Tema: Zamanagóy kompyuterlerde mikroprosessorlardan paydalanıw

Mikroprotsessordiń dúzilisi hám tiykarǵı qásiyetleri
Mikroprotsessor - kompyuter islewin támiyinleytuǵın hám kompyuter apparatları jumısın basqaratuǵın apparat bolıp tabıladı. Ol kompyuterdiń islew tezligin belgileydi. Kompyuterler mikroprotsessor túri menen parıq etedi. Házirgi kúnde Mikroprotsessordiń túrli túrleri ámeldegi: (Intel, Pentium hám t.b. ). Mikroprotsessor kompyuterdiń eń zárúrli quralı yamasa basqasha aytqanda «miyasi» esaplanadı.
Onıń kólemi tiykarınan bir neshe santımetrni quraytuǵın elektron sxemadan ibarat bolıp, barlıq esaplaw hám maǵlıwmattı qayta islep beriwge xızmet etedi. Mikroprotsessor túrine qaray bir sekundta o'nlab, hátte júzlegen million operatsiyalardı (ámellerdi) atqaradı. Bul operatsiyalar júzlegen túrdegi arifmetik, logikalıq hám basqa ámeller bolıwı múmkin.
Mikroprotsessorlar tezligin ırǵaq chastotası belgileydi. Bir túrdegi mikroprotsessorlar túrli ırǵaq chastotası menen islep shıǵarılıwı da múmkin. SHu nátiyjesinde ırǵaq chastotasına qaray Mikroprotsessordiń bahası hám ónimliligi hár túrlı boladı. Írǵaq chastotası megagerslarda (Mgs) olshenedi. Mısal ushın, Pentium mikroprotsessori 75 Mgs-den 200 Mgs ırǵaq chastotası ortasındaǵı parq shama menen 2. 5 ret úlken bolıp tabıladı. Mikroprotsessordiń atı, ádetde ırǵaq chastotası menen júritiledi. Mısal ushın, Pentium F75 Mrs.
Mikroprotsessordiń ishki elementar operatsiyalarınıń orınlaw tezligin ırǵaq chastotası ańlatadı. Basqa -basqa mikroprotsessor modelleri birdey komandalardı (mısal ushın, qosıw hám kóbeytiw) túrli sandaǵı ırǵaqlar menen atqaradı.
Mikroprotsessordiń joqarı modellerinde bul komandalar kemrek ırǵaqlar menen ámelge asıriladı. SHu erda, birpara firmalar (AMD, Gyrix) markirovkalari shálkestiruvchi sanlardan paydalanıwına itibar beriw kerek. Mısal ushın, AMv5 x86/133 Mgs mikroprotsessori tek Intel-80486 (DX4) mikroprotsessori menen uqsas, lekin onıń ónimliligi eń ápiwayı Pentium/75 Mgs kabi bolıp tabıladı. Házirde islep shıǵarılıp atırǵan kompyuterlerdiń kóp bólegi Pentium, joqarılaw quwatlı kompyuterler bolsa — Pentium-4 mikroprotsessorlarga tiykarlanǵan bolıp tabıladı. Tek kompyuterdiń eń arzan modellerigina 486 DX4 yamasa AMD5 x86 mikroprotsessorlari tiykarında jıynaladı. SHuni atap ótiw kerek, mikroprotsessorlardiń Intel-8088, 80286, 80386, 80486 SX túrleriniń hár birine Intel-8087, 80287, 80387, 80487 SX nomer degi soprotsessorlar qosıp islep shıǵarılayapti.
Bul soprotsessorlardiń ózleri tuwrınan -to'gri kóplegen matematikalıq esaplardı (injenerlik esapları, úsh ólshewli suwretler hám basqalardı ) ásirese, haqıyqıy sanlar menen atqarılatuǵın ámellerdi esaplawǵa járdem beredi hám nátiyjede mikroprotsessorlardiń tezligi asadı. Házirgi waqıtta mikroprotsessorlardiń jańa túrlerinde (Intel-80486 DX, Pentium hám Pentium 4) haqıyqıy sanlar menen islew sistemaları kiritilgen, usınıń nátiyjesinde olar ushın soprotsessorlar islep shıǵarılmaydı.
Ekenin aytıw kerek, mikroprotsessor EXM-dıń oraylıq apparatı bolıp, cifrlı informaciyalardıń berilgen algoritm boyınsha avtomatikalıq islewin támiyinleydi. Protsessor EXM-dıń basqa apparatları menen suwretdegi sıyaqlı baylanısqan.
Sózlerdi qabıllaw, saklash hám olar ústinde ámellerdi orınlaw ushın registrlar, jıynagichlar hám basqa uzellardan shólkemlesken protsessordiń operatsion bólegi dep atalıwshı arifmetik - logikalıq apparat isletiledi.
Hár qanday ámel informaciya sózleri (operandlar) ústinde atqarılatuǵın mikroamallar izbe-izliginen ibarat boladı. Mikroamellerdiń atqarılıw tártibi ámel atqarılatuǵın algoritm arqalı anıqlanıp, uzellardiń kirisiw jollarına basqarıwshı signallar izbe-izligin beriw menen ámelge asıriladı. Basqarıwshı signallar payda etiwde protsessordiń basqarıwshı bólegi dep yuritiluvchi basqarıw apparatınan paydalanıladı.
Bul apparat kirisiw jolına berilgen ámel kodına uyqas halda onıń shıǵıw jolında u1, u2, …, un basqarıwshı signallar izbe-izligi qáliplesedi.
Ámelniń atqarılıw processinde arifmetik logikalıq apparattan basqarıwshı apparatqa mikroamellerdiń atqarılıw rejimin basqarıwshı r1, r2, …, rn logikalıq shártlerdi akslantiruvchi xabarlaytuǵın signallar uzatıladı.
Bul signallar mikroamallar tásirinde ózgeriwshi sózlernig bahalarına qaray «1» yamasa «0» bahaların aladı.
Bir taktda atqarılatuǵın mikroamallar kompleksi mikrokomanda dep júritiledi. Írǵaq protsessor isleytuǵın diskret waqtıniń eki t hám (t+1) payıtları aralıǵın ańlatadı.
Berilgen ámelniń atqarılıwın támiyinleytuǵın mikrokomandalar hám logikalıq shártler izbe-izligi sol ámelniń mikroprogrammasi dep ataladı. Mısal jol menende qo'zgalmas útirli sanlarin bir-birine bolıw ámeliniń mikroprogrammasini kóreylik. Bul ámeldi orınlawshı apparat (súwret) ámel atqarılıwınan aldın bóliniwshin saqlawshı jıynawshı jıynaǵısh (SM)-den; bóliwshin saqlawshı registr (RGX)- den, ámel orınlanǵannan keyin payda bolǵan bólindin saqlawshı registr (RGY)- den, ırǵaq schyotchigi (CrT) hám bólme turiniń to'lib - tamaqtasıshini belgileytuǵın trigger (TP) den ibarat.
Mikroprotsessorni hár qanday MP li sistemaǵa jalǵaw ushın sistemanıń basqa apparatları menen birden-bir negizler jáne onıń baylanısıw quralın islep shıǵıw yamasa belgilew kerek, yaǵnıy onı — fikatsiyalangan interfeys bolıwı kerek. Unifikaciyalanǵan in­terfeys bul MP sistemasınıń apparatların óz-ara baylanısıwınıń birden-bir negizin belgileytuǵın qaǵıydalar kompleksi bolıp tabıladı.
Interfeystiń quramına interfeysler xabarlarınıń xarakteristikaların hám olardıń waqıt diogrammasini hám de xabarlardıń elektrofizik kattliklarini tushintiradigan, qurulmalardiń ap — paratli quralların jalǵanıwı, baylanıstı xarakterleri kiritiledi.
Mikroprotsessordiń interfeysli baylanısıw sxeması.
MP korpusı arqalı MP KCHQ menen besew gruppalı baylanısıwǵa iye. Birinshi gruppalı baylanısıwda shinalar arqalı apparattıń adresin tańlaytuǵın kod uzatıladı.
Ekinshi gruppalı baylanısıwda shinadan oqıw hám jazıwdı basqarıwshı xabar uzatıladı.
Úshinshi gruppalı baylanısıwda shinadan MPni waqtınsha toqtatıw ushın xabar uzatıladı.
Tórtinshi hám besinshi gruppalı baylanısıwda shinalar arqalı protsessordan KCHQ ga hám KCHQdan MPga bahalar uzatıladı.
MP OXQ menen xam MP ni korpusındaǵı shıǵıwları arqalı besew gruppalı baylanısıwdı quraydı.
Altınshı gruppalı shina boyınsha OXQga adres uzatıladı. Ettinchi shina o'kish, jazıwdı basqarıw ushın, segizinshi—shinadagi xabarlar boyınsha protsessor buyrıqlardı qabıl etedi.
Toǵızınshı hám onınshı shinalar OXQ den MPga hám MPdan OXQga bahalardı uzatıwdı quraydı.
Maǵlıwmatlar magistrali (MM). Maǵlıwmatlar magistrali degende joqarı chastotalı maǵlıwmatlı xabarlardı uzatıw fizikalıq ózgeshelikke iye bolǵan kabellar hám sımlar (shinalar) jıyındısı túsiniledi.
Maǵlıwmatlar magistraliga jalǵanatuǵın elektron bloklar málim ózgeshelikke ıyelewi kerek, bolmasa qısqa tutas yamasa tómen qarsılıqlı qarıydar tashkil bolıwı múmkin.
Bahalardı maǵlıwmatlı magistrallar arqalı uzatıwdıń ulıwma nizamlıqın túsindiriwge mısal kilib qo'yidagi ush 4—razryadli maǵlıwmatlı magistrallar menen baylanısqan sinxronlashtiruvchi re — gistrlar sistemasın kórip shıǵamız (18—rasem). Ao — Az kiriwleri arqalı xabarlar registrga uzatıladı hám tek ǵana sinxrolash-tiruvchi xabardı aldınǵı fronti arqalı " YAzıwǵa ruxsat" (RZp) degen basqarıwshı xabar (BX) bolǵandaǵana trigger isleydi jáne bul bahalardı jazadı. Eger RZp 0 bolsa, ol xolla bahalardıń kirisiw xabarları triggerlardiń kiriwlerine tushmaidilar hám sol sebepli xam registrdiń jaǵdayın uzgartiraolmaydi. Bul jaǵdayda rejimde A1 kirisiw maydan maǵlıwmatlardı ótiwi ushın kirisiw qarsılıqları etarli shamaka iye boladı yaǵniy maǵlıwmatlar registrga jazılmaydı. Bul jaǵdayda registrlardiń kiriwlerin bahalar magistrallariniń shinasiga yondash jalǵaw hesh qanday mashqalanı keltirip shıǵarmaydı.