166
Nazorat savollari
1. Ko’p yadroli protsessorlarning arxitekturasi
2. Ko'p yadroli protsessorlarning asosiy sinflari
1 Amaliy mashg’ulot:
Mavzu:
Kompyuter tizimining umumiy tarkibini tashkillashtirish
Ishdan maqsad:
Kompyuterni qurish tamoyillari, ShK arxitekturasi va tuzilishi.
Nazariy qism
Kompyuterlarda ikkilik sanoq sistemasidan foydalanish. O'nlik sanoq
sistemasiga nisbatan afzalligi shundaki, qurilmalarni ancha sodda qilib yasash
mumkin, ikkilik sanoq sistemasida arifmetik va mantiqiy amallar ham ancha sodda.
Kompyuter dasturini boshqarish. Kompyuterning ishlashi buyruqlar
to'plamidan tashkil topgan dastur tomonidan boshqariladi. Buyruqlar ketma-ket
birma-bir bajariladi. Xotirada saqlanadigan dasturga ega mashinaning yaratilishi
bugungi kunda biz dasturlash deb ataydigan narsani keltirib chiqardi.
Buyruqlar hisoblagichi yordamida dastur xotiradan namuna olinadi. Bu
protsessor registri unda saqlanadigan keyingi instruksiyaning manzilini buyruq
167
uzunligiga ketma-ket oshiradi. Va dasturning ko'rsatmalari xotirada birma-bir
joylashganligi sababli, u ketma-ket joylashgan xotira elementlaridan buyruqlar
zanjirini tanlashni tashkil qiladi. Agar buyruq bajarilgandan so'ng keyingisiga emas,
balki boshqasiga o'tish kerak bo'lsa, buyruqlar hisoblagichiga keyingi buyruqni o'z
ichiga olgan xotira elementi raqamini kiritadigan shartli yoki shartsiz o'tish
buyruqlari qo'llaniladi. Xotiradan buyruqlarni olish “to'xtatish” buyrug'iga yetib
borib, bajarilgandan so'ng to'xtaydi. Shunday qilib, protsessor dasturni avtomatik
ravishda, inson aralashuvisiz bajaradi. Kompyuter xotirasi faqat ma'lumotlarni
saqlash uchun emas, balki dasturlar uchun ham ishlatiladi. Bunda dastur buyruqlari
ham, ma'lumotlar ham ikkilik hisoblash tizimida kodlanadi, ya'ni ularning yozib
olingan tasviri bir xil bo'ladi. Shuning uchun, ma'lum holatlarda siz buyruqlar
bo'yicha ma'lumotlardagi kabi amallarni bajarishingiz mumkin. Bu barcha
imkoniyatlarni ochib beradi. Masalan, dastur bajarilishi jarayonida qayta ishlashdan
ham o'tishi mumkin, bu esa dasturning o'zida uning ba'zi qismlarini olish qoidalarini
o'rnatish imkonini beradi (dasturda tsikllar va pastki dasturlarning bajarilishi
shunday tashkil etilgan). Bundan tashqari, bitta dasturning ko'rsatmalari boshqa
dasturning bajarilishi natijalari sifatida olinishi mumkin. Ushbu tamoyilga asoslanib,
tarjima usullari asoslanadi - yuqori darajadagi dasturlash tillarida dastur matnini
ma'lum bir mashina tiliga tarjima qilish. Adreslash printsipi: kompyuter xotirasining
elementlari ketma-ket raqamlangan manzillarga ega. Istalgan vaqtda istalgan xotira
elementiga uning manzili bo'yicha murojaat qilishingiz mumkin. Bu tamoyil
dasturlashda o‘zgaruvchilardan foydalanish imkoniyatini ochib berdi. Dasturni
bajarish jarayonida shartli sakrash imkoniyati. Buyruqlar ketma-ket bajarilishiga
qaramay, dasturlar kodning istalgan bo'limiga o'tish imkoniyatini amalga oshirishi
mumkin. Ushbu tamoyillar asosida qurilgan kompyuterlar fon Neyman tipidagidir.
Ammo ikkinchisidan tubdan farq qiladigan kompyuterlar mavjud. Ular uchun,
masalan, dasturni boshqarish printsipi bajarilmasligi mumkin, ya'ni ular hozirda
bajarilayotgan dastur buyrug'ini ko'rsatadigan "buyruqlar hisoblagichi"siz ishlashi
mumkin. Ushbu kompyuterlar xotiradagi o'zgaruvchiga murojaat qilish uchun unga
nom berishlari shart emas. Bunday kompyuterlar fon Neyman bo'lmagan
168
kompyuterlar deb ataladi. Ushbu tamoyillarning asosiy natijasini endi dastur endi
mashinaning doimiy qismi emasligi (masalan, kalkulyatorda bo'lgani kabi) deb atash
mumkin. Dasturni o'zgartirish oson bo'ldi. Lekin uskunalar, albatta, o'zgarishsiz
qoladi va juda oddiy. Taqqoslash uchun, ENIAC kompyuter dasturi (xotirada
saqlangan dastur bo'lmagan) paneldagi maxsus jumperlar tomonidan aniqlangan.
Mashinani qayta dasturlash (jumperlarni boshqacha o'rnatish) bir kundan ko'proq
vaqtni oldi. Zamonaviy kompyuterlar uchun dasturlarni yozish yillar talab qilishi
mumkin bo'lsa-da, ular qattiq diskda bir necha daqiqa o'rnatilgandan keyin ham
millionlab kompyuterlarda ishlaydi. Fon Neyman mashinasi qanday ishlaydi.
Fon Neyman mashinasi - xotira qurilmasi (xotira) - xotira, arifmetik-
mantiqiy qurilma - ALU, boshqaruvchi qurilma - UU, shuningdek kiritish va
chiqarish qurilmalaridan iborat qurilma (3.2-rasm). Dasturlar va ma'lumotlar kiritish
qurilmasidan arifmetik mantiqiy qurilma orqali xotiraga kiritiladi. Barcha dastur
buyruqlari qo'shni xotira elementlariga yoziladi va ishlov berish uchun ma'lumotlar
o'zboshimchalik bilan shkaflarda bo'lishi mumkin. Har qanday dasturda oxirgi
buyruq o'chirish buyrug'i bo'lishi kerak.
3.2-rasm - Fon Neyman mashinasining sxemasi
Buyruq qanday operatsiyani bajarish kerakligi (ma'lum apparatdagi mumkin
bo'lgan operatsiyalardan) va ko'rsatilgan operatsiya bajarilishi kerak bo'lgan
ma'lumotlar saqlanadigan xotira elementlarining manzillari, shuningdek, hujayralar
manzillaridan iborat. natijani yozish kerak (agar uni Xotirada saqlash kerak bo'lsa).
Arifmetik mantiq birligi ko'rsatilgan ma'lumotlar bo'yicha buyruqlar bilan
ko'rsatilgan amallarni bajaradi. Arifmetik mantiq birligidan natijalar xotiraga yoki
169
chiqarish qurilmasiga chiqariladi. Xotiraning chiqarish qurilmasidan tub farqi
shundaki, ma’lumotlar xotirada kompyuter tomonidan qayta ishlash uchun qulay
shaklda saqlanadi va chiqarish qurilmasida (printer, monitor va boshqalar) ular buni
qandaydir tarzda bajaradilar. bu odam uchun qulay. UU kompyuterning barcha
qismlarini boshqaradi. Boshqaruvchi qurilmadan boshqa qurilmalar "nima qilish
kerak" signallarini oladi va boshqa qurilmalardan CU ularning holati haqida
ma'lumot oladi. Boshqaruvchi qurilma "Buyruqlar hisoblagichi" deb nomlangan
maxsus registrni o'z ichiga oladi. Dastur va ma'lumotlar xotiraga yuklangandan
so'ng, dasturning birinchi buyrug'ining manzili buyruqlar hisoblagichiga yoziladi.
UU manzili buyruqlar hisoblagichida joylashgan xotira elementi tarkibini xotiradan
o'qiydi va uni maxsus qurilma - "Buyruqlar registriga" joylashtiradi. UU buyruqning
ishlashini belgilaydi, buyruqda manzillari ko'rsatilgan ma'lumotlarni xotirada
"belgilaydi" va buyruqning bajarilishini nazorat qiladi. Operatsiya ALU yoki
kompyuter uskunasi tomonidan amalga oshiriladi. Har qanday buyruqning
bajarilishi natijasida buyruq hisoblagichi bittaga o'zgaradi va shu bilan dasturning
keyingi buyrug'iga ishora qiladi. Joriy buyruqdan keyingi emas, balki ma'lum
manzillar soni bo'yicha berilgan buyruqdan uzoqda bo'lgan buyruqni bajarish kerak
bo'lganda, maxsus o'tish buyrug'i boshqaruvni o'tkazmoqchi bo'lgan katak manzilini
o'z ichiga oladi.
| 