MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT
AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI FARG’ONA
FILIALI
“KOMPYUTER INJINIRING” FAKULTETI
“Kompyuter arxitektruasi” fanidan
Nazorat ishi
Bajardi:
Qabul qildi
:
______________________
______________________
______________________
Farg’ona – 2023
Iminov Abdurahmon
711-20 guruh talabasi
Mavzu: Kompyuter tizimining umumiy tuzilishini tashkil etish
Reja:
1.
Kompyuterni qurish tamoyillari
2.
Kompyuter arxitekturasi
3.
Kompyuter tuzilishi
Kompyuterlarda ikkilik sanoq tizimidan foydalanish. O'nli sanoq tizimidan
ustunligi shundaki, qurilmalar juda sodda bo'lishi mumkin, ikkilik sanoq tizimida
arifmetik va mantiqiy amallar ham juda oddiy.
Kompyuter dasturlarini boshqarish. Kompyuterning ishlashi buyruqlar
to'plamidan tashkil topgan dastur tomonidan boshqariladi. Buyruqlar ketma-ket
birma-bir bajariladi. Xotirada saqlanadigan dasturga ega bo'lgan mashinaning
yaratilishi bugungi kunda biz dasturlash deb ataydigan narsaga asos bo'ldi.
Buyruqlar hisoblagichi yordamida dastur xotiradan olinadi. Ushbu protsessor
registri ketma-ket unda saqlanadigan keyingi buyruqning manzilini ko'rsatma
uzunligiga ko'paytiradi. Va dastur ko'rsatmalari xotirada birma-bir joylashganligi
sababli, u ketma-ket joylashgan xotira elementlaridan ko'rsatmalar zanjirini
tanlashni tashkil qiladi.
Agar buyruqni bajargandan so'ng keyingisiga emas, balki boshqasiga o'tish zarur
bo'lsa, shartli yoki shartsiz sakrash buyruqlaridan foydalaniladi, ular navbatdagi
buyruqni o'z ichiga olgan xotira elementining sonini buyruqlar hisoblagichiga
kiritadilar. Buyruqlarni xotiradan olish "to'xtatish" buyrug'iga etib borgandan va
bajarilgandan so'ng to'xtaydi. Shunday qilib, protsessor dasturni avtomatik
ravishda inson aralashuvisiz bajaradi.
Kompyuter xotirasi nafaqat ma'lumotlarni saqlash uchun, balki dasturlar uchun
ham qo'llaniladi. Bunday holda, ikkala dastur buyruqlari va ma'lumotlar
hisoblashning ikkilik tizimida kodlanadi, ya'ni ularning yozib olish tasviri bir xil
bo'ladi. Shuning uchun, ma'lum holatlarda, buyruqlar bo'yicha xuddi shu amallarni
ma'lumotlardagi kabi bajarishingiz mumkin.
Bu butun imkoniyatlarni ochib beradi. Masalan, dastur bajarilish jarayonida
dasturning o'zida ba'zi qismlarini olish qoidalarini belgilashga imkon beradigan
qayta ishlash jarayonidan o'tishi ham mumkin (dasturda tsikl va pastki
dasturlarning bajarilishi shunday tashkil qilingan). Bundan tashqari, bitta
dasturning ko'rsatmalari boshqa dasturning bajarilishi natijalari sifatida qabul
qilinishi mumkin.
Ushbu printsipga asoslanib tarjima usullari asoslanadi - dastur matnini yuqori
darajadagi dasturlash tillarida ma'lum bir mashina tiliga tarjima qilish
Adres printsipi: kompyuter xotirasi elementlari ketma-ket
3.2-rasm - Fon Neyman mashinasining sxemasi
Buyruq qaysi operatsiyani bajarish kerakligini (ma'lum bir apparatdagi mumkin
bo'lgan operatsiyalardan) va ko'rsatilgan operatsiyani bajarish kerak bo'lgan
ma'lumotlar saqlanadigan xotira elementlarining manzillaridan, shuningdek, natija
yozilishi kerak bo'lgan kataklarning manzillaridan (agar uni saqlash kerak bo'lsa)
iborat Xotira).
Arifmetik mantiqiy birlik ko'rsatilgan ma'lumotlarga buyruqlar bilan ko'rsatilgan
operatsiyalarni bajaradi.
Arifmetik mantiqiy birlikdan natijalar xotira yoki chiqish qurilmasiga
chiqariladi. Xotira va chiqish moslamasining tub farqi shundaki, ma'lumotlar
xotirada kompyuter tomonidan ishlov berish uchun qulay bo'lgan shaklda saqlanadi
va chiqadigan qurilmada (printer, monitor va boshqalar) ular buni odam uchun
qulay bo'lgan tarzda bajaradi.
UU kompyuterning barcha qismlarini boshqaradi. Boshqaruvchi qurilmadan
"nima qilish kerak" degan signal boshqa qurilmalarga yuboriladi va boshqa
qurilmalardan CU ularning holati to'g'risida ma'lumot oladi.
Boshqaruv moslamasida "Buyruqlar hisoblagichi" deb nomlangan maxsus
registr mavjud. Dastur va ma'lumotlarni xotiraga yuklagandan so'ng, buyruqlar
hisoblagichiga dasturning birinchi buyrug'ining manzili yoziladi. UU xotira
elementining mazmunini xotiradan o'qiydi, uning manzili buyruqlar hisoblagichida
joylashgan bo'lib, uni maxsus moslama - "Buyruqlar registri" ga joylashtiradi. UU
buyruqning ishlashini belgilaydi, manzillari buyruqda ko'rsatilgan xotiradagi
ma'lumotlarni "belgilaydi" va buyruqning bajarilishini nazorat qiladi. Amaliyot
ALU yoki kompyuter texnikasi tomonidan amalga oshiriladi.
Har qanday buyruqning bajarilishi natijasida buyruq hisoblagichi bittaga
o'zgaradi va shu bilan dasturning keyingi buyrug'iga ishora qiladi. Amaldagi
buyrug'i uchun keyingi emas, balki berilganlardan manzillarning ma'lum soni
bo'yicha masofada joylashgan buyruqni bajarish zarur bo'lganda, maxsus o'tish
buyrug'i boshqaruvni uzatmoqchi bo'lgan katakning manzilini o'z ichiga oladi.
Kompyuter arxitekturasi va tuzilishi
Kompyuter qurilmalarini ko'rib chiqishda ularning arxitekturasi va tuzilishini
farqlash odat tusiga kiradi.
Kompyuterning arxitekturasi - bu foydalanuvchi uchun mo'ljallangan dasturlash
imkoniyatlari, ko'rsatmalar to'plami, adreslash tizimi, xotirani tashkil qilish va
boshqalarni o'z ichiga olgan ba'zi bir umumiy darajadagi tavsifidir. Arxitektura
ishlash printsiplari, axborot havolalari va kompyuterning asosiy mantiqiy
tugunlari: protsessor, operativ xotira, tashqi xotira va tashqi qurilmalarning o'zaro
bog'liqligini belgilaydi. Turli xil kompyuterlarning umumiy arxitekturasi
foydalanuvchi nuqtai nazaridan ularning muvofiqligini ta'minlaydi.
Kompyuterning tuzilishi bu uning funktsional elementlari va ular orasidagi
bog'lanishlar to'plamidir. Elementlar turli xil qurilmalar bo'lishi mumkin -
kompyuterning asosiy mantiqiy tugunlaridan tortib oddiy sxemalarga qadar.
Kompyuterning tuzilishi grafik ravishda strukturaviy diagrammalar shaklida aks
ettirilgan bo'lib, ularning yordamida kompyuterni istalgan detal darajasida
tavsiflash mumkin.
Eng keng tarqalgan quyidagi me'moriy echimlar (3.3-rasm):
Shakl 3.3 - Kompyuter arxitekturasining mavjud turlari
Klassik arxitektura (fon Neyman arxitekturasi) - bu ma'lumotlar oqimi o'tadigan
bitta arifmetik mantiqiy birlik (ALU) va ko'rsatmalar oqimi o'tadigan bitta
boshqaruv bo'limi (CU) - dastur. Bu bitta protsessorli kompyuter.
Ushbu turdagi arxitektura umumiy avtobusga ega bo'lgan shaxsiy
kompyuterning arxitekturasini o'z ichiga oladi. Barcha funktsional bloklar bu erda
tizim shinasi deb ataladigan umumiy avtobus bilan bog'langan.
Jismoniy jihatdan magistral - bu elektron simlarni ulash uchun rozetkalari
bo'lgan ko'p simli chiziq. Magistral simlarni yig'ish alohida guruhlarga bo'linadi:
manzil avtobusi, ma'lumotlar uzatish avtobusi va boshqaruv avtobusi.
Periferik qurilmalar (printer va boshqalar) kompyuter apparatlariga maxsus
tekshirgichlar - periferik qurilmalarni boshqarish moslamalari orqali ulanadi.
Nazoratchi - bu periferik uskunalarni yoki aloqa kanallarini markaziy protsessor
bilan bog'laydigan, protsessorni ushbu uskunaning ishlashini to'g'ridan-to'g'ri
boshqarishdan ozod qiladigan qurilma.
Multiprotsessor arxitekturasi. Kompyuterda bir nechta protsessorlarning
mavjudligi ko'plab ma'lumotlar oqimlari va ko'plab buyruqlar oqimlarini parallel
ravishda tashkil qilish mumkinligini anglatadi. Shunday qilib, bitta topshiriqning
bir nechta qismlari parallel ravishda bajarilishi mumkin. Umumiy operativ xotira
va bir nechta protsessorlarga ega bo'lgan bunday mashinaning tuzilishi 1.3-rasmda
keltirilgan.
Ko'p mashinali hisoblash tizimi - hisoblash tizimiga kiritilgan bir nechta
protsessorlar umumiy RAMga ega emas, ammo ularning har biri o'ziga xos
(mahalliy). Ko'p mashinali tizimdagi har bir kompyuter klassik arxitekturaga ega
va bunday tizim juda keng qo'llaniladi. Ammo, bunday hisoblash tizimidan
foydalanish samarasini faqat o'ta maxsus tuzilishga ega bo'lgan masalalarni
echishda olish mumkin: uni tizimda qancha kompyuter bo'lsa, shuncha erkin
bog'langan kichik topshiriqlarga ajratish kerak. Ko'p protsessorli va ko'p mashinali
hisoblash tizimlarining bir protsessorga nisbatan tezligi ustunligi aniq.
Parallel protsessor arxitekturasi. Bu erda bir nechta ALUlar bitta CU nazorati
ostida ishlaydi. Bu shuni anglatadiki, ko'plab ma'lumotlarni bitta dastur - ya'ni bir
vaqtning o'zida bitta ko'rsatma oqimi bilan qayta ishlash mumkin. Bunday
me'morchilikning yuqori ko'rsatkichlarini faqat bir xil hisoblash operatsiyalari bir
xil turdagi har xil ma'lumotlar to'plamlarida bir vaqtning o'zida bajariladigan
vazifalardagina olish mumkin.
Kompyuter tuzilishi
Eng keng tarqalgan kompyuter tizimi - shaxsiy kompyuter misolida kompyuter
qurilmasini ko'rib chiqamiz. Shaxsiy kompyuter (shaxsiy kompyuter) - bu bitta
foydalanuvchiga mo'ljallangan nisbatan arzon universal mikrokompyuter. Shaxsiy
kompyuterlar odatda ochiq arxitektura printsipi asosida loyihalashtiriladi.
Ochiq me'morchilik printsipi quyidagicha:
• faqat kompyuterning ishlash printsipi va uning konfiguratsiyasining tavsifi
(texnik vositalarning ma'lum bir to'plami va ular orasidagi bog'lanishlar) tartibga
solinadi va standartlashtiriladi. Shunday qilib, kompyuterni alohida ishlab
chiqaruvchilar tomonidan ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan alohida qismlar va
qismlardan yig'ish mumkin;
• Kompyuterni ichki kengaytiruvchi uyalar mavjudligi tufayli osongina
kengaytirilishi va yangilanishi mumkin, unga foydalanuvchi ma'lum bir standartga
mos keladigan har qanday moslamalarni kiritishi va shu bilan shaxsiy afzalliklariga
qarab o'z mashinasining konfiguratsiyasini o'rnatishi mumkin.
Kompyuter tizimining asosiy funktsional tarkibiy qismlarini o'zaro
munosabatlarida aks ettiradigan soddalashtirilgan blok diagrammasi 3.4-rasmda
keltirilgan.
Рисунок 3.4 – Общая структура персонального компьютера
Turli xil kompyuter qurilmalarini bir-biriga ulash uchun ular bir xil interfeysga
ega bo'lishi kerak (inglizcha interfeys inter-between va face-face).
Interfeys - bu ikkita fizik va mantiqiy parametrlar bir-biriga mos keladigan ikkita
moslamani moslashtirish vositasi.
Agar interfeys odatda qabul qilingan bo'lsa, masalan, xalqaro shartnomalar
darajasida tasdiqlangan bo'lsa, unda u standart deb nomlanadi. Funktsional
elementlarning har biri (xotira, monitor yoki boshqa qurilma) ma'lum bir avtobus
turi bilan bog'liq - manzil, boshqarish yoki ma'lumotlar shinasi. Interfeyslarni
moslashtirish uchun periferik qurilmalar to'g'ridan-to'g'ri avtobusga emas, balki
ularning qo'mondonlari (adapterlari) va portlari orqali, taxminan quyidagi sxema
bo'yicha ulanadi (3.5-rasm):
3.5-rasm - Qurilmani avtobusga ulash sxemasi
Tekshirgichlar va adapterlar - bu kompyuter interfeyslarini o'zlarining
interfeyslariga mosligi uchun ta'minlaydigan elektron sxemalar to'plami. Bundan
tashqari, kontrollerlar mikroprotsessorning iltimosiga binoan periferik qurilmalarni
bevosita boshqaradilar.
Qurilma portlari - bu bir yoki bir nechta kiritish-chiqarish registrlarini o'z ichiga
olgan va kompyuter atrof-muhit moslamalarini mikroprotsessorning tashqi
avtobuslariga ulashga imkon beradigan ba'zi bir elektron sxemalar.
Portlar shuningdek standart interfeys qurilmalariga murojaat qiladi: ketma-ket,
parallel va o'yin portlari (yoki interfeyslar). Ketma-ket port ma'lumotlar almashinuvi
protsessor bayt bayt bilan, tashqi qurilmalar bilan bayt. Parallel port ma'lumotlar
baytlarini qabul qiladi va yuboradi.
Ketma-ket port odatda sekin yoki ancha uzoqroq bo'lgan qurilmalarni, masalan,
sichqonchani va modemni ulash uchun ishlatiladi. Parallel port "tezroq"
qurilmalarga - printer va skanerga ulangan. Joystick o'yin porti orqali ulanadi.
Klaviatura va monitor faqat ulagichlar bo'lgan maxsus portlarga ulanadi.
Protsessor arxitekturasini aniqlaydigan asosiy elektron komponentlar kompyuter
yoki tizim yoki anakart (Motherboard) deb nomlangan asosiy platada joylashgan.
Va qo'shimcha qurilmalarning tekshirgichlari va adapterlari yoki ushbu
qurilmalarning o'zi kengayish kartalari (Daughterboard - qizi taxtasi) shaklida ishlab
chiqarilgan va kengaytiruvchi ulagichlar yordamida avtobusga ulangan (inglizcha
slot - slot, slot).
|
