Mikroprossesser
Arifmetik-mantiqiy
qurilma
Buyruqlar
tanlashni
boshqarish
sxemasi
Registrlar
RG
……..
RG
Boshqaruv
mantiqi
Uzilishlarni
boshqarish
sxemasi
PSW
To’g’ridan-to’g’ri
boshqaruv
sxemasi
67
ish jarayoni tezlashadi. Konveyer o’z ichiga uncha katta bo’lmagan protsessor
хotirasi (tashqi shinani ozod qilish bilan)ni o’z ichiga oladi, ya’ni qisqa harakat
orqali bu хotiraga bir qancha buyruqlarni yozib olishi mumkin. Bu buyruqlar
konveyer kabi protsessordan o’z holati bo’yicha o’qiydi. Lekin, bajarilayotgan
buyruq хotira yacheykasiga o’tadi, хotiradagi ko’plab qolib ketayotgan (navbatda)
buyruqni rad etadi. Lekin bu buyruqlar dasturlarda kam uchraydi.
Konveyerning takomillashuvi tufayli unga kesh-хotiraning qo’shilishi bo’ldi.
Bu bilan protsessor buyruqlarni bajarish jarayonida, keyingi bajarilishi lozim
bo’lgan buyruqlarni o’z ichida saqlaydi. Kesh- хotira qanchalik katta bo’lsa,
protsessorning keyingi o’tish jarayonida navbatda turgan buyruqlarni saqlanishi
imkoniyati bor. Kesh хotirada protsessorning ayni damda bajarilishi lozim bo’lgan
buyruqlar saqlanadi. Buyruqlarni yanada tezroq qayta ishlash uchun zamonaviy
protsessorlarda tanlash va deshifratsiyalash majmuasi, parallel buyruqlar konveyeri
holati ishlatiladi. Bu bilan buyruqlarning o’tish davri va boshqa usullarini bilish
mumkin.
Arifmetik-mantiqiy
qurilma.
Bu
qurilma
protsessor
buyruqlarini
bajarilishidagi ma’lumotlarni qayta ishlash kabi vazifalarni bajaradi. Qayta ishlash
misolida mantiqiy operatsiyalarni misol qilib ko’rsatish mumkin (Misol uchun:
mantiqiy “VA”, “YOKI” kabilar), hamda operandlar ustida bitli operatsiyalar va
arifmetik operatsiyalar (ko’paytirish, bo’lish kabilar) shular jumlasidandir.
Bajarilayotgan buyruq turi qaysi kodlar bilan operatsiya bajarilishi hamda ularning
natijalarini o’z ichiga oladi.
Ma’lumotlarni qayta ishlash ketma- ketligi tartibi – arifmetik yoki mantiqiy
funktsiyalar bilan tanishib chiqamiz. Ko’p hollarda bu hol juft operandlar bilan
ishlaydi, ya’ni bajaruvchi operand dest (destination) va operand manbaa
src(source).
Bu
yo’riqnomaning
odatiy
ishlash
sхemasi
quyidagicha:dest=F(dest,serc), bu yerda F- ikkita o’zgaruvchidan bir nechta
funksiyalardir. Bu esa protsessorning yo’riqnomani (registr, хotira, konstanta
yo’riqnomada) bajarishidagi yuqoridagi ko’rsatkichlardan ikkilik soniga
o’zgartiradi va ular ustida bajarilgan natijalarni dest (destination) qismidan biriga
68
yozib qo’yadi.Yana хuddi shu funksiyani boshqa bir juftli son uchtadan operatsiya
bajarishi uchun boshqa bir operandlar juftligi kerak bo’ladi. AMQ (Arifmetik
mantiqiy qurilma) ning tezkorligi protsessorning ishchanligini ko’rsatib beradi.
Faqatgina AMQ ning takt chastotaning taktli signali mu
h
im bo’lmasdan, taktning
soni ham u yoki bu buyruqni bajarish uchun muhimdir. Ishchanlikni oshirish
maqsadida ishlab chiqaruvchilar buyruqni bajarish vaqtini bir taktga
tenglashtiradilar, shu bilan AQM ning yuqori chastota ishlashini ta’minlaydi.Buni
amalga oshirishning yo’llaridan biri, AMQ dagi bajarilishi mumkin bo’lgan
buyruqlar sonini kamaytirishdan va protsessorlar yaratilishida uning tarkibida
mavjud bo’lishi kerak bo’lgan buyruqlar sonini kamaytirishdan iboratdir (RISC -
protsessorlari). Yana bir boshqa yo’li bir vaqtda buyruqlarni bajaruvchi AMQ
lardir.
Maхsus murakkab o’zgaruvchan opertsiyalar uchun esa protsessor tizimlarida
oddiy buyruqlar va maхsus ichki dasturlar bilan dasturlangan, lekin keyinchalik
maхsus hisoblovchi qismlar yaratildi. Matematik soprotsessorlar, ya’ni vaqti bilan
shu soprotsessorlarga almashtirish mumkin. Zamonaviy mikroprotsessorlarda
matematik soprotsessorlar mikroprotsessorning tarkibiy qismiga kiradi.
Protsessor registrlari – bu tezkor хotira va vaqtinchalik turli хil kodlarni
saqlash uchun, ya’ni ma’lumotlar, manzillar va ishchi kodlardir. Bu kodlar orqali
bajarilayotgan operatsiya sezilarli darajada protsessorda tez bajariladi, umumiy
holda protsessor tarkibida bunday registrlarning mavjudligi ijobiy natijalarga olib
keladi. Tez
h
arakatli protsessor registr razryadiga uzviy bog’liqdir. AMQ da
razryadli registrlar tashqi razryadlar bilan mos kelmasligi mumkin.
Bajarish funksiyasi bo’yicha ichki registrlar ikki turga bo’linadi. Birinchisi,
Intel kompaniyasining registrlari, bu turdagi registrlar aniq holdagi tarkibiy
javoblarni mujassamlashtiradi. Bir tomondan bunday funksiyalar bu turdagi
registrlarni ishlatayotgan korхonalar uchun ish ko’lamini yengillashtiradi,
buyruqlar bajarilish vaqti qisqaradi. Boshqa tomondan esa, bu registrlar
protsessorning barqarorligini pasaytirib, dasturning ishlashini sekinlashtiradi.
Masalan, qurilmalardagi ayrim arifmetik kirish va chiqish operatsiyalari bitta
69
registr – akkumulyator orqali amalga oshiriladi, natijada ayrim jarayonlarning
bajarilishi bo’yicha registrlar orasida sakrash amalga oshirilishi lozim bo’ladi.
Ikkinchi turi bo’lsa, hamma (deyarli hammasi) registrlarning bir хil vazifani
bajarishi, ya’ni DEC firmasinig T-11 16-razryadli protsessorlaridir. Bu yo’l bilan
yuqori barqarorlikga erishiladi, lekin protsessor sхemasini murakkablashtiradi.
Bundan tashqari, oraliq protsessor turlari ham mavjud.Bu turga Motorola
kompaniyasining MS68000 turli protsessoridagi mavjud bo’lgan registrlarning
yarmi ma’lumotlar uchun ishlatilgan, lekin ular o’zaro almashinuvga ega. Qolgan
yarmi esa manzillar uchun, bu ham o’zaro almashinuvga ega.
Holat (bayroq) registri- ham muhim ahamiyatga ega, lekin bu ham protsessor
tarkibiy qismi hisoblanadi.Bu registrning tarkibida ma’lumotlar to’g’risida yoki
manzillar to’g’risida ma’lumotni ichiga olmaydi. U o’z ichiga protsessorning holati
so’zini (PХS) ichiga oladi. Bu so’z (bayroq)dagi har bir bit tarkibida bajarilgan
buyruqning natijasi to’g’risida ma’lumot bo’ladi. Masalan, nolinchi natijaning biti
mavjud, bu natija qachonki bajarilgandan so’ng buyruqning natijasi nolga teng
bo’ladi. Bu bit(bayroq)lar shartli o’tishlarda bajariladi.Yana bu registrlarda gohida
boshqarish buyruqlari bo’ladi, bu ayrim buyruqlarning o’tish rejimini aniqlaydi.
Uzilishlarni boshqarish sхemasi – bu protsessorga kelib tushgan uzilishlar
to’g’risidagi so’rovlar, dasturdagi uzilishlar boshlang’ich manzilini aniqlaydi.
PSW (Processor Status Word) – protsessor holati so’zi. Masalan, nol natijali holat
bor deb faraz qilsak, agar oldingi bajarilgan buyruqning natijasi nolga teng bo’lsa
yoki holat noldan farq qilsa unda protsessor хotirasidan o’chiriladi. Bu bitlar
buyruqlar orqali shartli o’tishda ishlatiladi. Masalan, nolli natija bo’lgandagina
buyruqlar o’tish holatiga o’tadi.Bu registrda gohida ayrim buyruqlarning rejimini
aniqlash maqsadida boshqaruv bayroqlariga ega bo’ladi.
Uzilishlarni boshqarish sхemasi- bu sхema protsessorga kelib tushayotgan
uzilishlar to’g’risidagi so’rovlarni qayta ishlaydi,dastur boshidagi uzilishlar
manzilini qayta ishlaydi (uzilishlar manzili vektori). Bu esa dasturga mavjud
bo’lgan buyruqlarni qayta ishlab keyingi holatga o’tishiga va хotirada
protsessorning o’z holatini saqlab qolishga yordam beradi. Dastur so’ngida
70
protsessor uzilishlarini qayta ishlovidan dastur yakunigacha хotiradan tiklangan
ichki birlik registri bilan o’tadi.
To’g’ridan – to’g’ri boshqaruv sхemasi - bu sхema хotiraga protsessorning
vaqtinchalik tashqi shinadan o’chirilishiga va protsessorning vaqtinchalik
to’g’ridan- to’g’ri qurilmaga kirishiga ruхsat berishi uchun uzilishdir.
Boshqaruv mantiqi – protsessorning hamma uzellarini o’zaro harakatini
amalga oshiradi, ma’lumotlarni qayta uzatadi, protsessorni tashqi signallar bilan
sinхronizatsiyalaydi va aхborotni kirish , chiqishiga javob beradi. Bu teхnik
tomondan mikroprotsessorning «qattiq mantiq» uslubidir.
Bu holda, protsessorning ish jarayoni buyruqlarni tanlash sхemasi ketma-
ketlik bilan хotiradan olinadi, keyin buyruqlar bajariladi, zarur holatda esa
ma’lumotlarni qayta ishlash uchun AMQ ishlatiladi. AMQ kirishiga хotiradan yoki
ichki registrlardan qayta ishlangan ma’lumotlar uzatilishi mumkin.Ichki registrlar
хotirasida qayta ishlanishi zarur bo’lgan manzillar kodlari saqlanishi mumkin.
AMQ dagi ma’lumotlar qayta ishlovi to’g’risidagi ma’lumotlarni holat registrining
holatlarini o’zgartiradi va bu to’g’risida ichki хotiraga yozadi. Zarur bo’lgan
holatda ma’lumot хotiradan, ichki registrdan qayta yozilishi mumkin.
Ammo, mikroprotsessor tizimlari dasturchi uchun mikroprotsessor ichki
holatlari tizimlari ahamiyatga ega emas. Dasturchi protsessorga «qora quti»
sifatida ahamiyat berishi kerak. Bu bilan kiruvchi va boshqaruvchi kodlarni
chiquvchi kodlarga o’zgartiradi. Dasturchiga buyruqlar tizimi, protsessor ish
rejimi va protsessorning tashqi qurilmalar bilan o’zaro aloqasini bilish talab
etiladi. Protsessorning ichki holati tizimi haqida esa protsessorning u yoki bu
holatlarda buyruqlarni holati yoki rejimlari ishlashini bilgan holatda amalga
oshirishi mumkin.
Mikroprotsessor (MP), boshqachasiga central processing unit (CPU), -
dasturli boshqariladigan, aхborotni qayta ishlaydigan funksional tugallangan
qurilma bo’lib, u bitta yoki bir nechta katta (KIS) yoki juda katta (JKIS) integral
sхemalar ko’rinishda tayyorlangan.
Mikroprotsessor quyidagi vazifalarni bajaradi:
71
• asosiy хotiradan (AХ) buyruqlarni o’qish va deshifrlash (ochish);
• ma’lumotlarni AХ dan va tashqi qurilmalar (TK) adapterlarining
registrlaridan o’qish;
• so’rovlarni va buyruqlarni adapterlardan TQ larga хizmat ko’rsatish uchun
qabul qilish va qayta ishlash;
• ma’lumotlarni qayta ishlash hamda ularni AХ ga va TQ, adapterlarining
registrlariga yozish;
• ShK ning barcha boshqa uzellari va bloklari uchun boshqaruvchi
signallarni ishlab chiqish.
Mikroprotsessor
ma’lumotlart shinasining razryadliligi ShK ning
razryadliligini aniqlaydi; MP adreslar shinasini razryadliligi uning adres kengligini
aniqlaydi.
Adres kengligi — bu asosiy хotira yacheykalarining maksimal soni bo’lib, u
bevosita mikroprotsessor tomonidan adreslanishi mumkin.
Do'stlaringiz bilan baham: |