoki 64, registrlar. Har bir registrda ma’lum bir diapazonda bitta ikkilik 
raqam bo’lishi mumkin. Ventillar hisoblash tizimining eng asosiy 
qismini yaratish uchun ham ishlatilishi mumkin. 

1.2- rasm. Olti sathli kompyuter.

Keyingi sathga mikroarxitektura sathi deyiladi. Ushbu sathda mahalliy 
(lokal) xotirani va AMQ (Arifmetik-matiqiy qurilma) deb nomlangan 
sxemani tashkil etadigan (odatda) 8 yoki 32 registrlar to’plami mavjud. 
AMQ oddiy arifmetik amallarni bajaradi. Registrlar AMQ bilan 
birgalikda ma’lumotlar qabul qilingan yo’lni hosil qiladi. Ma’lumotlar 
yo’lining asosiy ishlashi quyidagicha amalga oshiriladi: bitta yoki ikkita 
registrlar tanlangan, AMQ ular ustida bir nechta operatsiyalarni bajaradi 
(masalan, qo’shish), shundan so’ng natija yana registrga joylashtiriladi. 
Ba’zi bir mashinalarda ma’lumotlar trakti mikrodastur deb 
nomlangan maxsus dastur tomonidan boshqariladi. Boshqa mashinalarda 
ma’lumotlar trakti to’g’ridan-to’g’ri apparat tomonidan boshqariladi.
Ma’lumotlar uzatiladigan trakt dasturiy ta’minot tomonidan 
boshqariladigan mashinalarda, dasturiy ta’minot 2-sathdagi buyruqlar 
uchun interpretator hisoblanadi. Masalan, ADD buyrug’i bajarilganda, u 
xotiradan chaqiriladi, uning operandalari registrlarga joylashtiriladi, 
AMQ yig’indini hisoblab chiqadi va keyin natija kerak bo’lgan joyga 
yuboriladi. Ma’lumotlarini boshqarish yo’llari uskunali boshqariladigan 
kompyuterda xuddi shunday protsedura sodir bo’ladi, ammo 2-sathli 
buyruqlarni sharhlaydigan dastur yo’q. 

2-chi sath buyruqlar majmuasi arxitekturasi deb nomlanadi.

Keyingi bosqich odatda gibriddir. Uning tilidagi buyruqlarning 
aksariyati buyruqlar to’plamining arxitekturasi sathidadir (sathlarning 
birida mavjud bo’lgan buyruqlar boshqa sathlarda ham namoyish etilishi 
mumkin). 
Ushbu sath ba’zi qo’shimcha funktsiyalarga ega: yangi buyruqlar 
to’plami, boshqa xotira tashkil etilishi, bir vaqtning o’zida ikki yoki 
undan ortiq dasturlarni bajarish qobiliyati va boshqalar. 1- va 2- 
sathlarni qurishdan ko’ra 3- sathni qurishda ko’proq xilma-xillik 
mavjud. 

3-sathga kiritilgan yangi vositalar ikkinchi sathda ishlaydigan 

interpretator tomonidan bajariladi. Ushbu interpretator bir vaqtlar 
operatsion tizim deb nomlangan. 2-sathli buyruqlar bilan bir xil bo’lgan 
3-chi sathdagi buyruqlar operatsion tizim tomonidan emas, balki 
dasturiy yoki qo’shimcha vositalar tomonidan bajariladi. Boshqacha 
qilib aytganda, 3-sathli buyruqlarning bir qismi operatsion tizim 
tomonidan, boshqa qismi esa dasturiy ta’minot tomonidan interpretatsiya 
qilinadi. SHuning uchun bu sath gibrid deb hisoblanadi. Ushbu sathni 
operatsion tizim sathi deb ataymiz. 
3 va 4- sathlar o’rtasida tub farq mavjud. Pastki uchta sath oddiy 
dasturchilar tomonidan ishlatilishi mo’ljallanmagan. Ular dastlab 
interpretatorlar va translyatorlarga qaratilgan bo’lib, yuqori sathdagi 
ishlarni ta’minlaydilar. Ushbu translyatorlar va interpretatorlar yangi 
virtual mashinalarni ishlab chiqarishga ixtisoslashgan tizim dasturchilari 
tomonidan yaratilgan. To’rtinchi va undan yuqori sathlar amaliy 
muammolarni hal qiladigan dasturchilar uchun mo’ljallangan. 
4-sathga kiritilgan yana bir o’zgarish yuqori sathlarni qo’llab-
quvvatlash mexanizmidir. 2 va 3 sathlar har doim interpretatsiya 
qilinadi, 4, 5 va undan yuqori sathlar odatda (har doim ham emas) 
translyatsiya qilinadi. 
1, 2, 3 va 4, 5 va undan yuqori sathlar o’rtasidagi yana bir farq bu 
tilning o’ziga xos xususiyati. 1, 2 va 3 sathdagi mashina tillari raqamli 
hisoblanadi. Ushbu tillarda yozilgan dasturlar raqamlar uzun satrlaridan 
iborat bo’lib, ular kompyuter tomonidan o’qilishi mumkin, ammo 
odamlar tomonidan juda kam tushuniladi. 4-sathdan boshlab, tillarda 
odamlar tushunadigan so’zlar va qisqartmalar mavjud. 
4 sath quyi sathdagi tillardan birining ramziy shaklini anglatadi. 
Ushbu sathda, kishi 1, 2 va 3 sathlar uchun dasturlarni virtual 
mashinalarning tiliga o’xshamaydigan shaklda yozishi mumkin. Ushbu 

dasturlar birinchi navbatda 1, 2 yoki 3 tilga translyatsiya qilinadi, 

so’ngra tegishli virtual yoki real dunyo mashinasi tomonidan 
interpretatsiya qilinadi. 
Translyatsiyani bajaradigan dastur assembler deb nomlanadi. 
5-sath, odatda dastur dasturchilari uchun mo’ljallangan tillardan 
iborat. Bunday tillarga yuqori sathdagi tillar deyiladi. Yuzlab yuqori 
sathdagi tillar mavjud. Ular orasida eng mashhurlari C, C ++, Java, Perl, 
Python va PHP. Ushbu tillarda yozilgan dasturlar odatda 3 yoki 4 sathga 
translyatsiya qilinadi, ba’zi hollarda translyatsiyalar mavjud bo’lsa ham, 
ushbu dasturlarni qayta ishlaydigan interpretatorlar kompilyator deb 
ataladi. Masalan, Java dasturlari dastlab bayt-kod Java deb nomlangan 
mashinaga o’xshash tilga translyatsiya qilinadi, keyinchalik u 
izohlanadi. 
Ba’zi hollarda, 5-sath ramziy mantiq kabi ma’lum bir amaliy 
domen uchun interpretatordan iborat. Ushbu domen muammolarini 
ushbu domenning malakali shaxs tomonidan yaxshi tushunilgan 
kontekstida hal qilish uchun ma’lumotlar va operatsiyalarni ta’minlaydi. 
SHunday qilib, ushbu tavsifdan shuni esda tutish kerakki, 
kompyuter bir-birining ustiga qurilgan sathlarning ierarxik tuzilishi 
sifatida yaratilgan. 
Har bir sath ba’zi ob’ektlar va operatsiyalarning mavhumligidir. 
SHu tarzda kompyuterning tuzilishini o’rganish va tahlil qilish orqali biz 
keraksiz tafsilotlarni e’tiborsiz qoldiramiz va shu tariqa murakkab 
mavzuni tushunishni osonlashtiramiz. 
Har bir alohida sathning ma’lumotlar turlari, operatsiyalari va 
tavsiflari to’plamiga arxitektura deyiladi. Arxitektura ushbu sathdagi 
foydalanuvchiga ko’rinadigan jihatlar bilan shug’ullanadi. Masalan, 
dastur yozishda qancha xotiradan foydalanishingiz mumkinligini bilish 
arxitekturaning bir qismidir. Amalga oshirish jihatlari (masalan, xotirani 
amalga oshirishda foydalaniladigan texnologiyalar) arxitekturaning bir 
qismi emas. Kompyuter tizimining dasturiy elementlarini loyihalash 
usullarini o’rganish, biz kompyuter arxitekturasini o’rganamiz. 
Amaliyotda "kompyuter arxitekturasi" va "kompyuter tashkiloti" 
atamalari bir-birining o’rnida ishlatiladi.