xususiyatga ega
arxitektura, ya'ni foydalanuvchiga taqdim etiladigan dasturiy va
apparat xususiyatlarining kombinatsiyasi. Bunga buyruqlar tizimi, ishlov
beriladigan ma'lumotlarning turlari va formatlari, adres rejimlari, registrlarning
soni va taqsimlanishi, operativ xotira va tashqi qurilmalar bilan o'zaro ishlash
tamoyillari (uzilish tizimining xususiyatlari, xotiraga to'g'ridan-to'g'ri kirish va
boshqalar) kiradi. ashqi sinxronizatsiya chastotasi. Sinxronizatsiya chastotasi
uchun uning mumkin bo'lgan maksimal qiymati odatda ko'rsatiladi, bunda
kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Mikroprosessorlarni o'z ichiga oladigan
funktsional murakkab sxemalar uchun ba'zan sinxronlashning eng past chastotasi
ham ko'rsatiladi. Ushbu chegaradan past chastotani pasaytirish kontaktlarning
zanglashiga olib kelishi mumkin. Shu bilan birga, yuqori tezlikni talab qilmaydigan
MP dasturlarida sinxronizatsiya chastotasini pasaytirish energiya tejash
sohalaridan biridir.
Bir qator zamonaviy mikroprotsessorlarda chastota pasayganda, u o'z holatini
saqlab turadigan "uyqu rejimiga" o'tadi. Xuddi shu arxitekturadagi sinxronizatsiya
chastotasi mikroprotsessorlarning ishlashini taqqoslashga imkon beradi. Ammo
turli xil me'moriy qarorlar ishlashga chastotadan ko'ra ko'proq ta'sir qiladi;
Ishlash: u maxsus sinovlar yordamida aniqlanadi, shu bilan birga, agar iloji bo'lsa,
ular protsessor mikroarxitekturasining turli xususiyatlarini qamrab oladigan
ishlashga ta'sir ko'rsatadigan testlar to'plami tanlanadi.
Universal mikroprotsessorlar odatda CISC va RISC mikroprotsessorlariga
bo'linadi. CISC mikroprotsessorlari (qo'llanmalarning to'liq to'plamini hisoblash -
ko'rsatmalarning to'liq tizimi bilan hisob-kitoblar) keng rivojlangan operand va
manzil rejimlariga ega bo'lgan barcha klassik ko'rsatmalar to'plamini o'z ichiga
oladi. Masalan, Pentium mikroprotsessorlari ushbu sinfga tegishli. Shu bilan birga,
RISC mikroprotsessorlari (qisqartirilgan ko'rsatmalar bo'yicha hisoblash), ta'rifdan
kelib chiqqan holda, ko'rsatmalar va manzillarni qisqartirish rejimidan
foydalanadilar. Bu erda birinchi navbatda Alpha 21x64, Power PC kabi
mikroprotsessorlarni ajratib ko'rsatish kerak. Buyruq tizimidagi jamoalar soni eng
ravshan, ammo bugungi kunda universal mikroprotsessorlarni rivojlantirishning
ushbu sohalarida eng muhim farq juda muhim emas Arxitektura ostida
MP
uning
tarkibiy qismlari tarkibi, MP doirasida va tashqi muhit bilan buyruqlar tizimi
tomonidan amalga oshiriladigan ma'lumotlar almashinuvini tashkil etish haqidagi
g'oyalarning umumiyligini tushunish odat tusiga kiradi.
Mikroarxitektura;
Makroarxitektura
Mikroprosessor mikroarxitekturasi - Bu mikroprotsessorning apparati va mantiqiy
tuzilishi, registrlar, boshqaruv zanjirlari, arifmetik-mantiqiy moslamalar, saqlash
moslamalari va ularni ulaydigan ma'lumot uzatish liniyalari.
Makroarxitektura - Bu buyruqlar tizimi, qayta ishlangan ma'lumotlarning turlari,
manzillar rejimlari va mikroprotsessorlarning ishlash printsiplari.
Umuman olganda, mikroprosessor arxitekturasini quyidagi mezonlarga ko'ra
tasniflash mumkin.
1. Qayta ishlangan ma'lumotlar oqimlari soni bo'yicha
Qayta ishlangan ma'lumotlar oqimining soni bo'yicha barcha mavjud
mikroprotsessorlarni shartli ravishda uchta sinfga bo'lish mumkin.
Birinchi ikkitasi mikroprotsessorlardir vektorli konveyer arxitekturasiva sIMD
arxitekturasi bilan assotsiativ protsessorlar(Yagona ko'rsatma - bir nechta
ma'lumotlar). Ushbu MP-larda protsessorning barcha elementlari bitta umumiy
boshqaruv moslamasi tomonidan berilgan bitta oqim buyruqlarini bajaradilar.
Umuman olganda, quyida keltirilgan barcha arxitekturalar, ayniqsa, SIMD
arxitekturasi bilan bog'liq. Alohida ma'lumotlar va buyruq avtobuslarining
arxitekturasi ancha murakkab, protsessorni ikkita kodli oqim bilan bir vaqtning
o'zida ishlashga, bir vaqtning o'zida ikkita avtobusda almashinuvni amalga
oshirishga majbur qiladi. Dastur faqat buyruqlar xotirasida, ma'lumotlar - faqat
ma'lumotlar xotirasida joylashgan bo'lishi mumkin. Bunday tor ixtisoslashtirish
tizim tomonidan hal qilinadigan vazifalar doirasini cheklaydi, chunki bu xotirani
moslashuvchan qayta taqsimlashga imkon bermaydi.
Bu holda ma'lumotlar xotirasi va buyruq xotirasi juda katta emas, shuning uchun
ushbu arxitekturaga ega tizimlardan foydalanish odatda juda murakkab bo'lmagan
vazifalar bilan cheklanadi.
Oddiy kichik mikrokompyuterlarga asoslangan hisoblash tizimining arxitekturasi
sek. 1. Bunday mikrokompyuterda raqamli mashinaning barcha 5 asosiy bloklari
mavjud: axborot kiritish moslamasi, boshqarish moslamasi (UU), arifmetik
mantiqiy blok (ALU) (mikroprotsessorga kiritilgan), saqlash moslamalari (xotira)
va ma'lumot chiqaradigan qurilma.
Shakl 1. Oddiy mikroprotsessorning arxitekturasi.
Mikroprosessor raqamli avtobusning barcha qurilmalarining ishlashini boshqaruv
avtobusidan (ShU) foydalanib muvofiqlashtiradi. SHU-ga qo'shimcha ravishda,
16-bitli manzil avtobusi (SHA) mavjud bo'lib, u ma'lum bir xotira joyini, kirish
portini yoki chiqish portini tanlashga xizmat qiladi. Ikki tomonlama ma'lumotni
mikroprosessorga va undan uzatish 8 bitli ma'lumotlar avtobusi yoki ma'lumotlar
avtobusi (BD) orqali amalga oshiriladi.
Buyruqlar tizimi arxitekturalari (Instruction Set Architectures, ISA) kompyuter
tizimining ishlashiga asos bo'lib xizmat qiladi va uni qanday qilib dasturlash
mumkinligini belgilaydi. ISA protsessor bilan dastur o'rtasidagi interfeys rolini
o'ynaydi va u buyruqlar to'plami, registerlar, xotira manzillashuvi va boshqa
ko'plab jihatlarni o'z ichiga oladi. Quyida eng keng tarqalgan buyruqlar tizimi
arxitekturalari haqida qisqacha ma'lumot beriladi.
1. CISC (Complex Instruction Set Computing)
CISC - murakkab buyruqlar to'plami hisoblash arxitekturasi. Bu arxitekturada bir
buyruq ko'plab operatsiyalarni amalga oshirishi mumkin, bu esa protsessorning
murakkabligiga olib keladi. CISC arxitekturasi ko'pchilik an'anaviy kompyuterlarda
ishlatilgan va hozirda ham mashhurdir. Intel va AMD protsessorlari bu arxitektura
misolidir.
2. RISC (Reduced Instruction Set Computing)
RISC - qisqartirilgan buyruqlar to'plami hisoblash arxitekturasi. Bu arxitekturada
buyruqlar oddiy va tez bajarilishi uchun mo'ljallangan. RISC arxitekturasi
protsessorning soddaligini va samaradorligini oshiradi, bu esa ko'p hollarda tezroq
va ko'proq barqaror ishlashga olib keladi. ARM protsessorlari RISC arxitekturasiga
misoldir va ular mobil qurilmalarda keng tarqalgan.
3. MISC (Minimal Instruction Set Computing)
MISC - minimal buyruqlar to'plami hisoblash arxitekturasi. Bu arxitekturada juda
oz sonli va oddiy buyruqlar mavjud bo'lib, bu minimal protsessor dizaynlarini
yaratishga imkon beradi. MISC arxitekturasi asosan o'quv maqsadlarida yoki
tajribaviy hisoblash tizimlarida qo'llaniladi.
4. VLIW (Very Long Instruction Word)
VLIW - juda uzun buyruqlar so'zi arxitekturasi. Ushbu arxitektura ko'p sonli
operatsiyalarni parallel bajarish imkonini beradi, chunki bir buyruqda bir nechta
operatsiyalar birlashtiriladi. VLIW protsessorlari tez-tez maxsus hisoblash
tizimlarida yoki signalni qayta ishlashda qo'llaniladi.
5. SIMD (Single Instruction, Multiple Data)
SIMD - bitta buyruq, ko'p ma'lumotlar arxitekturasi. Bu arxitektura bir xil buyruqni
ko'p sonli ma'lumotlar ustida bir vaqtda bajarishga imkon beradi. SIMD
protsessorlari grafiklarni qayta ishlash va ilmiy hisoblash sohalarida keng
qo'llaniladi.
| 