Kompyuter protsessorlarining tuzilishilari va qanday ishlashlari

Kompyuterlar protsessorlarining tuzilishlari va ularni qanday ishlashlarini o‘rganish bosqichlari

Kompyuter arxitekturasini o‘rganishda, kompyuter protsessorining tuzilishi va uni qanday ishlashini tushunish muhim ahamiyatga ega jihatlardan biri hisoblanadi. Shuning uchun ushbu bobni kompyuter protsessorlarining tuzilishlari va ularni qanday ishlashlarini batafsilroq ko‘rib chiqishga bag‘ishladik. Ko‘rib chiqish uchun esa Intel protsessorlari oilasiga mansub, so‘z uzunliklari 8, 16 va 32-razryadga teng bo‘lgan, quyidagi protsessorlarni tanlab oldik:

1. Intel 8080 (K580ВM80) – 8-razryadli protsessor;

2. Intel 8088 – 16-razryadli protsessor;

3. Pentium 4 – 32 razryadli protsessor.

Zamonaviy kompyuterlar protsessorlarining tuzilishlari va ularni qanday ishlashlarini o‘rganish anchagina murakkab jarayon ekanligi hisobga olgan holda, ushbu mavzuga oid asosiy tushunchalar va jihatlarni avval, 8-razryadli protsessor va u asosida qurilgan kompyuterning qanday tuzilganligi va qanday ishlashini batafsil qo‘rib chiqish bilan boshlaymiz.

Tushuntirishlar jarayonida, yuqorida sanab o‘tilgan protsessorlarni o‘zaro taqqoslashlar asosida, ularning tuzilishlariga va ishlash tamoillariga qanday o‘zgartirishlar kiritib borilganligi, hamda bu o‘zgartirishlar natijasida nimalarga erishilganligi haqida ham ma’lumotlar keltirib boriladi. Hozirda kompyuterning qanday tuzilganligi va qanday ishlashini, ya’ni kompyuter arxitekturasini o‘rganish uchun mo‘ljallangan bir nechta o‘quv elektron stendlari ishlab chiqilgan, bunday stendlarga misol qilib - УМПК-80, 8088 trasseri va Pep8 kabi elektron stendlari keltirish mumkin. Bu o‘quv stendlari yordamida mos holda – 8, 16 va 32-razryadli protsessorlarning va ular asosida qurilgan kompyuterlarning tuzilishlari va qanday ishlashlarini o‘rganish imkoniyatlari mavjud.

Hozirda ishlab chiqarilayotgan protsessorlarga tegishli bo‘lgan – konveyer, giperoqimli, qo‘shimcha SSE buyruqlar, ko‘p yadroli va integratsiyalangan grafik protsessor kabi iboralarining mohiyatini tushunish uchun, avval ularning dastlabki modellari bo‘lgan protsessorlar qanday tuzilgan va qanday qilib takomillashtirilib borilganligini qisqacha tushuntirishlar asosida bo‘lsa ham, tushunib olish to‘g‘ri bo‘ladi deb hisoblaymiz [1,24,30,31]. O‘quv qo‘llanmada dastlab o‘rganish uchun tanlab olingan birinchi protsessor - Intel 8080 protsessori ko‘p maqsadlar uchun mo‘ljallangan birinchi protsessor hisoblanadi, uning tarkibida bor yo‘g‘i 6000-ta tranzistor ishlatilgan. Tanlab olingan protsessorlarning ikkinchisi - Intel 8088 protsessori asosida esa, hozirda keng tarqalgan shaxsiy kompyuterlarning dastlabkisi hisoblangan va MS DOS operatsion tizimi asosida ishlagan IBM PC shaxsiy kompyuteri ishlab chiqilgan edi. Ushbu protsessorning tarkibida 29 000-ta tranzistor mavjud bo‘lgan. Intel 8088 protsessori uchun ishlab chiqilgan dasturlar, Intel Core i7 protsessorida ham ishlashi mumkin, ya’ni ularning ichki tuzilishlari bir biriga o‘xshashdir. Boshqacha qilib aytadigan bo‘lsak, bu - Intel Core i7 protsessori na faqat 32-razryadli, balki 16 va 8- razryadli ma’lumotlar ustida ham amallarni bajara oladi degani bo‘ladi (rus tilida bu – совместимость deb ataladi). Tanlab olingan protsessorlarning uchinchisi bo‘lgan - Pentium 4 protsessori 32-razryadli protsessorlarning anchagina takomillashgan xilidir. Pentium 4 protsessori undan keyin ishlab chiqarilgan protsessorlarga nisbatan soddaroq bo‘lishiga qaramasdan, hozirgi 32 va 64-razryadli protsessorlarning ko‘pgina xususiyatlarini o‘zida mujassamlagan protsessor hisoblanadi. Ushbu protsessor tarkibida 42 000 000-ta tranzistor ishlatilgan.