Kompyuterning arxitekturasi va tuzilishi
Kompyuter qurilmalarini ko'rib chiqishda
ularning arxitekturasi va
tuzilishini farqlash odatiy holdir. Kompyuterning arxitekturasi uning qandaydir
umumiy darajadagi tavsifi deb ataladi, u foydalanuvchi uchun mo'ljallangan
dasturlash imkoniyatlari, ko'rsatmalar to'plami, adreslash tizimi, xotirani tashkil
etish va hokazolarni o'z ichiga oladi. Arxitektura kompyuterning
asosiy mantiqiy
tugunlari: protsessor, operativ xotira, tashqi xotira va periferik qurilmalarning
170
ishlash tamoyillarini, axborot aloqalarini va o'zaro bog'lanishini belgilaydi. Turli xil
kompyuterlarning umumiy arxitekturasi ularning foydalanuvchi nuqtai nazaridan
mosligini ta'minlaydi. Kompyuterning tuzilishi - bu uning funktsional elementlari
va ular orasidagi bog'lanishlarning yig'indisidir. Elementlar
turli xil qurilmalar
bo'lishi mumkin - kompyuterning asosiy mantiqiy tugunlaridan oddiy
sxemalargacha. EHMning tuzilishi grafik shaklda strukturaviy diagrammalar
ko`rinishida tasvirlangan bo`lib, ular yordamida EHMni har qanday darajadagi
detallarda tasvirlash mumkin. Eng keng tarqalgan quyidagi me'moriy echimlar (3.3-
rasm):
3.3-rasm - Kompyuter arxitekturasining mavjud turlari
Klassik arxitektura (von Neumann arxitekturasi) - bitta arifmetik mantiq
birligi (ALU), bu orqali ma'lumotlar oqimi o'tadi va bitta boshqaruv bloki (CU), bu
orqali ko'rsatmalar oqimi o'tadi. Bu bir protsessorli kompyuter. Ushbu turdagi
arxitektura umumiy avtobusga ega shaxsiy kompyuter arxitekturasini o'z
ichiga
oladi. Bu yerda barcha funksional bloklar umumiy shina bilan ulanadi, u tizimli
shina deb ataladi. Fizik jihatdan, magistral elektron sxemalarni ulash uchun
rozetkalarga ega bo'lgan ko'p simli chiziqdir. Magistral simlarni yig'ish alohida
guruhlarga bo'linadi: manzil avtobusi, ma'lumotlar avtobusi va boshqaruv avtobusi.
Periferik qurilmalar (printer va boshqalar) kompyuter
texnikasiga maxsus
kontrollerlar - periferik qurilmalarni boshqarish qurilmalari orqali ulanadi.
Nazoratchi - bu protsessorni ushbu uskunaning ishlashini bevosita boshqarishdan
ozod qiladigan periferik uskunalar yoki aloqa kanallarini markaziy protsessor bilan
bog'laydigan qurilma. Ko'p protsessorli arxitektura. Kompyuterda bir nechta
171
protsessorlarning mavjudligi ko'plab ma'lumotlar oqimi va ko'plab ko'rsatmalar
oqimlarini parallel ravishda tashkil qilish mumkinligini anglatadi. Shunday qilib, bir
xil vazifaning bir nechta fragmentlari parallel ravishda bajarilishi mumkin. Umumiy
operativ xotira va bir nechta protsessorlarga ega bo'lgan bunday mashinaning
tuzilishi 1.3-rasmda ko'rsatilgan. Ko'p mashinali hisoblash tizimi - hisoblash
tizimiga kiritilgan bir nechta protsessorlar umumiy tezkor xotiraga ega emas, lekin
har birining o'ziga xos (lokal) mavjud. Ko'p kompyuterli tizimdagi har bir
kompyuter klassik arxitekturaga ega va bunday tizim keng tarqalgan. Biroq, bunday
hisoblash tizimidan foydalanish samarasini faqat o'ta maxsus tuzilishga ega bo'lgan
muammolarni hal qilishda olish mumkin: u tizimda kompyuterlar bo'lganidek,
shunchalik erkin bog'langan kichik vazifalarga bo'linishi kerak. Ko'p protsessorli va
ko'p mashinali hisoblash tizimlarining bir protsessorlilarga nisbatan tezligi ustunligi
aniq. Parallel protsessor arxitekturasi. Bu erda bir nechta ALU bir CU nazorati ostida
ishlaydi. Bu shuni anglatadiki, juda ko'p ma'lumotlar bir dastur - ya'ni bir vaqtning
o'zida bitta ko'rsatma oqimi tomonidan qayta ishlanishi mumkin.
Bunday
arxitekturaning yuqori mahsuldorligini faqat bir xil turdagi turli xil ma'lumotlar
to'plamlarida bir xil hisoblash operatsiyalari bir vaqtning o'zida bajariladigan
vazifalarda olish mumkin. Keling, eng keng tarqalgan kompyuter tizimi - shaxsiy
kompyuter misolida kompyuter qurilmasini ko'rib chiqaylik. Shaxsiy kompyuter
(ShK) bir foydalanuvchi uchun mo'ljallangan nisbatan arzon universal
mikrokompyuterdir. Shaxsiy kompyuterlar odatda ochiq arxitektura tamoyili
asosida proyeksiyalanadi. Ochiq arxitektura printsipi quyidagicha:
faqat
kompyuterning ishlash printsipi tavsifi va uning konfiguratsiyasi (ma'lum bir
apparat va ular orasidagi bog'lanishlar majmuasi) tartibga solinadi va
standartlashtiriladi. Shunday qilib, kompyuter mustaqil ishlab chiqaruvchilar
tomonidan ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan alohida yig'ilishlar va qismlardan
yig'ilishi mumkin; Kompyuterni ichki kengaytirish slotlari mavjudligi tufayli
osongina kengaytirish va yangilash mumkin,
unga foydalanuvchi berilgan
standartga mos keladigan barcha turdagi qurilmalarni kiritishi va shu orqali o'z
shaxsiy afzalliklariga muvofiq o'z mashinasining konfiguratsiyasini o'rnatishi
172
mumkin. Kompyuter tizimining asosiy funksional komponentlarini ularning
munosabatlarida aks ettiruvchi soddalashtirilgan blok-sxema 3.4-rasmda keltirilgan.
3.4-rasm – Shaxsiy kompyuterning umumiy tuzilishi
Turli xil kompyuter qurilmalarini bir-biriga ulash uchun ular bir xil
interfeysga ega bo'lishi kerak (inglizcha interfeysdan inter - inter, va face - face).
Interfeys ikkita qurilmani moslashtirish vositasi bo'lib, unda barcha jismoniy va
mantiqiy parametrlar bir-biriga mos keladi. Agar interfeys umumiy qabul qilingan
bo'lsa, masalan, xalqaro shartnomalar darajasida tasdiqlangan bo'lsa, u standart deb
ataladi. Funktsional elementlarning har biri (xotira, monitor yoki boshqa qurilma)
ma'lum turdagi shina bilan bog'liq - manzil, boshqaruv yoki ma'lumotlar shinasi.
Interfeyslarni moslashtirish uchun periferik qurilmalar to'g'ridan-to'g'ri avtobusga
emas, balki ularning kontrollerlari (adapterlari) va portlari orqali taxminan quyidagi
sxema bo'yicha ulanadi (3.5-rasm):
3.5-rasm - Qurilmani avtobusga
ulash sxemasi
Kontrollerlar va adapterlar - bu o'zlarining interfeyslarining muvofiqligi
uchun kompyuter qurilmalarini ta'minlaydigan elektron sxemalar to'plami. Bundan
tashqari, kontrollerlar mikroprotsessor talabiga binoan atrof-muhit qurilmalarini
