Andijon mashinasozlik instituti «avtomatika va elektrotexnika» fakulteti «axborot texnologiy

3-mavzu. Mikroprotsessor vazifalari.

Reja:

1. 
   Tashqi qurilmalari
   
2. 
   Funktsional xarakteristikalari
   
3. 
   Tezkorlik va uni oshirish usullari
   
4. 
   Mikroprotsessor razryadligi
   
5. 
   Lokal va sistema interfeyslari
   
6. 
   Kesh xotira vazifalari
   
7. 
   Boshqa turdagi hisoblash sistemalari bilan bog’lanish imkoniyatlari
   
8. 
   Funktsiyalar orasidagi aloqalar tiplari
   

Tayanch iboralar: Mikroprotsessor, Kesh xotira, axborot texnologiyalari, local sistema, sistema interfeyslari, kommunikatsion texnologiyalar, AKT.

1. Tashqi qurilmalari

Tashqi qurilmalar jumlasiga:

1) axborotni kompyuterga kiritish qurilmalari;

2) axborotni kompyuterdan chiqarish qurilmalari;

3) foydalanuvchining dialogik vositalari;

4) aloqa va telekommunikatsiya vositalari kiradi.

Axborotni kompyuterga kiritish qurilmalari

Klaviatura – (nem. klaviatur, lat. clavis–kalit), muayyan tartibda joylashtirilgan pishang-tugmalar to’plami bo’lib, kompyuterga sonli, matnli axborotni va boshqarish axborotini dastaki kiritish uchun muljallangan.

Skaner (scanner) mashinkada yozilgan qog’ozdagi matnni, shuningdek, grafik tasvirlar,rasmlar, chizmalar, slaydlar va fotosuratlarni avtomatik hisoblab, kompyuterga kiritishuchun mo’ljallangan qurilma. Aksariyat skanerlarda tasvirni raqamli shaklga aylantirish uchun zaryadli bog’lanish asboblari asosida tayyorlangan yorug’lik sezgir elementlar (ingl. CHarge-Coupled Device, CCD) qo’llaniladi.

Sichqon (ingl. mouse) qo’l kaftiga bemalol sig’adigan, tugmali quticha ko’rinishiga ega kompyuter manipulyatori, ko’rsatish qurilmasi.

Sichqon stol yoki shunga o’xshash boshqa yuza ustida qanday surilsa, monitor ekranidagi kursor ham xuddi shu tarzda surilib boradi. Sichqondagi tugmalar yordamida kompyuterga turli komandalar beriladi.

Sichqon grafik to’plamlarda keng qo’llaniladigan menyu, piktogramma kabi ob’ektlar bilan manipulyatsiya qilish amallarini qulaylashtiradi. Eng birinchi kompyuter sichqonini Kseroks firmasining xodimi Duglas Endjelbart ixtiro qilgan.Epl (Apple) kompaniyasi esa o’zi ishlab chiqarayotgan Makintosh(Macintosh) rusumli kompyuterlarni birinchi bo’lib sichqonlar bilan butlagan.

Tachpad (ingl. Touchpad) sezgir panelь bo’lib, ustiga qo’yilgan barmoq harakati kursorni harakatga keltiradi. Aksariyat zamonaviy noutbuklarda aynan tachpad qo’llaniladi. Negaki, ichida harakatchan qismlar yo’qligi uning yuksak ishonchliligini kafolatlaydi.

Axborotni kompyuterdan chiqarish qurilmalari.

Plotter (ingl. plotter – kartograf), (rus. grafopostroiteli)– grafik axborotni (rasm, chizma va xaritalarni) qog’ozga chiqarish uchun mo’ljallangan qurilma. Peroli plotterlar eng birinchi chiqarilgan va an’anaviy ravishda keng qo’llanilayotgan plotterlar sanaladi. Plotterlarning keyingi avlodi – purkovchi plotterlarda esa zamonaviy texnologiya qo’llaniladi.

Printer – axborotni qog’ozga bosib chiqarish uchun mo’ljallangan elektromexanik qurilma. Printerlar monoxrom va rangli, zarb berib (impact) va zarb bermay ishlaydigan (nonimpact) turlarga bo’linadi. Ishi izchil kechadigan printerlar belgilarni qog’ozga ketma-ket bosadi, satrli printerlar – bitta satrni birdaniga, sahifali printerlar esa bitta sahifani butunligicha shakllantiradi. Axborotni bosish texnologiyasiga ko’ra printerlar:

1. 
   matritsali;
   
2. 
   purkovchi;
   
3. 
   lazerli;
   
4. 
   yorug’lik diodi vositasida ishlaydigan;
   
5. 
   sublimatsion turlarga farq qiladi.
   

2.Funktsional xarakteristikalari

Mikroproprosessor vazifalarining funktsional xarakteristikalari tizim shinasining ishlash prinsplariga asoslangan bo’ladi. Tizim shinasi bu - belgilangan yo’nalish bo’yicha signallar uzatishga mo’ljallangan liniyalar to’plami. Tizim shinasining asosiy vazifasi protsessor hamda boshqa elektron kompyuterlar o’rtasida ma’lumot ayirboshlashdan iborat. Tizim shinalari orqali informatsiya uzatish, qurilmalar adresatsiyasi hamda maxsus xizmatchi signallar amalga oshiriladi.

Ma’lumotlar shinasi bo’yicha protsessor va operativ xotira o’rtasida yoki protsessor va kiritish-chiqarish portlari o’rtasida informatsiya almashuvi ro’y beradi. Ma’lumotlar shinasining asosiy harakteristikasi bu-razryadlilik. Zamonaviy personal komnyuterlarda 64-razryadli ma’lumotlar shinasidan foydalaniladi. 64-razryadli shina orqali bir vaqtning o’zida 8 bayt ma’lumot uzatish mumkin.

Manzil shinasi orqali protsessor xotiraning almashuvida ishtiroq etishi kerak bo’lgan yacheykasiga jo’natadi. Agar boshqaruv shinasining biror liniyasidan kiritish-chiqarish portiga ulanganlik to’g’risida signal uzatilgan bo’lsa, unda manzil shinasidagi manzil portning nomeri sifatida tushuntiriladi.

Boshqaruv shinasi turli boshqaruv signallarini uzatishga mo’ljallangan liniyalardan iborat. Barcha zamonaviy kompyuterlar kombinatsiya qilingan tizim shinalariga ega, masalan, ISA (Industry Standard Architecture) - Standart Sanoat Me’morchiligi.

Shinalarning biri birlamchi tizim (EISA, ISA), keyingisi esa ikkilamchi (PCI) tizim deyiladi. Tizim shinasining me’morchiligi protsessor turiga qarab aniqlanadi, albatta bunda mikrosxemalar guruxi va soni hamda periferik qurilmalarning razryadliligiga bog’liq.

Pentiym platformalaridagi tizim shinalari protsessorning operativ xotira bilan 64-razryadli ma’lumotlar almashuvini ta’minlaydi, bunda ma’lumotlar adresatsiyasi 32-razryadli manzil orqali amalga oshiriladi.

Periferik qurilmalar bilan birgalikda, ISA shinasi 16-razryadli ma’lumotlar kodi va 16-razryadli ma’lumotlar manzili kodini EISA shina esa 32-razryadli ma’lumotlar kodi hamda 32-razryadli manzilini kodini almashuvini ta’minlaydi.

Ko’pincha turli me’morchilikdagi shinalarning imkoniyatlarini solishtirish maqsadida shinaning o’tkazuvchanlik qobiliyatidan foydalanshadi.

Uni bir taktda uzatiladigan baytlar sonini uning ish chastotasiga ko’paytirish orqali hisoblash mumkin. Masalan, Pentiym protsessorining PCI shinasi 533 Mbayt/s o’tkazuvchanlik tezligiga ega. Agar protsessorning taktli chastotasi tizim shinasinikida yuqori bo’lsa yoki protsessor bir taktda bir necha instruktsiya bajara olish qobiliyatiga ega bo’lsa, u shinaning o’tkazuvchanlik qobiliyatipi to’liq ishlatilishi mumkin. Bu protsessorning unumdorligini kamaytiruvchi to’xtab qolishlariga olib keladi. O’tkazuvchanlik imkoniyatining oshirilishi taktik chastotani yoki ma’lumotlar shinasining razryadliligini oshirishni talab qiladi.

3.Tezkorlik va uni oshirish usullari

Mikroprotsessorlarning tezkorligi va uni oshirish usullari mikroprotsessorlarning asosiy vazifalari: Fetch–ma’lumot joylashgan manzilni aniqlash; Decode –tarjimonlik; Manipulate–manipulyatsiya; Output – chiqarishni to’g’ri tashkil qilinishiga bog’liq bo’ladi.

CPU – Central Processing Unit – hisoblash mashinasining miyasidir. U ma’lumot saqlamaydi balki ma’lumotlar bilan bog’liq amallar, yani jarayonlarni bajaradi, mikroprotsessorlarning tezkorligi nazorat qiladi.

Serverlar-hisoblash tarmoqdagi ko’p foydalanuvchili kuchli mikro EHMlar bo’lib, ular maxsus ish turlarini va tarmoqning barcha stanciyalaridan so’rovlarni qayta ishlashni bajarish uchun ajratilgan.

Albatta, yuqorida keltirilgan tasnif nisbatan shartlidir, negaki muammoga mo’ljallangan dasturlar va apparat ta’minoti bilan jixozlangan kuchli zamonaviy EHM to’laqonli ishchi stanciya sifatida ham, ko’p foydalanuvchili mikro EHM sifatida ham, yaxshi server sifatida ham ishlatilishi mumkin, u o’zining tavsiflari bo’yicha deyarli kichik EHM lardan qolishmaydi.

4.Mikroprotsessor razryadligi

Mikroprotsessor faqat ikkilik sanoq tizimi asosida ishlagani uchun, uning ishlash prinsipi quyidagicha taqsimlash mumkin.

MP-bu fimktsional tugallangan, programma orqali boshqariladigan qurilmadir. MP arifmetik logik-qurilmadan, boshqaruvchi quriimadan, ichki registrlar va interfeys vositalaridan (ALQ, BQ, registrlami bir-biri bilan va tashqi apparatlar bilan bog’laydigan shinalardan) tuzilgan. MP elektron elementlari yuqori integratsiyalangan bitta yoki bir qancha integral sxemada tayyorlangan qurilmadir. MP tanlangan qator buyruqlar yordamida ma’lumotlarni arifmetik logik qayta ishlashini amalga oshiradi, xotira qurilmasiga kirish-chiqish va boshqa tashqi qurilmalarga murojaat qiladi.

MP da "Mikro" so’zi protsessorning sxemasini yuqori integratsiyalanganligini bildiradi. MP oddiy protsessorlarga nisbatan narxining pastligi, energiyani kam

i
ste’mol qilishi, yuqori darajada mustahkamligi bilan farq qiladi.

Mikroprotsessor millionlab transistorlardan tashkil topadi. Birinchi transistor 1947 yil yaratilgan [1]. Birinchi integrallashgan mikrosxema esa 1959 yil yaratildi. 1971 yil birinchi sotishga moslashgan mikroProtsessor INTEL 4004 deb nomlanib, 2300 ta transistordan tashkil topgan[1]. IBM firmasi tomanidan yaratilgan Intel 8088 Protsessori PC lar uchun qo’llanila boshladi va u 29000 ta tarnsistordan tashkil topgan. U Microsoft firmasi tomonidan yaratilgan MS-DOS operasion tizimlariga moslashtirilgan.

Mikroprotsessorlarning rivojlanish tarixi quyidagi rasmda akslangan:

oddiy protsessorlar kichkina va o’rta darajadagi integratsiyalangan integral sxemalarda bajarilgan. Aniqroq qilib aytganda, MP bu programmalashtiriladigan yoki sozlanadigan KIS, yoki aniqrog’i mantiqiy funktsiyalari programmalashtiriladigan KIS. MP qiymatlami boshqara oladigan, ma’lumotlami qayta ishlay oladigan va boshqa vazifalami amalga oshiraoladigan qurilmadir. Shu tufayli u universal KIS ga aylandi.

Katta integral sxemali MP ga xotira qurilmasi, interfeys va kirish/chiqishni boshqaruvchi bir nechta almashuvchi platalardan biriga bitta yoki bir nechta KIS joylashtirib tugallangan boshqaruvchi qurilma yoki berilgan qiymatlami qayta ishlaydigan kontroller olinadi.