Buyruqlar tizimi arxitekturasi

Bajardi: Dilshod Xujaboyev

Buyruqlar tizimi arxitekturasi deganda kompilyator uzatayotgan ma’lumotlarning darajasi tushuniladi

Kompyuter arxitekturasini bir nechta sathlar ierarxiyasidan iborat ko‘rinishda ifodalab o‘rganish amalga oshirilgan. Ko‘pgina zamonaviy kompyuterlar ikki va undan ortiq sathlardan iboratdir.
Mashina buyruqlari ma'lumotlar ustida bajariladi, bu malumotlar operandlar deb ataladi. Operandlarning eng keng tarqalgan (asosiy) turlari: raqamlar, belgilar va mantiqiy ma'lumotlar.
Kompyuterlarda ifodalanishi mumkin bo‘lgan ma’lumotlarning xillarini ikkita turkumga ajratish mumkin:
Raqamli ma’lumotlar, ya’ni sonlar bilan ifodalanuvchi ma’lumotlar.
Raqamli bo‘lmagan ma’lumotlar.
Butun bo‘lmagan sonlarni (3,14; 0,495; 0,0056; …) ifodalash uchun suriluvchi nuqtali sonlar ishlatiladi (rus tilida - числа с плавающей точкой). Ularning uzunliklari 32, 64 yoki 128 bitgacha bo‘lishi mumkin
Raqamli ma’lumotlarning asosiysi – bu butun sonlardir. Butun sonlar kompyuterda ikkilik sonlar ko‘rinishida saqlanadi. Ular odatda 8, 16, 32 va 64 bitli uzunliklardan biriga ega bo‘lishlari mumkin
O‘nlik sonlar. Bunda o‘nlik sistemasida yozilgan har bir raqam, ikkilik sistemasidagi to‘rtta raqam bilan almashtiriladi. Ikkita o‘nlik raqam, bitta baytga joylashtiriladi . Bu ikkilik-o‘nlik formati deb ataladi.

Simvolli ma’lumotlar. Matnlarni ishlashda, ma’lumotlar bazalarini boshqarishda va boshqa shularga o‘xshash xollarda simvolli ma’lumotlar bilan ishlashga to‘g‘ri keladi. Simvolli ma’lumotlarga misol qilib ASCII (American Standard Code for Information Interchange) va UNICODE kodlarini keltirish mumkin.

Qatorlar ko‘rinishidagi ma’lumotlar yoki qatorlar ko‘rinishidagi o‘zgaruvchilar. Bu xildagi ma’lumotlarning oxirida maxsus belgi yoki qatorning uzunligini ko‘rsatuvchi qismi mavjud bo‘ladi. Kompyuterda ushbu qatorlar ustida – ko‘chirib yozish, qidirib topish va ularni tahrirlash amallarini bajaruvchi buyruqlar mavjud.
Mantiqiy ma’lumotlar. Mantiqiy ma’lumotlar esa ikkita qiymatga ega bo‘lishi mumkin: rost yoki yolg‘on (true yoki falshe), ya’ni 1 yoki 0.
Buyruqlar tizimi arxitekturasi
Akkumulyatorli arxitektura (EDSAC 1950)
Registrli arxitektura (IBM 360 1964)
Buyruqlarning to'liq to'plamiga ega bo'lgan arxitektura CISC (VAX, Intel, 1977-1980)
Xotiraga ajratilgan murojaatli arxitektura (CDC6600, Cray, 1963-1976)
Qisqartirilgan buyruqlar to’plamli arxitektura RISC (Mips, Sparc, RS6000 1987)
Juda uzun buyruq so’zlari bilan arxitektura VLIW (Itanium, 1990)
Stekli arxitektura (B5500, B6500, 1963-1966)
CISC - Complex Instruction Set Computer – Murakkab (to`liq) buyruqlar to`plamiga ega kompyuter.
CISC arxitekturasi uchun quyidagilar xususiy hol sifatida qaraladi:

protsessorda nisbatan kam sonli umumiy maqsadli registrlarning mavjudligi;
mashina ko’rsatmalarining (buyruqlarining) ko'pligi, ularning ba'zilari qurilmada yuqori darajadagi dasturlash tillarining murakkab operatorlari tomonidan amalga oshiriladi;
operandalarga murojaat qilishning turli usullari;
har xil razryadli ko'plab buyruq formatlari;
xotiraga kirish bilan birgalikda ishlov beriladigan buyruqlarning mavjudligi.

1980 yilda Berkli universitetida (UC Berkeley) Devid Patterson va Karlo Sekvin boshchiligida VLSI interpretatsiya qilishga yo`naltirilmagan protsessorlar ishlab chiqildi. Ular yangi tushuncha – RISC atamasidan foydalanishni boshladilar, yangi protsessorni esa RISC 1 deb nomlashdi. Yangi protsessor o`z davridagi qolgan protsessorlardan yangi buyruqlar to`plami bilan farq qilar edi
RISC bu kam sonli oddiy ko’rsatmalarni (buyruqlarni) o'z ichiga olish va ularning har birini ma'lumotlar yo'lining bir siklida bajariladi. Ya'ni bir nechta registrda ba'zi arifmetik yoki mantiqiy amallarni bajaradi va natijani registrga qaytaradi. CISC bajaradigan bitta buyruq o`rniga RISC 4 yoki 5 ta buyruqni bajarsa ham buyruqlar bajarilishi RISCda CISCga nisbatan 10 marta tez bo`lishi hisobiga RISC kompyuterlari tez ishlashi ta`kidlangan.
VLIW konsepsiyasi RISC arxitekturasiga asoslangan bo`lib, asosiy o`zgarish bu – bir nechta sodda RISC buyruqlari birlashtirilib yuqori uzunlikdagi parallel bajariluvchi buyruqlar shakliga o`tkazilishidir. Buyruqlar tizimi arxitekturasi tasniflanishida VLIW RISCdan qisman farq qiladi. VLIWda parallel hisoblashning qo`shimcha darajasi tadbiq etildi, ya`ni VLIW hisoblash mashinasi emas hisoblash tizimi sifatida qaraldi.
Bu bir nechta qisqa buyruqlarning birikmasi bo'lib, bitta sikldagi buyruqlarni bajarish uchun bir nechta ijro birliklarining parallel ravishda ishlashini talab qiladi.
CISC, RISC va VLIW arxitekturalarining asosiy farqlari quyidagi jadvalda keltirilgan.

Xarakteristika	CISC	RISC	VLIW
Buyruq uzunligi	Turlicha bo`ladi	Bir xil bo`ladi	Bir xil bo`ladi
Buyruqda maydonlarni joylashtirish	Turlicha bo`ladi	O`zgarmas	O`zgarmas
Registrlar soni	Bir nechta (ko`pchiligi maxsus registrlar)	Umumiy vazifali ko`plab registrlar	Umumiy vazifali ko`plab registrlar
Xotiraga kirish	Turli xil buyruqlarning bir qismi sifatida bajarilishi mumkin	Faqat maxsus buyruq bilan foydalaniladi	Faqat maxsus buyruq bilan foydalaniladi

Download 87.12 Kb.