Markaziy protsessor, arifmetik – mantiqiy qurilma. Kompyuterning funktsional jihatdan tuzilishi Kompyuter arxitekturasi

Mikroprotsessor, boshqacha nomi – markaziy protsessor (MzP).
Markaziy protsessor (CPU, ingl. Central Processing Unit) – kompyuterning dastur tomonidan berilgan arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni bajaradigan asosiy ish komponenti bo’lib, hisoblash jarayonini boshqaradi va kompyuterda mavjud barcha qurilmalar ishini muvofiqlashtiradi.
Aksariyat hollarda MzP o’z ichiga:

• 
  arifmetik-mantiqiy qurilmani;
  
• 
  ma’lumotlar shinalari va manzillar shinalarini;
  
• 
  registrlarni;
  
• 
  komandalar hisoblagichini;
  
• 
  kesh – kichik hajmli (virtual) xotiraga juda tez (8 dan 512 Kbayt ga qadar) saqlash qurilmasini;
  
• 
  nuqtasi o’zgaruvchan sonlarning matematik soprotsessorini mujassam etadi.
  

Zamonaviy protsessorlar mikroprotsessorlar ko’rinishida tayyorlanadi. Jismonan mikroprotsessor integral sxema ko’rinishidan iborat, ya’ni u umumiy maydoni atigi bir necha kvadrat millimetr keladigan to’g’ri burchak shaklga ega kristall holatdagi kremniyning yupqa plastinkasi ko’rinishida tayyorlangan bo’lib, ustiga protsessorning barcha ishlarini bajaradigan sxemalar (qoliplar) joylashtirilgan. Ushbu kristall-plastinka, odatda, plastmassa yoki sopoldan tayyorlangan yassi korpusga joylanib, kompyuterning tizim platasiga ulash imkoni bo’lishi uchun metall tilchalariga ega tilla simlar bilan ulanadi.
Hisoblash tizimida parallel ishlaydigan bir nechta protsessorlar bo’lishi mumkin. Bunday tizimlar – ko’p protsessorli tizimlar deb ataladi.
Eng birinchi MP-4004 rusumli mikroprotsessor 1971 yilda Intel firmasi (AQSh) tomonidan ishlab chiqarilgan. Bugungi kunda mikroprotsessorlarning bir necha yuzlab turi tayyorlanadi, biroq ular orasida Intel va AMD firmalari tomonidan ishlab chiqarilayotgan mikroprotsessorlar eng ko’p tarqalgani mikroprotsessorlar deb e’tirof etilmoqda.
Mikroprotsessorning tuzilishi
Boshqaruv qurilmasi
Boshqaruv qurilmasi funktsional jihatdan ShKning eng murakkab qurilmasi sanaladi. Ushbu qurilma yo’riqlarning kodli shinasi (YKSh) vositasida mashinaning barcha bloklariga etib boradigan boshqaruv signallarini shakllantiradi.
Komandalar registri – xotirada saqlaydigan registr bo’lib, unda komanda kodi, ya’ni bajarilayotgan operatsiya kodi hamda operatsiyada ishtirok etayotgan operandlarning manzillari saqlanadi.
Komandalar registri MPning interfeys qismida, komandalar registrlari uchun mo’ljallangan blok ichida joylashgan.
Operatsiyalar deshifratorlari – mantiqiy blok bo’lib, komandalar registridan kelayotgan operatsiya kodiga (OK) muvofiq o’zida mavjud ko’plab chiqish yo’llaridan birini tanlaydi.
Mikrodasturlarni xotirada doimo saqlovchi qurilma (XDSQ) – ShK bloklarida axborotga ishlov berish operatsiyalari bajarilishi uchun zarur bo’ladigan boshqaruvchi signallarni (impulslarni) o’z uyalarida saqlaydigan qurilma sanaladi. Deshifrator tomonidan operatsiya kodiga muvofiq tanlangan operatsiya impulsi boshqaruvchi signallarning zaruriy izchilligini mikrodasturlarni XDSQ ichidan solishtirib chiqaradi.
Manzil shakllantiruvchi uzel (MPning interfeys qismi ichida joylashgan) – komandalar registri va MPX registrlaridan kelayotgan rekvizitlar bo’yicha xotira (registr) uyasining to’liq manzilini hisoblab chiqaradigan qurilma.
Ma’lumotlarning kodli shinasi, manzillar va yo’riqlar – mikroprotsessordagi ichki shinaning bir qismi sanaladi. Aksariyat hollarda BQ quyidagi asosiy amallarning bajarilishi uchun mo’ljallangan boshqaruv signallarini shakllantiradi:
MPX komandasining manzilidagi hisoblagich-registr ichidan dasturning navbatdagi komandasi saqlanayotgan xotiraga tezkor saqlash qurilmasi (XTSQ) uyasining manzilini tanlab olish;
XTSQ uyasi ichidan navbatdagi komandaning kodini tanlab olish hamda solishtirib chiqarilgan komandani komandalar registriga qabul qilib olish;
operatsiya kodlari va tanlangan komanda alomatlarining shifrini ochish;
XTSQning shifri ochilgan operatsiya kodiga muvofiq keluvchi uyalari ichidan boshqaruvchi signallarning (impulslarning) mashinada mavjud barcha bloklarda ma’lum operatsiya ijrosining tartibini hamda boshqaruvchi signallarning ushbu bloklarga qayta yuborilish tartibini belgilab beruvchi mikrodasturlarni solishtirib chiqarish;
komandalar registri va MPX registrlari ichidan hisoblarda ishtirok etayotgan operandlar (sonlar) manzillarining alohida tarkibiy qismlarini solishtirib chiqarish hamda operandlarning to’liq manzillarini shakllantirish;
operandlarni (shakllangan manzillar bo’yicha) tanlash va ushbu operandlarga ishlov berishga oid ma’lum operatsiyani bajarish;
amalga oshirilgan operatsiya natijalarini xotiraga saqlash;
dasturning navbatdagi komandasiga taalluqli manzilni shakllantirish.