Телекоммуникациялар факультети компьютерни ташкил этиш

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VА KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ИМЕНА АЛ-ХОРАЗМИ, МИНИСТЕРСТВО ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РАЗВИТИЯ СВЯЗИ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛАР ФАКУЛЬТЕТИ
Компьютерни ташкил этиш фанидан

Мустақил иш

Мавзу: Процессорларда қўлланиладиган замонавий технологиялар.


Топширди: 043-20 сиртқи гурух талабаси
Абдувахобов Элёр Дониёр ўғли
Toshkent – 2022



Режа:

1. 
   Процессорларда қўлланиладиган замонавий технологиялар.
   
2. 
   Процессорларда қўлланиладиган замонавий технологиялар асослари
   
3. 
   Процессорларда қўлланиладиган замонавий технологиялар тушунчаси.
   

Адрес шинаси (адрес магистрали, адрес канали) МП дан хотира ва кириш-чиқиш портларига адресларни узатиш вазифасини бажаради. Адрес шинасининг 8 та линияси (А15- 8) сахифанинг адресини, қуйи 8 та линияси (А7-0) эса сафихадаги мисра адресни узатади. МПС нинг компонентлари шиналарга, учта барқарор холатга эга бўлган, мантиқий буферлар орқали уланади. Худди шу буферлар ёрдамида хотирага тўғридан-тўғри мурожат (прямай доступ к памяти - ПДП) режими хам амалга оширилади. Мантиқий буфер холатларидан иккитаси – 0 ва 1 мантиқий кучланиш сатхларига мос бўлса, учинчи холат – юқори қаршилик бўлиб, МПС компоненталарини шинадан “узади”. 2. Берилганлар шинасини (ахборот канали ёки шина берилганлар канали) икки йўналишли 8 та (Д7-0) линиялар ташкил қилади. Ушбу линияларга хам қурилмалар учта холатга эга бўлган мантиқий буферлар орқали уланади. Берилганлар шинаси ёрдамида МПС нинг барча компененталари ўзаро маълумот алмашишади. Бу маълумотларга камандалар, операндлар, натижалар, киритилаётган ва чиқарилаётган берилганлар киради. Маълумотларни узатиш йўналишини МП генерация қилувчи махсус бошқарувчи сигналлар (DBIN, WR) аниқлайди. 3. Ўнта линиядан иборат бўлган бошқарув шинаси МПС компоненталарининг ишлаш характерини ва тартибини аниқловчи бошқарув сигналларини узатишга хизмат қилади. Ушбу сигналларни қуйидаги тўрта гурухга ажиратиш мумкин. I. МП холатини аниқловчи бошқарув сигналлар. 1. RESET – “СБРОС” кириш сигнали, МП хотирасининг нолинчи ячейкасидан бошлаб ёзилган программани бажарилишига ундайди. 2. REАDY – “хозирлаш” кириш сигнали, МП ишлашини тўхтатиб, асинхрон режимида маълумот алмашувини ташкил қилишни таъминлашга хизмат қилади. 3. WАIТ – МП нинг чиқиш сигнали. Ушбу сигнал МП ни кутиш холатида эканини кўрсатади. II. Адрес ва берилганлар шиналарини бошқарувчи сигналлар. 1. DBIN – қабул қилувчи чиқиш сигнали. Ушбу сигнал маълумотлар алмашуви берилганлар шинасидан МП га узатилаётганини кўрсатади. 60 2. WR – узатувчи чиқиш сигнали. Ушбу сигнал маълумотлар МП дан берилганлар адрес шинаси орқали узатилаётганлигини кўрсатади. 3. НOLD – сўровчи кириш сигнали. Ушбу сигнал МП га ташқи қурилма адрес ва берилганлар шиналарини маълумотлар алмашинувида хотирага тўғридан – тўғри мурожат режимида фойдаланишини маълум қилади. 4. НLDА – НOLD сўровини тасдиқловчи чиқиш сигнали. Ушбу сигнал адрес ва берилганлар шиналарига уланган уч холати мантиқий буферлар юқори каршилик холатига ўтказилаганлигини маълум қилади. III. Ташқи қурилмалардан узишни сўраб бериладиган сигналлар. 1. INT-узишни сўровчи кириш сигнали. Ушбу сигнал МП га ташқи қурилма маълумот алмашувига тайёр эканини маълум қилади. 2. INTЕ – узишга рухсатни маълум қилувчи чиқиш сигнали. Ушбу сигнал МП хисоблаётган программани узиш мумкин ёки мумкин эмаслигини маълум қилади. Бу сигнал программа асосида бошқарилади. Айнан шу маънода программанинг маълум сигментини узиш ёки узмасликни хал қилади. Ушбу сигналлар узишни программа асосида бошқаришни ташкил қилиш билан бир қаторда узишда приоритетли тизимларни қўллаш имконини яратади. IV.Синхронловчи сигналлар. 1. Ф 1 ва Ф 2 – МП тезлигини аниқловчи синхронловчи кириш сигналлари. Ушбу сигналларни ташқи синхрогенератор ҳосил қилади. 2. SUNG - синхронловчи чиқиш сигнали. Ушбу сигнал хар бир машина цикли бошланишини маълум қилади. SUNG сигнали ҳосил бўлиши билан бир вақтда, берилганлар шинасига, олдинги машина циклидаги МПнинг холатини характерловчи F регистри таркиби узатилади. К 580 МП регистрларининг баёни. К 580 МП программачи нуқта назарида қуйидагилардан ибоарт: а) амалий программа бажарилганда унинг турли маълумотларни сақлаш учун умумий ва махсус регистрлар тўпламидан; б) каманда кодига мувофиқ берилаганлар устида маълум амал бажарувчи арифметик – мантиқий қурилмаларидан(АРМҚ); в) хотира ячейкасидан фарқ қилмайдиган 1 байтли адресланувчи 256 та кириш, 256 та чиқиш протларидан; г) юқорида қайд этилган барча функционал блокларни бошқарувчи қурилмадан. Программачи учун МП нинг регистр хотиралари ахамиятли бўлгани учун уларни батафсил баёнини келтирамиз. 61 Умумий регистрлар еттита саккиз разрядли регистрлардан иборат бўлиб, ассемблерда қуйидаги идентификаторлар билан белгиланган А,В,С, D, Е, Н, L. А идентификаторли регистр акумлятор деб аталиб, АРМҚ билан бевосита боғланган. Унга навбатдаги бажарилган каманданинг натижаси ёзилади. Қолган олтита регистрлар регистр жуфтликларига бирлаштирилиши мумкин. Регистр жуфтликларининг идентификаторлари уларни ташкил қилувчи иккита регистрнинг биринчи регистри идентификатори билан белгиланади, яъни (В – В,С), D – (D, Е), Н – ( Н, L). Умумий регистрлардан ташқари К 580 МП таркибига, программа ёрдамида ўзгартирилиши мумкин бўлган қуйидаги регистрлар киради. 1. Стек хотирасининг ташкиллаштирувчи ўн олти разрядли стекни кўрсатувчи SP регистр. Ушбу регистр стекнинг энг юқорисидаги бўш элемент адресни ўзида сақлайди. 2. Бажарилаётган каманданинг биринчи байти адресини сақловчи ўн олти разрядли программа хисобчиси (РС) деб аталувчи регистр. 3. Натижа белгиларини сақловчи саккиз разрядли, “Шратлар коди регистри” деб аталувчи F регистри. Натижа белгилари каманда натижасининг хусусиятларини белгилайди ва процессор томоидан шакиллантирилади. Агар натижа маълум хусусиятга эга бўлса, F белги регистрининг мос разрядига 1, акс холда шу разрядга 0 ёзилади. К 580 МП 5 та триггер – байроқчаларига эга. Хар бир триггер байроқча натижанинг маълум хусусиятни балгилайди. Булар қуйидагилар: С- ўтиш триггери, натижанинг юқори разрядидан ўтишни белгилайди; S – ишора триггери, натижанинг юқори разряди билан белгиланади. Z – нуль триггери, натижа нуль бўлган холни белгилайди; P – жуфтлик триггери, натижадаги 1 лар миқдори жуфт бўлган холни белгилайдилар. АС – қўшимча ўтиш триггери (ярим ўтиш триггери деб хам аталади), натижа регистрининг кичик тетрадасидан каттасига ўтиш холатини белгилайди. Одатда натижа белгилари программада шартли ўтишни ташкил қилишда қўлланилади. F ва А регистрларининг таркиблари биргаликда программанинг сўз холатини ташкил қилади ва бу регистр жуфтлигини PSW идектифекатори билан белгилаб қўйилаган. 4. МП хисобланаётган программани узиш мумкин ёки мумкин эмаслигини кўрсатувчи триггер. Ушбу триггер холатини МП белгилайди, яъни программа томонидан белгиланади.
МПСининг соддалаштирилган 3-шинали структураси келтирилган. Бу структурада МП марказий ўринни эгаллаб, арифметик ва мантиқий амалларни бажариш билан бир қаторда хисоблашни программа асосида бошқаради, хамда тизим таркибига кирган барча қурилмаларини ўзаро муносабатини ташкил қилиб туради. МПнинг ишлаши синхронлаш схемаси таъсирида амалга оширилади. Бу схема одатда алохида кристалл кўринишида бўлади. Расмда келтирилган МП бир кристалли чекланган командалар тизимсига ёки бошқарилиши микропрограмма асосида бўлиши мумкин. Интерфейс МП 23- расм. МПС нинг 3- шинали структураси МП Шина адреса (ША) Шина данных (ШД) Шина управления (ШУ) ПЗУ ОЗУ ППА ПСА Синхрон схема Хотира интерфейси Параллел УВВ Кетма-кет УВВ Ташқи қурилмалар интерфейси 55 Расмда келтирилган структура магистраль – модуль асосида ташкил қилинган МПС дир. Унинг блоклари функционал тугалланган бўлиб, тракибида бошқарув схемалари жойлашгандир. Модулларнинг ўзаро боғланишлари ва муносабатлари умумий шиналар ёрдамида амалга оширилади. Хар бир дакиқада тизимда фақат бир жуфт модуль ўзаро ахборот алмаша олади. Шундай қилиб модуллар ахборот алмашувчи умумий шиналари вақт бўйича тақсим қилиш йўли билан ташкил қилинади. Модулларни магистрал принципи асосида боғланиши МПС ни ташкил қилувчи модулларнинг мантиқан бирлиги таъминланлигига олиб келади. Бу шартни бажарилиши учун модулларда қуйидагилар умумий бўлиши етарлидир: 1) ахборотни берилиш усули; 2) ахбортларни алмашинишини бошқариш алгоритими; 3) алмашишни бошқариш қоидаларининг умумийлиги; 4) синхронлаш усули. Структурадаги учта шина, МП, хотира ва ТҚ лар интерфейслари бўлиши МПС га ҳосдир. ТҚлар интерфейс шиналарига фақат программаланувчи ташқи адантер (ПТА) орқали уланиб, мос равишда ахборотлар параллелл ва кетма – кет кодларда узатилади. МПС да қўлланиладиган бу икки адаптер ахбортларни тизимга кириши ва чиқишини мукаммаллаштиради. Хотира модулларига ва ташқи қурилмаларига умумий интерфейс яратиплишининг асосий сабаби МП кристали оёқчаларининг чекланганлигададир: 1) 16 та линия – адрес шинаси; 2) 8 та линия – берилганлар шинаси; 3) 10 та линия-бошқарув шинаси учундир. МП кристалидаги оёқчаларни чекланганлиги шиналарида ахборотни икки тарафлама узатишни тақазо қилади. Бу ўз навбатида буфер схемаларини мураккаблаштиради ва шиналарини мультиплекслашга олиб келади. Шиналарни мультиплекслаш, у орқали турли ахборотларни узатишни самарали таъминалайди. Бу муомони хал қилишда, албатта, ахборотни умумлаштирилиб уларга махсус лениялар яратишни талаб қилади. Натижада эса булар интерфейсда ахбортларни узатиш тезлигини камайтиришга олиб келади. Интерфейс тезлигининг чегараланиши МП унумдорлигини пасайтириб, ТҚ лар сонини чеклайди. 7.2. Микропроцессор тизимининг хусусиятлари. Компьютернинг энг асосий элементи, яъни “мия” микропроцессор эканлиги мавжуд. Микропроцессор ҳажми жиҳатидан унча катта бўлмаган, атиги бир неча сантиметр электрон схема бўлиб, унинг кўмагида барча ҳисоблашлар ҳамда маълумотлар алмашинуви бажарилади. Микропроцессор 56 юзлаб ҳар хил ҳисоблашларни бажаради, унинг амалларини бажариш тезлиги секундига юз миллион операцияни ташкил қилади. IBM PC туридаги компьютерда асосан Intel фирмаси ишлаб чиқарган микропроцессорларда AMD, Gyrix, IBM фирмаларининг микропроцессорлари ҳам ишлатилган. Intel фирмасининг биринчи универсал Intel – 4004 микропроцессори 1970 йилда ихтиро қилинган бўлиб, 4 қобилиятига эга эди. Intel – 4004 4Кбайт ҳажмли микропроцессорлар дастурловчи калькуляторлар учун мўлжаллангандир. 1978 йилда ишлаб чиқилган 16 битли сўзлар билан 1 Мбайтли хотирага эга бўлган Intel -08086 процессорлари IBM PC/XT компьютерларида қўлланила бошланди. Кейнчалик ўртача 4 йилда микропроцессорларнинг янги – 80286, 80386, 80486 модификациялари ишлаб чиқилиб, улар бир-биридан тактли частотаси тезлиги ва хотира ҳажми билан фарқланади. 1993 йил май ойида Pentium микропроцессори ишлаб чиқилди, ҳозирги пайтда уларнинг тезлиги 450 Мгц га, ҳажми 16 Гбайтга етган модификациялари мавжуд. Микропроцессор бошқачасига central processing unit – дастурли бошқариладиган, ахборотни қайта ишлайдиган функционал тугалланган қурилма бўлиб, у битта ёки бир нечта катта ёки жуда катта интеграл схемалар кўринишида тайёрланган. Микропроцессор қуйидаги вазифаларни бажаради: - асосий хотирадан буйруқларни ўқиш ва дишифрлаш (очиш); - маълумотларни асосий хотирадан ва ташқи қурилмалар адаптерларининг регистрларидан ўқиш; - сўровларни ва буйруқларни адаптерлардан ташқи қурилмаларга хизмат кўрсатиш учун қабул қилиш ва қайта ишлаш; - маълумотларни қайта ишлаш ҳамда уларни асосий хотирага ва ташқи қурилмалар адаптерларининг регистрларига ёзиш; - шахсий компьютернинг барча бошқа узеллари ва блоклари учун бошқарувчи сигналларни ишлаб чиқиш. Микропроцессор қийматлар шинасининг разрядлиги шахсий компьютернинг разрядлигини аниқлайди; микропроцессор адреслар шинасини разрядлилиги унинг адрес кенглигини аниқлайди. Микропроцессорли хотира унчалик катта бўлмаган, лекин ўта тезкор хотирадир, яъни бу хотирадан маълумотларни ўқиш, қидириш ёки ёзиш вақти наносекундлар – микросекунднинг мингдан бир улушлари билан ўлчанади. У машина ишлашининг яқин тактларида ҳисоблашларда қатнашадиган маълумотларни қисқа вақт сақлаш, ёзиш ёки бериш учун мўлжалланган. Микропроцессор хотира машинанинг юқори тезкорлилигини таъминлаш учун ишлатилади, негаки асосий хотира тез харакат қиладиган микропроцессорни самарали ишлаши учун керак бўлган маълумотларни қидириш, ўқиш ва ёзиш тезлигини ҳар доим ҳам таъминлай олмайди. Микропроцессорли хотира разрядлилиги машина сўзидан кам бўлмаган тез харакат қиладиган регистрлардан ташкил топган. Регистрларни сони ва разрядлилиги турли микропроцессорларда турлича: 8086 МП ва 14 та икки 57 байтли регистрлардан то Pentium МПдаги турли узунликдаги бир неча ўнлаб регистрлардир. Ҳозирги вақтда вазифалари, функционал имкониятлари, структураси, бажарилишига кўра кўп сонли турли кўринишдаги микропроцессорлар мавжуд. Улрани ўзаро классификациялашда уларнинг информацион бирликда 8-битли, 16-битли, 32-битли ва бошқа Кбайтда ишланаётган разрядлар миқдорига кўра гуруҳлаш муҳимдир.