Mavzu: Protsessorining tuzilishi. Interpretatsiya

Uchinchi usul: Maxsus dastur bilan
Kompyuterning qismlari qanday xususiyatlarga ega ekanini batafsil ko‘rsatib beruvchi maxsus dasturlar mavjud. Masalan, yaxshilaridan biri sifatida CPU-Z utilitasini tavsiya etish mumkin. Uni mana bu havola orqali ishlab chiquvchining saytiga o‘tib, ko‘chirib olib o‘rnatsangiz bo‘ladi. CPU-Z dasturini ishga tushirsangiz, barcha ma’lumotlarni ko‘rsatadi

Protsessorning nomi, yadrolar soni, ishlash chastotasi, kesh, quvvat sarfi, tezkor xotira hajmi, ona plata nomi va boshqa ko‘plab qismlar haqidagi to‘liq ma’lumotlarni shu dastur yordamida bilib olish mumkin.
Protsessor tuzilishi
Tizim shinasi - tizim shinasi (sariq rang bilan ajratilgan) kompyuterning turli qismlarini birlashtiradi.
CPU - markaziy protsessor kompyuterning yuragi. Hisoblashning katta qismi protsessorda amalga oshiriladi.
RAM - tezkor kirish xotirasi (RAM). Dasturlar bajarish uchun RAMga yuklanadi.

• 
  Registrlar
  
• 
  АЛУ – arifmetik mantiqiy qurilma
  
• 
  БУ – boshqarish bloki
  
• 
  ТГ – takt generatori
  

• 
  Registrlar - bu protsessor ichida fizik joylashgan maxsus xotira joylari. Ma'lumotlarga kirish uchun manzil shinasi talab qilinadigan RAMdan farqli o'laroq, protsessor to'g'ridan-to'g'ri registrlarga kira oladi. Bu ma'lumotlar bilan ishlashni sezilarli darajada tezlashtiradi. Arifmetik mantiqiy birlik qo'shish, ayirish va mantiqiy amallar kabi arifmetik amallarni bajaradi.
  
• 
  Boshqarish bloki - mashina kodlarini (buyruqlarini) qayta ishlashda bajariladigan mikro-ko'rsatmalar (buyruqlarini) ketma-ketligini aniqlaydi.
  
• 
  Takt generatori yoki protsessorning ishlash chastotasini aniqlovchi takt impulsi. Takt impulslari protsessor va boshqa qurilmalarning ichki buyruqlarini sinxronlashtirish uchun ishlatiladi. Takt generatori ma'lum bir chastotaga mos keladigan to'rtburchaklar impulslarni hosil qiladi (turli protsessorlar uchun chastota har xil).
  

• 
  Elektron hisoblash mashinalari nazariyasida ikkita tushuncha ajratiladi: mashina takti va mashina sikli.
  
• 
  Mashina takti – takt generatori impulslarining bir davriga to'g'ri keladi va protsessor tomonidan ko'rsatmalarning bajarilish vaqti uchun asosiy o'lchov birligi hisoblanadi.
  
• 
  Mashina sikli bir nechta mashina sikllaridan iborat. Mashina sikli - bitta buyruqni bajarishga ketadigan vaqt.
  
• 
  Turli xil buyruqlar uchun mashina sikli boshqacha bo'lishi mumkin. Oddiy buyruqlar 1-2 ta mashinaning siklini talab qilishi mumkin. Ko'paytirish kabi murakkab ko'rsatmalar 50 tagacha mashina siklini talab qilishi mumkin. Bu juda muhim nuqta. Ishlash uchun juda muhim bo'lgan haqiqiy dasturlarni yozayotganda, turli xil buyruqlar tegishli protsessor vaqtini talab qilishini unutmasligingiz kerak. Ya'ni, xuddi shu harakatlar, masalan, 100 ta mashina siklida yoki 20 tada amalga oshirilishi mumkin, bu dasturchining tajribasi va malakasiga, shuningdek aniq vazifalarga bog'liq.
  

• 
  8086-da 8 ta umumiy foydalaniladigan registr mavjud, ularning har bir registri quyidagicha nomlanadi:
  
• 
  AX - akkumulyator registri (ikkita registrga bo'linadi: AH va AL).
  
• 
  BX - bazaviy manzil registri (BH / BL ga bo'lingan).
  
• 
  CX - hisoblagich registri (CH / CL ga bo'lingan).
  
• 
  DX - ma'lumotlar registri (DH / DL ga bo'lingan).
  
• 
  SI - registr - manba indekslari.
  
• 
  DI - ro'yxatdan o'tish - yo'nalish ko'rsatkichi.
  
• 
  BP - tayanch ko'rsatkichi.
  
• 
  SP - bu stack ko'rsatkichi.
  

• 
  SEGMENT Ro'yxatdan o'tuvchilarCS - joriy dasturning boshlang'ich manzilini o'z ichiga olgan segmentni bildiradi.
  
• 
  DS - odatda ma'lumotlar segmentining boshlang'ich manzilini ko'rsatadi (o'zgaruvchilar).
  
• 
  ES - qo'shimcha segment registri.
  
• 
  SS - stek segmentining boshlanish manzilini o'z ichiga oladi.
  

Har qanday ma'lumotlarni segment registrlarida saqlashingiz mumkin bo'lsada, buni amalga oshirish maqsadga muvofiq emas. Segment registrlari qat'iy belgilangan maqsadga ega - xotira bloklariga kirishni ta'minlash.

• 
  MAXSUS MAQSAD REGISTRLARIIP buyruq ko'rsatgichidir.
  
• 
  Bayroq registri - protsessorning hozirgi holatini belgilaydi.
  

IP registr har doim CS segment registri bilan birgalikda ishlaydi va hozirda bajarilayotgan buyruqni bildiradi.

• 
  Matematik operatsiyalardan so'ng bayroq registri avtomatik ravishda protsessor tomonidan o'zgartiriladi. Bu natija turini aniqlashga va boshqaruvni dasturning boshqa qismlariga o'tkazishga imkon beradi.
  
• 
  Umuman olganda siz ushbu registrlarga to'g'ridan-to'g'ri kira olmaysiz.
  
• 
  Xotiraga kirish uchun quyidagi to'rt registrdan foydalanish mumkin: BX, SI, DI, BP.
  
• 
  Dastur mashina buyruqlaridan iborat. Dastur kompyuterning operativ xotirasiga yuklanadi. Keyin dastur bajarila boshlaydi, ya'ni protsessor mashina buyruqlarini dasturda yozilgan ketma-ketlikda bajaradi.
  
• 
  Protsessor ma'lum bir lahzada qaysi buyruqni bajarilishi kerakligini bilishi uchun buyruq hisoblagichi - mavjud buyruq bajarilgandan so'ng bajarilishi kerak bo'lgan buyruq manzilini saqlaydigan maxsus registr mavjud. Ya'ni, dastur ishga tushirilganda birinchi buyruqning manzili ushbu registrda saqlanadi. Intel protsessorlarida EIP registri (yoki 16 bitli dasturlarda IP) buyruq hisoblagichi sifatida ishlatiladi.
  
• 
  Buyruqlar hisoblagichi protsessor ichida joylashgan kesh xotirasi bilan ishlaydi. Ushbu xotira buyruqlar navbati deb ataladi, bu erda bir yoki bir nechta buyruqlar bajarilishidan oldin darhol joylashtiriladi. Ya'ni, buyruq hisoblagichi RAM manzilini emas, balki buyruqlar qatorida buyruq manzilini saqlaydi.
  
• 
  Buyruqni bajarish sikli - bu bitta mashina buyrug'ini bajarishda protsessor bajaradigan harakatlar ketma-ketligi. Har safar mashina buyrug'i bajarilganda, protsessor kamida uchta bosqichni bajarishi kerak: olish, dekodlash va bajarish. Agar buyruq operativ xotirada joylashgan operanddan foydalansa, u holda protsessor yana ikkita operatsiyani bajarishi kerak bo'ladi: operandni xotiradan olish va natijani xotiraga yozish. Ushbu beshta operatsiya quyida tavsiflangan.
  
• 
  Buyruqni tanlash. Boshqaruv bloki buyruqni xotiradan oladi (buyruqlar navbatidan), uni protsessorning ichki xotirasiga ko'chiradi va buyruqlar hisoblagichining qiymatini ushbu buyruqning uzunligiga oshiradi (har xil buyruqlar har xil o'lchamlarga ega bo'lishi mumkin).
  
• 
  Buyruqni dekodlash. Boshqaruv bloki bajarilayotgan buyruq turini aniqlaydi, belgilangan operandlarni ALUga yuboradi va ALU boshqaruvi uchun bajarilayotgan operatsiya turiga mos keladigan elektr signallarini hosil qiladi.
  
• 
  Operandlarni olish. Agar buyruq asosiy xotirada joylashgan operanddan foydalansa, boshqaruv bloki operatsiyani xotiradan olish bilan boshlaydi.
  
• 
  Buyruqni bajarish. ALU buyruqda ko'rsatilgan operatsiyani bajaradi, natijani belgilangan joyda saqlaydi va bayroqlar holatini yangilaydi, uning qiymati bo'yicha dastur buyruq natijasini baholashi mumkin.
  
• 
  Natijani xotiraga yozib olish. Agar buyruqni bajarish natijasi xotirada saqlanadigan bo'lsa, boshqaruv bloki ma'lumotlarni xotirada saqlash ishini boshlaydi.
  

• 
  Buyruqlar qatoridan buyruqlar hisoblagichi ko'rsatgan buyruqni tanlani. Buyruqlar qatorida keyingi buyruqning manzilini aniqlanadi va buyruqlar hisoblagichiga keyingi buyruq manzilini yoziladi.
  
• 
  Buyruqni dekodlash. Agar buyruq xotirada operandlarga ega bo'lsa, u holda operandlarni tanlanadi.
  
• 
  Buyruqni ishga tushiriladi va bayroqlar o'rnatiladi.
  
• 
  Natijani xotiraga yoziladi (agar kerak bo'lsa).
  
• 
  1-bosqichdan keyingi buyruqni bajarishni boshlanadi.