Mavzu: Protsessorlar va hisoblash jarayonlari Amaliy mashg’ulot maqsadi

Mavzu: Protsessorlar va hisoblash jarayonlari

Amaliy mashg’ulot maqsadi: Protsessorlarning turlari, vazifalari, tuzilishi va hisoblash jarayonlarini o’rganish.

Raqamli tizimlarning zamonaviy element bazasi boʻlib turli mikroprotsessorli majmualar (MPM) tarkibiga kiruvchi katta integral sxemalar (KIS) hisoblanadi. IMSlarning MPMlari ikkita masalani yechishga imkon yaratdilar: birinchidan, ma’lumotlarni qayta ishlash tezligi va xotira hajmi keskin oshdi, ikkinchidan, ISlarning oʻlchamlari, narhi va quvvat iste’moli kamaydi.

Mikroprotsessor (MP) deb berilganlar ustidan arifmetik va mantiqiy amallar bajaradigan dasturiy-boshqariladigan qurilmaga aytiladi. MP bitta yoki bir nechta KIS koʻrinishida bajariladi. Lekin turli MPli texnika yaratishda bitta MP etarli emas. Ixtiyoriy MP tizim dasturlar, berilganlar va berilganlarni qayta ishlash natijalari, ma’lumotlarni kiritish-chiharish vositalari, boshqaruv obyektlari

va qayta ishlash natijalarini aks ettiruvchi vositalar oʻrtasida aloqa bogʻlash kabi vositalardan tashkil topgan boʻlishi kerak.

Mikroprotsessor tuzilmasi.

MP tuzilmasi deganda apparat vositalar va ular orasidagi aloqa tushiniladi. Apparat vositalari – MP qurilmalari va boshqa KISlar tuziladigan elektron sxemalardir.

Har bir MP tuzilmasida ikkita asosiy qismni ajratib koʻrsatish mumkin: qayta ishlanayotgan va boshqaruvchi. MPning qayta ishlanuvchi qismi boʻlib arifmetik-mantiqiy qurilma (AMQ) hisoblanadi. Zamonaviy AMQlarda bajariladigan asosiy amallar boʻlib arifmetik qoʻshish va koʻpaytirish amallari hisoblanadi. Tuzilishi koʻra AMQlar kombinatsion qurilma hisoblanadi va hususiy xotira elementlariga ega boʻlmaydi. U yoki bu amallarni bajarish vaqtida oraliq natijalarni saqlash uchun oʻzgaruvchilarni kiritish uchun AMQlar registrlar bilan toʻldiriladi.

Mikroprotsessor arxitekturasi 

Foydalanuvchi nuqtai nazaridan qaraladigan mantiqiy tuzilish bo’lib, MP tizimini tuzish uchun zarur bo’ladigan funktsiyalarning apparatlar va dasturlar vosita amalga oshirilishiga ko’ra mikroprotsessorda joriy etiladigan imkoniyatlarni belgilab beradi.

MP-tizimni uchta ketma-ket murakkablashib boradigan detallash darajalari koʻrinishida ifodalash mumkin:

1) apparat vositalari – elektron sxemalar boʻlib, ular yordamida alohida qurilmalar tuziladi.

2) arxitektura – tarkib, xarakteristikalar, qurilmalarning bogʻ-lanishi, komandalar roʻyhati va ularning formatlari, adreslash usullari, adreslanuvchi xotira razryadligi va hajmi; registrlar tuzilmasi va ularning funksiyalari va boshqalar.

3) MPning dasturiy ta’minoti.

Mikroprotsessor arxitekturasi 

Foydalanuvchi nuqtai nazaridan qaraladigan mantiqiy tuzilish bo’lib, MP tizimini tuzish uchun zarur bo’ladigan funktsiyalarning apparatlar va dasturlar vosita amalga oshirilishiga ko’ra mikroprotsessorda joriy etiladigan imkoniyatlarni belgilab beradi.

MP-tizimni uchta ketma-ket murakkablashib boradigan detallash darajalari koʻrinishida ifodalash mumkin:

1) apparat vositalari – elektron sxemalar boʻlib, ular yordamida alohida qurilmalar tuziladi.

2) arxitektura – tarkib, xarakteristikalar, qurilmalarning bogʻ-lanishi, komandalar roʻyhati va ularning formatlari, adreslash usullari, adreslanuvchi xotira razryadligi va hajmi; registrlar tuzilmasi va ularning funksiyalari va boshqalar.

3) MPning dasturiy ta’minoti.

2-rasmda. MP-tizim arxitekturasi keltirilgan.

Markaziy mikroprotsessor qurilmalarining tuzilishi quyidagi bloklardan tashkil topgan:

1. Arifmetik-mantiqiy qurilma (AMQ). Bu qurilma bevosita ikkilik kodida ifodalangan sonlar va adreslar ustidan arifmetik va mantiqiy amallarni bajaradi. Odatda, siljituvchili registrli AMQlar qoʻllaniladi.

2. Boshqaruv qurilmasi (BQ). BQ AMQ va MP-tizimning boshqa bloklari ishini boshqaradi. U ketma-ketli qurilma boʻlib, mantiqiy elementlar (apparat tashkil qilinish) yoki DXQlarda (mikrodasturiy tashkil qilinish) bajariladi. BQsi xotira blokidan kelayotgan komandalar asosida ishlaydi. Bu yerda komandalar mazkur komandani bajarilishini boshqarish uchun ikkilik signallariga aylantiriladi. BQ va butun MP-tizim ishi sinxronizatsiya va dastlabki oʻrnatilish (taymer) sxemalari signallari ta’sirida sodir boʻladi. Taymer (T) koʻp hollarda alohida koʻrinishida bajariladi. U komandalarni bajarilish jarayonini vaqt boʻyicha taqsimlaydi.

3. Registrlar bloki (R). Joriy ma’lumotni oʻta operativ saqlash uchun hizmat qiladi. Bajaradigan amaliga koʻra bloklar quyidagi registrlarga ega:

a) OR va AR registrlari amal bajarish jarayonida AMQda ikkita

ikkilik son (operand)larni saqlaydi. Amal bajarib boʻlingach akkumulyator registri ARda son natija bilan almashtiriladi. Soʻngra operand registri OR holati, keyingi amal bajariladigan boshqa operand bilan almashtiriladi.

b) Komandalar registri (KR) mashina tomonidan bevosita bajarilayotgan komandani saqlash uchun ishlatiladi. Komanda kodi KRdan BQsiga uzatiladi va deshifratsiyalanadi. Soʻngra komandani ishlatish boʻyicha amallar bajariladi.

c) Bayroq registri (BR) yoki oʻtkazish registri, u toʻlib qolgan hollarda ishlatiladi.

d) Holatlar registri (HR). Keyingi takt davomida BQ tomonidan beriladigan komandani tanlash MPning masalani yechish jarayonida yuzaga keladigan sharoitlarni alternativ hal qilish qobiliyatiga bogʻliq.

Bunday shartlarni aniqlash uchun qurilmaning ikki razryadli joriy holat (HR) registri hizmat qiladi. Bu registr dasturni bajarilish davomida har vaqt momentida MP holatini qayd etadi va BQga signal uzatadi. Bu signalda komanda hisoblagichi deb ataluvchi maxsus registrda joylashgan keyingi komanda adresi koʻrsatiladi.

e) Komanda hisoblagichi (KH). U dasturlar joylashgan xotira yacheykalariga murojaatni tashkil qilish uchun hizmat qiladi. Ba’zi hollarda KH tarkibi dastur yordamida oʻzgartirilishi mumkin. Shunday qilib, dasturning boshqa qismini boshqarish amalga oshiriladi.

f) Umumiy maqsadlarga moʻljallangan registrlar (UMR).

UMRlar sxemotexnikasi ularni oraliq natijalar, adres va komandalarni saqlashda qoʻllashga imkon beradi. UMRlarni oʻzi esa umumiy shina orqali boshqa ishchi registrlar bilan bogʻlanishi mumkin.

j) Stekli tashkil etilgan registlar (steklar). Ularda sinxrosignal berilganda yozilgan sonlarni chap yoki oʻngga siljituvchi reversiv registrlar qoʻllaniladi. Yuklash rejimida registrlar birinchi razryadga kirishga berilgan sonni qabul qiladi, soʻngra uni ketma-ket bir razryadga oʻngga siljitadi. Stek chiqarib yuborish rejimida kiritilgan son chapga siljitiladi va ketma-ket stekdan chiqarib yuboriladi. Natijada, stekka ohirgi boʻlib qabul qilingan son, undan birinchi boʻlib chiqarib

yuboriladi. Shuning uchun stek xotiraga murojaat qilmasdan toʻqri ketma-ketlikda arifmetik amallarni tashkil etish imkonini beradi. Bu holat, turli masalalarni yechishni soddalashtiradi.

Mikroprotsessor tizim ichidagi magistral orqali hamkorlik qiladi