Informatika va dasturlash

32-Mavzu.
Ikkilik sanoq tizimi kompyuter amal qilish tamoyilining asosi

EHM xotirasidagi barcha boshlang‘ich ma’lumotlar kodlashtirilgan holda 0 va 1 ko‘rinishida bo‘ladi ya’ni ikkilik sanoq tizimi holida. Xotiradagi hamma ishchi programmalar va buyruqlar xotirada bir nechta baytlarda joylashtirilgan bo‘ladi. Har bir buyruq - ko‘rsatma, maxsus kodga ega bo‘lib, kompyuterga u yoki bu amalni bajarish kerakligini bildiradi. Buyruqlar sifatida – ikki son ustida biror arifmetik amal, diskdan ma’lumotni o‘qish, ekranga belgini uzatish, printerda belgini chop qilish kabi ko‘rsatmalar bo‘lishi mumkin. Masalan, yig‘indini hisoblash uchun quyidagi formatdagi buyruq kodi bo‘lishi mumkin.

Buyruq kodi ( amali) 1-operand adresi (s) 2-operand adresi (d)

010110

111010101001

110001100101

Bu yerda 010110 qo‘shish « » amalining kodi, 111010101001 s o‘zgaruvchi uchun xotirada ajratilgan joyning adresi, 110001100101 esa d o‘zgaruvchi uchun qiymatlar ustida qo‘shish amalini bajarib, natijani xotira registrlarining biriga joylashtiradi, ko‘p hollarda bu summator deb nomlanuvchi A registri bo‘ladi.

Programmaga kiruvchi bunday buyruqlar ketma-ketligi xotiraning ma’lum bir qismida joylashadi. Programma bo‘yicha EHM ning ishi Boshqaruv qurilmasini (BQ) Buyruq adresi sanagichi (BAS) deb nomlanuvchi registrga «qarashdan» boshlanadi. BAS da programmadagi birinchi buyruqning xotiradagi adresi bo‘ladi. Shu buyruqni bajarilishi bilan EHM ish boshlaydi. Bu buyruq bajarilish paytida BAS da navbatdagi buyruq adresi paydo bo‘ladi, keyin protsessor shu buyruqni bajaradi, BAS da navbatdagi buyruq adresi paydo bo‘ladi va hokazo. Bu jarayon BAS da «programma bo‘yicha ishlash tugashi» buyrug‘ining adresi paydo bo‘lib, shundan keyin EHM o‘z ishini tugatadi.
BQ ko‘rsatilgan adres bo‘yicha xotirada ma’lumotni o‘qiydi va arifmetik-mantiqiy qurilma (AMQ)ni bu amalni bajarishga sozlaydi. BQ qiymatlar operandlarning buyruqdagi adreslari orqali xotiradan topadi. Bu ishlardan keyin BQ «dam oladi», ya’ni AMQ ga ko‘rsatilgan amalni bajarishga imkon beradi. AMQ bajarilgan amal natijasini o‘zining chiqishlarida nomoyon qiladi. O‘z ishini tugatgan AMQ, bu haqida BQ ga signal orqali ma’lum qiladi. BQ natijani ko‘rsatilgan xotira adresiga yoki translator tomonidan ko‘zda tutilgan joyga (registrga) joylashtiradi. Shundan keyin BQ BAS dan navbatdagi buyruqni o‘qiydi va yuqoridagi jarayon takrorlanadi. Shunday bo‘lishi mumkinki, keyingi buyruq ma’lumotni biror-bir tashqi qurilmaga (ekranga, kog‘ozga, diskka) chiqarish buyrug‘i bo‘lishi mumkin. Bu holda BQ mos qurilmaga murojaat qiladi, uni ishga tayyorlaydi va uni ishga tushiradi. Ma’lumotni chiqarish tugagandan keyin chiqarish qurilmasi BQ ga bu haqida signal beradi. Xuddi shunday, keyingi buyruq ma’lumotni kiritish bo‘lsa, boshqaruv klaviatura, diskdan o‘qish va boshqa qurilmalarga beriladi va ular o‘z ishini tugatadi. Keyin BQ BAS dan navbatdagi buyruqni oladi va uni bajarishga o‘tadi.
S hunday qilib, EHM programmaga rioya qilingan holda mashinaning barcha qurilmalarini muvofiq ishlashini ta’minlaydi.
Sonlarning EHM xotirasida saqlash uchun ikkilik sanoq sistemasidan foydalanish juda ham qulay. Bu sanoq sistemasini qo‘llash, ikki turg‘un holatga o‘tish imkonini beradi. Bu holatlardan biri sonning razryadi 1 uchun boshqasi esa 0 uchun xizmat qiladi. Bunday elementlar tuzilish jihatdan sodda va ishonchlidir. Xuddi shunday sonning ishoralari uchun ham foydalanish mumkin. Odatda elementning 0 ga mos keluvchi holati, ishora registrida Q ishorasi uchun, birga mos keluvchi holati esa, - ishorasi uchun foydalaniladi.
Ikki baytlik ishorali butun sonning EHM xotirasidagi tasvirlanishi:

0	1	0	1	0	1	1	0	0	0	1	1	1	1	0	1

15 bit- Sonning absolut qiymati

To‘rt baytlik haqiqiy sonning tasvirlanish sxemasi:

Ishora	Sonning tartibi	Sonning mantissasi
1 bit	6-bit	25-bit

Sanoq sistemalariga bog‘liq bo‘lmagan holda, sonlari fiksirlangan va suzuvchi vergulli deb nomlanuvchi ikki ko‘rinishlarda ifodalash mumkin. Fiksirlangan vergulli sonlardan foydalanuvchi mashinalarda, ishora razryadlaridan boshqa hamma registr razryadlari (yoki yacheykalar) sonlarning razryadlarini ifodalash uchun xizmat qiladi va registrning har bir razryadiga, sonning aniq va har doim bitta razryadi mos keladi. Bu holat arifmetik amallar bajarishni soddalashtiradi, lekin mashinada ishlatiladigan sonlar diapazonini juda cheklab qo‘yadi. Odatda bu diapazon -1
Bu kamchiliklardan qutulish uchun zamonaviy EHM larda sonlarni suzuvchi vergulli ko‘rinishda yozish mumkin. Bu holda razryadlarning bir qismi sonning tartibi uchun, qolgan qismi esa sonning mantissasi uchun ajratiladi. Har ikki qismlari bittadan razryad son tartibining va mantissasining ishorasi uchun ajratiladi.
Odatda suzuvchi vergulli mashinalarda sonlarning normallashmagan yozuvchidan ham foydalanish mumkin, lekin undan foydalanmagan maqul, chunki normallashmagan sonlar ustida bazi bir amallar noto‘g‘ri bajariladi yoki umumiy bajarib bo‘lmaydi. Zamonaviy shaxsiy kompyuterlarda sonlarni yozish uchun har xil uzunlikdagi yacheykalar (so‘zlar) ham da kodlashning (ishorali va ishorasiz) turli usullari foydalaniladi. Belgili va satr o‘zgaruvchilarini kodlash uchun ASCII jadvali foydalaniladi. Bu jadvalda 256 ta belgini har biriga [0,255] oraliqdagi bir butun son mos keladi. Mantiqiy qiymatlar odatda bitta razryadga bir yoki nolni yozish orqali aniqlanadi.