Boshqaruv hamda pedagog kadrlarni qayta tayyorlash va ularni malakasini oshirish instituti

Superscalar bilan ishlash
Superscalar protsessoriga ma'lum bir ish sinflarini bajarish uchun javobgar 
bo'lgan bir nechta mustaqil ma'lumotlarni qayta ishlash bloklari kiradi. "Skalalar" 
atamasi ushbu protsessorlar va vektor ma'lumotlari bilan ishlaydigan kalkulyatorlar 
o'rtasidagi tub farqni ta'kidlash uchun ishlatiladi [3]. Bunday tashkilot protsessorga 
bir vaqtning o'zida skalyar ma'lumotlarga bir nechta buyruqlarni bajarishga imkon 
beradi. Umuman olganda, superskalalar qayta ishlash turli xil protsessor 
quvurlarida parallel ravishda amalga oshiriladi (15.4-rasm). Bu erda, CLCM-ning 
1-bosqichida bir nechta buyruqlarni tanlash kerak, ularning har biri o'z trubkasiga 
ishlov berish uchun yuborilgan va buyruqlarni bajarish uchun birlik. Buyruqlar va 
ma'lumotlarning bir nechta tanlanishini ta'minlash uchun maxsus xotira tashkiloti 
talab qilinadi. 
15.4-rasm. Ko'p konveyerli superskalalar protsessorining tuzilishi
Ko'p sonli ishlov berish birliklari bo'lgan bitta konveyerdan foydalanib, 
superscalar protsessorini boshqarish murakkabligini kamaytirish mumkin (15.5-
rasm). Odatda, 1-3 bosqichlarda bajarilgan operatsiyalar, mashina buyrug'ining 
haqiqiy bajarilishiga qaraganda ancha kam vaqt talab qiladi. Shunday qilib, 1-3 
bosqichlar jamoani tegishli ishlaydigan moslamani qayta ishlash va yuklashga 
tayyorlashni ta'minlaydi. Agar keyingi buyruqning dastlabki ma'lumotlari avvalgi 
buyruqning natijasiga bog'liq bo'lsa, unda avvalgisiga ishlov berish tugaguncha 
bunday buyruq bajarilmaydi. Umumiy holda, superscalar protsessori dasturning 
manba kodida ko'rsatilgan mashina ko'rsatmalarining ishlash tartibini uning ishlash 
mantig'ini buzmasdan o'zgartirishi mumkin. 

---

94 
Qoida tariqasida, supersalar protsessorida har bir mashina ko'rsatmasi uchun 
mustaqil ishlov berish birligi, ba'zan esa bir nechta amalga oshiriladi. Masalan, 
ALU raqamlarni suzuvchi-nuqta formatida, ALU qayta ishlangan raqamlarni sobit 
nuqtali formatda, ma'lumotlarni yuklash va saqlash bloklari va boshqalar. 
15.5-rasm. Yagona quvur liniyasidan yuqori protsessor
Superscalar 
protsessorlarining 
ishlash 
ko'rsatkichlari 
mashina 
ko'rsatmalarining tabiiy ketma-ketligida super konveyer kompyuterlarning 
ishlashiga to'g'ri keladi. Shartli o'tishlar mavjud bo'lganda, superscalar protsessori 
o'tishning prognozi xatosi uchun jarimaga olib keladigan kamroq kechikishlarni 
ta'minlaydi. 15.6-rasmda bir xil mashina dasturlarini bajarishda super konveyer va 
superskalalar protsessorlarining ishlashining qiyosiy diagrammalari ko'rsatilgan. 
15.6-rasm. Protsessorning vaqt diagrammasi: super 
quvur (a) va superskalalar (b). 

---

95 
Supersalar protsessorlarining ishlashi ko'p jihatdan har bir aniq dasturda 
buyruqlarning parallel ravishda bajarilishi imkoniyatiga bog'liq. Bu imkoniyat 
o'qitish darajasidagi parallelizm tushunchasi bilan bog'liq. Protsessorda 
operatsiyalarni parallellashtirish bir qator cheklovlar bilan bog'liq, ularning 
asosiylari 
• ma'lumotlarga bog'liqlik,
• protsessual bog'liqlik, 
• resurslardan foydalanish ziddiyati,
• mahsulotga bog'liqlik, 
• teskari munosabatlar.
Agar qo'shni dastur buyruqlarida ma'lumotlarga bog'liqlik bo'lmasa, ularni 
ikkita mustaqil operatsion birlikda bir vaqtning o'zida ajratib olish va qayta ishlash 
mumkin. Aks holda, keyingi buyruq bajarilishi uchun barcha dastlabki ma'lumotlar 
paydo bo'lmaguncha, ko'p sonli tsikllar kechiktirilishi kerak. 
Protsedura 
bog'liqligi 
ikkita 
holat 
bilan 
bog'liq: 
shartli 
filial 
ko'rsatmalarining mavjudligi, ushbu yo'riqnoma bajarilishidan oldin keyingi 
yo'riqnomaning manzilini aniqlashning iloji bo'lmaganda va oldingi buyruq to'liq 
yoki qisman dekodlanmaguncha keyingi yo'riqnomani chiqarib olish mumkin 
bo'lmaganda o'zgaruvchan uzunlikdagi ko'rsatmalardan foydalanish.
Resurslardan foydalanishdagi ziddiyat, turli xil mashina ko'rsatmalarini 
bajarish uchun protsessorning bir xil funktsional tugunlari - xotira, avtobus, registr 
va boshqalar zarur bo'lganda paydo bo'ladi. 
Chiqarilgan bog'liqlik qo'shni bo'lmagan mashina ko'rsatmalarini ularni 
bajarish natijalarining boshqa buyruqlarni bajarishda noto'g'ri natijalarni olishiga 
ta'siri tufayli qo'shma ijro etish (guruhlash) mumkin emasligini ta'minlaydi. 
Boshqacha qilib aytganda, mahsulotga bog'liqlik dasturda ko'rsatilgandek, mashina 
ko'rsatmalarini bajarish tartibini buzishni taqiqlaydi.
Keyingi buyruq oldingi buyruqni bajarish uchun ishlatiladigan ma'lumotni 
o'zgartirganda teskari munosabatlar yuzaga keladi. Bunday holda, oldingi buyruq 

---

96 
ishga tushmaguncha va tegishli ma'lumotlar olinmaguncha keyingi buyruq 
bajarilmaydi. 
Dasturda ishlatiladigan buyruqlarga ilg'or qarashni amalga oshiradigan bepul 
boshlang'ich buyurtma yoki buyruqlarni bepul buyurtma qilish texnologiyasidan 
foydalanishda oxirgi ikkita cheklov paydo bo'ladi. Bunday tashkilot yordamida 
dekodlashdan keyin buyruq buferga kiradi, u erda kerakli funktsional tugunning 
chiqarilishini kutadi. Kerakli resurs buyruqni bajarish uchun bo'sh bo'lganda, 
buyruq buferdan olinadi va quvur liniyasi bajarilgan joyga keladi. Shu bilan birga, 
har qanday birinchi buyruqni buferdan olish mumkin, buning uchun bepul tugun 
zarur va bu hech qanday nizo yoki qaramlikka xalaqit bermaydi.
Shunday qilib, superscalar protsessorining apparat va dasturiy resurslariga 
quyidagi talablar qo'yiladi [7]: 
• bir nechta buyruqlarni parallel o'qish va shartli filial buyruqlaridan keyin bo'limni 
bashorat qilish;
• buyruqlarni bajarish tartibini o'zgartiradigan mexanizmni ularning dastur 
mantig'ini o'zgartirmasdan dasturda joylashish ketma-ketligi bilan taqqoslash; 
• ma'lumotlardan bog'liqlikni aniqlash mantiqini va buyruqlarni to'g'ri bajarish 
uchun ularni almashish mexanizmini yaratish;
• bir vaqtning o'zida bir nechta xotiraga kirish imkoniga ega bo'lgan bir nechta 
mashina yo'riqlarini parallel bajarish mexanizmini amalga oshirish; 
• dasturda tasvirlangan dastlabki buyruq oqimiga mos keladigan tartibda individual 
buyruqlar natijalarini aniqlashni boshqaruvchi mexanizmni amalga oshirish.