|
I BOB. MIKROPROTSESSORLARNI ARXITEKTURASI
|
| bet | 3/22 | | Sana | 30.03.2022 | | Hajmi | 2.28 Mb. | | #19098 |
Bog'liq MIKROPROTSESSORLARNI ARXITEKTURASI I BOB. MIKROPROTSESSORLARNI ARXITEKTURASI 1.1 Mikroprotsessorlar va ularning ishlash prinsiplari
Shaxsiy kompyuterning yuragi (miyasi) mikroprotsessor yoki markaziy protsessor - CPU (Central Processing Unit) hisoblanadi. Mikoroprotsessor ma’lumotlarni qayta ishlash hamda hisoblash amallarini bajaruvchi (soprotsessorga ega bo‘lgan kompyuterlarda amalga oshiriladigan ba’zi matematik amallardan tashqari) kompyuterning eng qimmat va asosiy mikrosxemasidir. Bu yerda akkumulyatorning rolini alohida ta’kidlash kerak bo’ladi. Fizik jixatdan u arifmetik mantiqiy qurilmaning registrini tashkil qiladi. Masalan, INTEL turidagi protsessorlarda aksariyat buyruqlar ikki adresli bo’lib bunda akkumulyator unchalik katta rol o’ynamaydiyu Biroq shunday protsessorlar mavjud bo’lganki, va hozir ham uchrab turadi, ular asosan bir operandli rejimda ishlaydi. Bunday pro-tsessorlarda esa akkumulyatorsiz ishni tashkil qilib bo’lmaydi. Ya’ni ularda akku-mulyator asosiy o’ringa chiqadi. Bunday mashinalarda ko’plab buyruqlar akku-mulyatorni ikkinchi operand tarzida yoki yakka bir operand tarzida ishlatadi.
1.1.1-rasm
Protssesorlarning xususiyatlari:
Xotiraning chiziqli sohasi. Ma’lumotni tezkor ( operativ ) saqlash uchun kompyuter ketma ket nomerlangan ( adreslangan–manzillashtirilgan ) yacheyka-larning to’plamiga ega bo’ladi. ( Adreslar 0,1,2,...va hokazo ko’rinishida bo’ladi ). Yacheykalarning bunday to’plami tezkor ( operativ ) xotira deb ataladi.[4]
Dasturlarning saqlanish tamoyili. Ushbu tamoyilga ko’ra dastur kodi va uning ma’lumotlari operativ xotiraning bir xil adres sohalarida joylashgan bo’ladi.
Mikrodasturlash tamoyili .Ushbu tamoyilning mazmuni shundan iboratki, mashina tili xali fizik jixatdan mashinada jarayon xarakatini yuzaga keltiradigan yakunlangan substantsiya bo’lmaydi. Protsessor tarkibiga mikrodasturlash qurilma-sining to’plami kiritilgan. Bu to’plam xar bir mashina buyrug’ini fizik jixatdan bajarilishi uchun kerak bo’ladigan xarakat–signallarni generatsiya qilish uchun ishlatiladi.
Dastur bajarilishining ketma ketligi Protsessor xotiradan buyruqlarni qat’iy ketma ketlikda tanlab (chaqirib) oladi. Dasturning tug’ri chiziqli bajarilishini o’zgartirish uchun maxsus buyruqlar ishlatiladi. Bu buyruqlar shartli va shartsiz o’tish buyruqlari deb ataladi.
Xotirada ma’lumotlar va buyruqlarning tasvirlanishida xech qanday farq bo’lmaydi. Protsessor nuqtai nazaridan ma’lumotlar va buyruqlar orasida printsi-pial farq mavjud emas. Ma’lumotlar va mashina buyruqlari bir adres soxasida nol va birlarning ketma ketligi ko’rinishida joylashgan bo’ladi. Bu tamoyil odingi tamoyilga bog’liqdir. Protsessor navbatma navbat xotiraning yacheykalarini ko’rib chiqadi va ularning tarkibini mashina buyruqlarining kodlari sifatida qabul qiladi. Agar bunday bo’lmay qolsa, u hoda dastur avariya holida yakun topadi. SHuning uchun dasturda xotira va buyruqlarning sohasini aniq belgilab olish zarur bo’ladi.
1.1.2-rasm
Ma’lumotlarning nima maqsadda ishlatilishi protsessor uchun axami-yatsizdir. Mashinaga undagi ma’lumotlar mantiqiy ( amaliy ) jixatdan nima vazifa-larga ishlatilishining farqi yo’q.
Endi mikroprotsessorlarning rivojlanish tarixi sifatida eng ko’p tarqalgan mikroprotsessorlarning tarixi misolida ko’rib chiqamiz.
1.2 Mikroprotsessorlarni rivojlanish tarixi
E’tibor bering, dastlabki protsessor IBM shaxsiy kompyuterining paydo bo‘lishidan 46 yil avval ishlab chiqarilgan. Bu protsessor Intel firmasi tomonidan 1971 yil 10 noyabrda ishlab chiqarilib, Intel 4004 deb nomlangan. Uning ishlash chastotasi 108 kGersga (0.108 MGers) teng bo‘lgan. Bu protsessor 2300 ta tranzistorni o‘z ichiga olgan bo‘lib, 10 mikronli texnologiya bo‘yicha ishlab chiqarilgan edi. Uning ma’lumotlar shinasi 4 razryad kengligida bo‘lganligi sababli 640 bayt xotirani adreslash imkoniyati mavjud edi. Bu protsessor programmalanuvchi kalkulyatorlarda qo‘llanilish uchun mo‘ljallangan edi.
Protsessorning navbatdagi 8080 modeli Intel firmasi tomonidan 1974-yil aprelida ishlab chiqarilgan. Bu protsessor 6000 tranzistorni o‘z ichiga olgan bo‘lib, 64 Kbayt xotirani adreslash imkoniyatiga ega edi. 8080 protsessori asosida dastlabki (PC emas) Altair 8800 shaxsiy kompyuteri yig‘ilgan. Bu kompyuterda CP/M operatsion sistemasi qo‘llanilib, Mikrosoft firmasi tomonidan bu kompyuter uchun BASIC tilining interpretatori ishlab chiqilgan. Altair 8800 kompyuteri kompyuterlarning dastlabki ommaviy modeli bo‘lib, u uchun minglab programmalar yozilgan.
Intel 8080 protsessorining mashxur bo‘lib ketganligi hisobiga ba’zi firmalar bu protsessor asosida o‘zining protsessorlarini ishlab chiqarishni yo‘lga ko‘yishdi. Shunday qilib, 1976-yilning mart oyida 2,5 MGers chastotali Z-80 ( Zilog firmasi) protsessori yaratildi. Z-80 protsessori 8080 protsessori bilan mos tushmasdi, lekin u uchun yozilgan barcha programmalarni ishlatish imkoniyatiga ega edi. Z-80 protsessori Radio Snack firmasi tomonidan ishlab chiqarilgan T RS -80 Model 1 kompyuterlarida qo‘llanilgan. Xuddi shu protsessor Osborne va Kaypro kompyuterlariga ham o‘rnatilgan.
1976 yilda Intel firmasi 6500 tranzistorni o‘z ichiga olgan, hamda 5 MGers chastotali va 3 mikronli texnologiya bo‘yicha ishlab chiqilgan 8085 protsessorini ishlab chiqardi. Shu yilning o‘zida MOS Technologies firmasi tomonidan Intel protsessorlariga umuman o‘xshamaydigan 6502 protsessori yaratildi. Bu protsessor Motorola firmasining bir gurux xodimlari tomonidan loyixalashtirilgan. Keyinchalik shu gurux 6800 protsessorini yaratish ustida ish olib borgan va 68000 protsessorlar oilasiga aylantirilgan. 6502 protsessori narxi 300 dollarga teng bulgan 8080 protsessoridan farkli o‘larok narxi 25 dollarga teng bo‘lgan. Aynan shu protsessor asosida Apple I va Apple II kompyuterlarining dastlabki modellari hamda Nintendo o‘yin qurilmalari yaratilgan. Xozirgi vaqtda PowerPC deb nomlanuvchi 68000 protsessorlari Apple Macintosh kompyuterlarida ishlatiladi.
1978-yilning iyun oyida Intel firmasi x86 deb nomlanuvchi buyruklar to‘plamini o‘z ichiga olgan 8086 protsessorini ishlab chiqardi. Buyruklarning bunday to‘plami xozirgi vaqtga kelib ham eng zamonaviy Pentium III, IV protsessorlarida qo‘llaniladi. 8086 protsessori butunlay 16 razryadli bo‘lgan (ichki registrlar va ma’lumotlar shinasi). Bu protsessor 29000 ta registrni o‘z ichiga olgan bo‘lib va 5MGers chastota tezlik bilan ishlagan. 20 razryadli adres shinasi yordamida 1 MBayt xotirani adreslash imkoniyatiga ega edi. 8086 protsessori yetarli darajada kimmat bo‘lgan va shu sababli ham 1979 yilda Intel firmasi tomonidan arzonlashtirilgan 8088 protsessori yaratilgan. Bu protsessor 8 razryadli ma’lumotlar shinasi bilan farklanardi. Aynan shu protsessor dastlabki IBM PC kompyuterlarda o‘rnatilgan. Original 8088 protsessori 30000 tranzistordan tashkil topgan bo‘lib, 5 MGers chastotali ishlash tezligiga ega bo‘lgan.
|
| |
