Mavzu: elektron xotira tushunchasi

1. 
   Xotira tushunchasi
   
2. 
   Mikroprotsessorli xotira
   
3. 
   Registrli kesh-xotira
   
4. 
   Asosiy xotira
   
5. 
   Asosiy xotiraning mantiqiy strukturasi
   
6. 
   Tashqi xotira
   

Barcha komp’yuterlar tuzilishi Fon Neyman printsipiga asoslangan to`rt qismdan iborat va ularning bir qismi xotira deb aytiladi. Xotira ma`lumot va programmalar saqlash uchun xizmat qiladi.

Shaxsiy kompyuterlar xotiraning 4 ta ierarxik darajasiga ega:

• mikroprocessorli xotira (MPX);

• registrli kesh-xotira;

• asosiy xotira (AX);

• tashqi xotira (TX).

Ko’rsatilgan xotira tiplarining ikki muhim tavsifi xotira sig’imi va uning tezkorligi. Birinchi uchta tipdagi eslab qoluvchi qurilmalarning tezkorligi ularga murojaat qilish vaqti (t_mur) bilan o’lchanadi, tashqi eslab qoluvchi qurilmalarning tezkorligi esa ikkita parametr bilan: murojaat qilish vaqti (t_kid) va o’qish tezligi (V_o’qish) bilan o’lchanadi.

T_mur - malumotlarni qidirish, o’qish va yozish vaqtlari yig’indisi;

t_kid - yig’uvchida (tashuvchi) malumotni qidirish vaqti;

V_o’qish - axborotning yonma-yon baytlarini ketma-ket (transfer) o’qish tezligi.

Umumiy qabul qilingan qisqartirishlarni eslatib o’taniz:  sekund, ms - millisekund, mks - mikrosekund; 1 s=10³ ms=10⁶ mks=10⁹ ns.

     Mikroprotsessorli xotira (MPX) - unchalik katta bo’lmagan, lekin o’ta tezkor xotiradir (MPX ga murojaat qilish vaqti, ya’ni bu xotiradan ma’lumotlarni o’qish, qidirish yoki yozish vaqti nanosekundlar - mikrosekundning mingdan bir ulushlari bilan o’lchanadi).

    U mashina ishlashining yaqin taktlarida hisoblashlarda qatnashadigan ma’lumotlarni qisqa vaqt saqlash, yozish yoki berish uchun mo’ljallangan; mikroprotsessorli xotira mashinaning yuqori tezkorliligini ta’minlash uchun ishlatiladi, negaki asosiy xotira (AX) tez harakat qiladigan mikroprocessorni samarali ishlashi uchun kerak bo’lgan ma’lumotlarni qidirish, o’qish va yozish tezligini har doim ham ta’minlay olmaydi.

Mikroprotsessorli xotira razryadliligi mashina so’zidan kam bo’lmagan tez harakat qiladigan registrlardan tashkil topgan. Registrlarni soni va razryadliligi turli mikroprocessorlarda turlicha: 8086 MP da 14 ta ikki baytli registrlardan to Pentium mikroprotsesoridagi turli uzunlikdagi bir nechta o’nlab registrlargachadir.

  Registrli kesh-xotira - nisbatan katta sig’imli yuqori tezlikli xotira bo’lib, u asosiy xotira va mikroprotsessor o’rtasida buferdir va amallar bajarish tezligini oshirish imkonini beradi. Uni berish generatorining taktli chastotasi 40 MGc va undan yuqori bo’lgan shaxsiy kompyuterlarda yaratish maqsadga muvofiqdir. Kesh-xotira registrlariga foydalanuvchi murojaat eta olmaydi, shuning uchun ham uni kesh (Cache) deb nomlangan, bu ingliz tilidan tarjima qilganda «maxfiy joy» ma’nosini bildiradi.

Kesh-xotirada MP olgan yoki o’z ishining yaqin taktlarida oladigan qiymatlar saqlanadi, bu qiymatlarga tezda murojaat qilish dasturning navbatdagi buyruqlarini bajarish vaqtini qisqartirish imkonini beradi. Dasturning bajarilish vaqtida asosiy xotiradan birmuncha ilgari o’qilgan qiymatlar kesh-xotiraga yoziladi.

Natijalarni yozish prinsipi bo’yicha kesh-xotiraning ikki tipi bor:

• «teskari yoziladigan» kesh-xotirada amallarning natijalari u asosiy xotiraga yozilishidan oldin kesh-xotirada qayd qilinadi, keyin esa kesh-xotira nazoratchisi bu qiymatlarni mustaqil ravishda asosiy xotiraga qaytadan ko’chirib yozadi;

• «to’g’ridan to’g’ri yoziladigan» kesh-xotirada amallarning natijalari bir vaqtning o’zida parallel ravishda ham kesh-xotiraga, ham asosiy xotiraga yoziladi.

80486 MP laridan boshlab mikroprocessorlar o’zining sozlangan xotirasiga (yoki 1-darajali kesh-xotiraga) ega, shu bilan, xususan, ularning yuqori unumdorligi kelib chiqadi. Pentium va Pentium Pro mikroprocessorlari qiymatlar uchun alohida va buyruqlar uchun alohida kesh-xotiraga ega: Pentium da bu xotira sig’imi katta emas - 8 Kbaytdan, Pentium MMX da - 16 Kbaytdan, Pentium Pro da 1-darajali kesh-xotiradan tashqari, mikroprocessor platasiga sozlangan va mikroprocessorning taktli chastotasida ishlaydigan, sig’imi 256 yoki 512 Kbayt bo’lgan 2-darajali kesh-xotira ham mavjuddir.

  Shuni inobatga olish kerakki, hamma MP larda 2-darajali qo’shimcha kesh-xotira ishlatilishi mumkin, u MP dan tashqarida bosh platada joylashtiriladi va sig’imi bir necha megabaytlargacha etishi mumkin.

4. ASOSIY XOTIRA

Asosiy xotira (

    Tez eslab qolish qurilmasi (TEQQ shaxsiy kompyuter ishining joriy bosqichidagi hisoblash jarayonida bevosita qatnashayotgan axborotlarni (dasturlar va qiymatlar) saqlash uchun mo’ljallangan.

Tez eslab qolish qurilmasi - energiyaga bog’liq xotira: kuchlanish uzilganda unda saqlanayotgan ma’lumot yo’qoladi. Tez eslab qolish qurilmasi, asosini yarim o’tkazgichli eslab qolish elementlarining (triggerlarni) matrisasini o’z ichiga olgan katta integral sxemalar tashkil etadi. Eslab qoluvchi elementlar matrisaning vertikal va gorizontal shinalarining kesishishida joylashgan; ma’lumotlarni yozish va o’qish tanlangan xotira yacheykasiga tegishli bo’lgan elementlar bilan ulangan matricaning shinalari bo’yicha elektr impulslarni berish orqali amalga oshiriladi.

Konstruktiv jihatdan tezkor xotira elementlari ayrim xotira modullari ko’rinishda bajariladi - katta bo’lmagan plataga bitta yoki bir nechta mikrosxemalar kavsharlangan.

Qo’llaniladigan modullar tiplari:

- DIP (Dual In Line Package) va SIPP (Single In Line Package), hozir juda kam qo’llanilmoqda;

- SIMM (Single In Line Memory Module); SIMM modullari 256 Kbayt, 1, 4, 8, 16, 32 yoki 64 Mbayt sig’imga ega, saqlanayotgan bitlar juftligini nazorat qilinadi va nazorat kilinmaydi; kompyuterning bosh platasi raz’yomlariga mos keluvchi 30 - («qisqa» - eskirgan variant) va 72-kontaktli («uzun») raz’yomlarga ega bo’lishi mumkin; uzun modullar RAM EDO xotirasini tashkil etishda ham qo’llaniladi.

- DIMM (Dual In Line Memory Module) - 168-kontaktli raz’yomlarga ega bo’lgan yangi tipdagi moduldir; shunday mos raz’yomlarga ega bo’lgan faqat yangi tipdagi tizimli platalarga o’rnatilishi mumkin. DIMM modullari RAM EDO va SD RAM xotiralarni tashkil etishda qo’llaniladi.

486 MP uchun bosh platalarda 30- va/yoki 72-kontaktli modullar ishlatiladi, Pentium-mashinalarda esa odatda 72-kontaktli SIMM modullar yoki 168-kontaktli DIMM modullar qo’llaniladi. 30-kontaktli SIMM modulning uzunligi 10 sm dan oshiqroq, DIMM modulning uzunligi esa 13 sm atrofida. Bosh platada xotira modullarini o’rnatish uchun bir nechta raz’yomlar guruhi (banklar) bo’lishi mumkin, bitta bankka bir xil sig’imli bloklarni qo’yish mumkin, masalan, faqat 1 Mbaytdan yoki faqat 4 Mbaytdan, turli xil sig’imli bloklarni faqat turli banklarda o’rnatish mumkin. Ko’pchilik mikrosxemalarda murojaat qilish vaqti 60 yoki 70 ns; agar bosh plata 60 nanosekundli modullarga mo’ljallangan bo’lsa, unga 70 nanosekundli modullarni o’rnatish mumkin emas, teskarisiga esa mumkin.

Hozir tez saxifali murojaat qilinadigan FPM (Fast Page Mode) xotira bilan bir qatorda Pentium va Pentium Pro MP lari uchun ishlab chiqilgan ko’paytirilgan tezkorlikli DRAM xotirasining ushbu yangi tiplari paydo bo’ldi: RAM EDO (Extented Data Output) va SD RAM (Synchronous DRAM).

Aslida ta’kidlash kerakki, oxirgi raqam SHK kesh-xotirasiz ishlashga xosdir - kuchli kesh bor bo’lganda unumdorlikdagi yutuq bir necha foizlarni tashkil etishi mumkin.

Xotiraning bu turlarini umumiy qo’llashni Intel 430 TX, VIA Apollo 580 va ularga o’xshash bosh platadagi mikrosxemalar to’plami amalga oshiradi (ba’zida jargonda ularni Triton 3 deb atashadi).

Doimiy eslab qolish qurilmasi (DEQQ) ham bosh platada o’rnatilgan modullar (kassetalar) asosida quriladi va ushbu o’zgarmaydigan axborotlarni saqlash uchun ishlatiladi: operatsion tizimning yuklovchi dasturlari, kompyuter qurilmalarining testlash dasturlari va kiritish-chiqarish bazaviy tizimining (BIOS) bazi drayverlari va b.

Ma’lumotni qayta yozish uchun Flash-xotiraning maxsus kirishiga dasturlash kuchlanishini berish kerak (12 V), bu ma’lumotning tasodifiy o’chib ketish imkoniyatining oldini oladi. Flash-xotirani qayta dasturlashni bevosita disketadan yoki SHK klaviaturasidan maxsus nazoratchi bor bo’lganda yoki shaxsiy kompyuterga ulanadigan tashqi dasturlagich orqali bajarish mumkin.

Flash-xotira juda tez harakat qiladigan, ixcham, alternativ MDY eslab qolish qurilmalarini - «qattiq jismli disklarni» yaratish uchun ham, BIOS dasturlarini saqlaydigan doimiy eslab qolish qurilmasini almashtirish uchun ham juda qulay bo’lib, u shaxsiy kompyuterni modernizasiya qilishda bu dasturlarni «to’g’ridan to’g’ri disketadan» yangilash va yangiroq versiyalarga almashtirish imkonini beradi.

Tuzulish jihatdan asosiy xotira har biri 1 bayt sig’imga ega  bo’lgan millionlab alohida xotira yacheykalaridan tashkil topadi. Shaxsiy kompyuterlar asosiy xotirasining umumiy sig’imi 1 Mbaytdan 128 Mbayt oraliqda bo’ladi. Tez eslab qolish qurilmasi sig’imi doimiy eslab qolish qurilmasi, sig’imidan bir-ikki tartib yuqoridir: Doimiy eslab qolish qurilmasi, 64,128 (kamroq 256) Kbaytni band etadi, qolgan sig’im - bu tez eslab qolish qurilmasidir.

5. ASOSIY XOTIRANING MANTIQIY STRUKTURASI

Adres kengligi asosiy xotiraning bevosita adreslanadigan yacheykalarini imkon boricha maksimal sonini belgilaydi.

Zamonaviy shaxsiy kompyuterlar (oddiy maishiy kompyuterlardan tashqari) sig’imi 1 Mbaytdan sezilarli katta bo’lgan asosiy xotiraga ega: 1 Mbayt sig’imli xotira asosiy xotiraning yana bitta muhim strukturali tashkil etuvchisidir - uni bevosita adreslanadigan xotira deb ataymiz (u faqat haqiqiy rejim uchun tegishlidir).

1 M = 2²⁰ = 1048576 ta bevosita adreslanadigan xotira yacheykalarini adreslash uchun 20 razryadli kod kerakdir, uni shaxsiy kompyuterda asosiy xotira yacheykasi adreslarini strukturlashning maxsus uslublarini ishlatib olish mumkin.

Absolyut (to’liq, fizik) adres (A_abs) bir nechta tashkil etuvchilar yig’indisi ko’rinishida shakllanib, bu tashkil etuvchilardan ko’proq ishlatiladiganlari segment adresi va siljish adresidir.

A_segm 20 razryadli bo’lishi kerak, lekin agar A_segm albatta karrali (oxirgi 4 razryadda nollar bo’lishi kerak) bo’lish kerakligi shartini qabul qilinsa, u holda bu adresni 16 marta orttirilgan 16 razryadli kod bilan aniqlash mumkin, bu uning o’ng tarafiga 4 ta nol qo’shish va shunday qilib, uni 20-razryadli kodga aylantirish bilan tengdir. Ya’ni shartli ravishda bunday yozish mumkin:

Dasturchilar ba’zida yana siljish adresining ikkita tashkil etuvchisini: baza adresi va indeks adresini ishlatadilar.

Shaxsiy kompyuterlar uchun bevosita adreslanadigan xotirani standart taqsimlash xosdir, ya’ni asosiy xotiraning 1 megabaytli soxasini tez eslab qolish qurilmasi, va doimiy eslab qolish qurilmasi, o’rtasida va funksional mo’ljallangan axborot o’rtasida  taqsimlanadi.

Asosiy xotira murojaat qilish va adreslash usullariga mos ravishda bir-birini alohida, ba’zida qisman yoki to’liq to’sib qo’yadigan soholarga bo’linadi, ular umumiy qabul qilingan nomlarga egadir. Xususan, masalan, 16 Mbayt umumiy sig’imli shaxsiy kompyuter asosiy xotirasining yiriklashgan mantiqiy strukturasi  tasvirlangan.

Eng avvalo kompyuterning asosiy xotirasi ikkita mantiqiy soxaga bo’linadi: 0 dan 1024 K - 1 gacha adresli 1024K ta birinchi yacheykalarni band qiluvchi bevosita adreslanadigan xotira va yacheykalariga maxsus dastur-drayverlarni ishlatganda yoki mikroprocessorni himoyalangan ishlash rejimida murojaat qilish imkoniyati bor bo’lgan kengaytirilgan xotira.

64 K dan 1024 K gacha adreslar diapazonidagi bevosita adreslanadigan xotira yuqori xotira (UMA - Upper Memory Area) deb ataladi. Yuqori xotira displey (videoxotira) va doimiy eslab qolish qurilmasi xotirasi uchun rezerv qilib qo’yilgan. Lekin odatda yuqori xotirada bo’sh uchastkalar - xotirani boshqarish dasturlari yordamida (drayverlar) umumiy vazifali tezkor xotira sifatida ishlatilishi mumkin bo’lgan «oynalar» qoladi.

Bu xotiraga murojaat qilishning ikki asosiy usuli mavjud:

Kengaytirilgan xotira asosan qiymatlarni va OT ni ba’zi dasturlarini saqlash uchun ishlatilishi mumkin. Ko’pincha kengaytirilgan xotirani virtual (elektron) disklarni tashkil etish uchun ishlatiladi.

Xotiraning 1024 K dan 1087 K gacha adresli uncha katta bo’lmagan 64 kilobaytli soxasi bundan mustasnodir (yuqori xotira deb ataladi, ba’zida uni katta xotira deyiladi; HMA - High Memory Area), masalan, u bevosita drayverni ishlatishda ham adreslanishi mumkin.

HMA istalgan ma’lumotni, shu jumladan foydalanuvchi dasturlarini saqlash uchun ishlatilishi mumkin.

6. TASHQI XOTIRA

Tashqi xotira shaxsiy kompyuterning tashqi qurilmasi bo’lib, bu qachondir masalani echish uchun kerak bo’lishi mumkin bo’lgan ma’lumotni uzoq vaqt saqlash uchun ishlatiladi. Xususan, tashqi xotirada kompyuterning butun dasturiy ta’minoti saqlanadi. Tashqi xotira turli xil eslab qolish qurilmalarini o’z ichiga oladi, lekin ulardan eng ko’p tarqalgani, deyarli istalgan kompyuterda mavjud bo’lgan va strukturali sxemada ko’rsatilgan qattiq (QMDY) va egiluvchan (EMDY) magnit disklardagi yig’uvchilardir.

Bu yig’uvchilarning vazifasi: katta hajmdagi axborotni saqlash, so’rov bo’yicha tezda eslab qoluvchi qurilmaga saqlanayotgan axborotni yozish va uzatish. QMDY va EMDI faqat konstruktiv (tuzulish) jihatdan, saqlanadigan axborot sig’imi va axborotni qidirish, yozish va o’qish vaqti bilan farqlanadi.

Tashqi xotira qurilmalari sifatida ko’pincha yana optik diskdagi yig’uvchilar (CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory) va kamroq xollarda kassetali magnit lentadagi eslab qoluvchi qurilmalar (strimmerlar) ishlatiladi.

Ta’minot manbai - SHK ning avtonom va tarmoqli energiya ta’minoti tizimini o’z ichiga olgan blok.

Taymer - mashina ichidagi haqiqiy vaqt elektron soati, u kerak bo’lganda, joriy vaqt paytini avtomatik olishni ta’minlaydi (yil, oy, soatlar, minutlar, sekunddar va sekund ulushlari). Taymer avtonom ta’minot manbaiga - akkumulyatorga ulanadi va mashina tarmoqdan uzilganda ham ishlayveradi.

1. 
   Aripov M.M.

   Adabiyot (arab. - adab so‘zining ko‘pligi) - 1. Fan va amaliyotning biror sohasidagi yutuqlarni umumlashtiruvchi asarlar majmui (texnikaviy A., qishloq xo‘jaligi A.i, siyosiy A. va boshqalar). 2. San’atning bir turi (badiiy A. deb ham ataladi)

   , Yakubov A.X., Sagatov M.V., Irmuhamedova R.M. va boshqalar. Informatika. Axborot texnologiyalari.. O’quv qo’llanmasi. 1,2-qism. Toshkent:2005.

   Toshkent - Markaziy Osiyoning eng yirik qadimiy shaharlaridan biri - O‘zbekiston Respublikasining poytaxtidir. Oʻrta Osiyoning yirik sanoat-transport chorraxasi va madaniyat markazlaridan biri. Mamlakatning shimoli-sharqiy qismida, Tyanshan togʻlari etaklarida, 440–480 m teppalikda, Chirchiq daryosi vodiysida joylashgan.

   
   
2. 
   Aripov M.M., Yakubov A.X., Sagatov M.V., Irmuhamedova R.M. va boshqalar. Informatika. Axborot texnologiyalari.. O’quv qo’llanmasi. 1-qism. Toshkent:2005.
   
3. 
   Nazirov Sh.A. , Qobulov R.V. va boshqalar. Kompyuter va ofis jihozlaridan foydalanish.-Toshkent, 2007yil.
   
4. 
   Skott Myuller «Модернизация и ремонт ПК» Izd-vo «Piter», 2001.
   
5. 
   A.Jarov, «Железо» IBM 2000 Moskva: «MikroArt»
   
6. 
   Borzenko A.

   Moskva (rus. Москва) - Rossiya Federatsiyasi poytaxti, Moskva viloyati markazi, federal ahamiyatidagi shahar. Rossiya Federatsiyasining yirik siyosiy, iqtisodiy, ilmiy va madaniy markazi. Moskvada Rossiya Federatsiyasi Prezidenta, Federal Majlis, Rossiya Federatsiyasi hukumati, Konstitutsiyaviy Sud, Oliy Sud, Oliy arbitraj sudi, Rossiya Federatsiyasi Prokuraturasi qarorgohlari joylashgan.

   «IBM PC устройство, ремонт и модернизация» M. 1995.
   
7. 
   Uinn L. «Библия по модернизации персонального компютера» - Mn.: "Tivali-Stil`", 1995.
   
8. 
   Gulomov S.S. «Иқтисодий информатика». Toshkent 1999.
   
9. 
   R. Djordeyn. «Справочник программиста персанального компютера типа IBM PC, XT и AT». Moskva 1992.
   
10. 
    Piter Norton. «Основы архитектура персональных компютеров IBM». Moskva 1994.