Intel Core 2
Микроархитектураси.
Mikroarxitekturalarni loyihalash davrida na’faqat uning dizayniga, balki
quyidagi muammolarga ham e’tibor beriladi:
- mikrosxema chipning yuza o‘lchamiga va narhiga;
- elektr tokining ishlatishiga;
137
- mantiqiy sxemaning mushkulliyligiga;
- oddiy va sodda bog‘lanishligiga;
- sxemani sozlash jarayonining soddaliligiga;
- testdan o‘tkazish mumkinligiga va boshqalar.
Umuman, barcha bir chipli va ko‘p chipli mikroprotsessorlar uchun
yaratilgan dasturlar quyidagi etaplardan o‘tishadi:
1.
Yo‘riqnomani (instruktsiyani) o‘qish va uni dekodirlash.
2.
Ushbu instruktsiya asosida bajarish uchun barcha bog‘liq bo‘lgan
ma’lumotlarni qidirish.
3.
Yo‘riqnomani to‘la bajarish.
4.
Olingan natijalarni yozib saqlab qo‘yish.
Ushbu ketma - ketlikni bajarish onson tuyiladi, lekin yo‘riqnoma va
ma’lumotlar saqlanayotgan xotiraning iyerarhiyasi, kesh, asosiy xotira va
energiyaga bog‘liq bo‘lgan qurilmalar ya’ni qattiq disklarning ishlash
tezligi protsessorning tezligidan kam bo‘lishligi kerakligi natijasida bu
jarayon juda qiyinlashib ketadi.
Ko‘p yillar davomida ishlash jarayonining tezligini oshirish uchun ko‘p
yo‘riqnomalarni parallel bajarish ustida tadqiqotlar olib borilgan edi. Bu usul esa
mantiqiy sxemalarning strukturasini mushkullashtirib qo‘yganligi isbotlandi. Ular
asosan qimmat baho meynfreym va superkompyuterlarda qo‘llanilgan.
Zamonaviy texnologiyaning rivojlanishi natijasida bir kvadrat santimetrli
maydonda milliard integral sxemalarni yaratilishi yuqorida keltirilgan
muammolarni yechilishiga olib keldi.
XXII. BUYRUQLAR TO‘PLAMI
Protsessorning razryadliligi - bu bir paytning o‘zida mashina operatsiyasi
bajarilishi jarayonida ikkilik raqamlarning maksimal razryadlar soni hisoblanadi.
Har qanday ma’lumot kompyuter ichida ikkilik sonlari bilan belgilanishi barchaga
ma’lum. Kompyuter ichidagi qurilmalar orasidagi ma’lumotlar portsiya ya’ni
mashina so‘zi ko‘rinishida bir - biriga uzatiladi. Ushbu bitta mashina so‘zidan bit
ma’lumotlar soni protsessorning razryadlari deb ataladi.
138
Kompyuterning razryadlar soni qanchalik ko‘p bo‘lsa, ya’ni mashina so‘zi
uzun bo‘lsa, demak shunchalik ma’lumotlarni tez uzatadi, yoki qayta ishlaydi. Bu
degani kompyuterning tezligi yuqori bo‘ladi.
Mikroprotsessorlar uch xil razryadlarga bo‘linadi:
1.
Mikroprotsessorlarning registrlar razryadi.
2.
Ma’lumotlar shinasining razryadi.
3.
Shinalar manzilining razryadi.
Registrlar razryadi - mikroprotsessorning ichidagi mashina so‘zini uzunligi
hisoblanadi. Intel 80386 kompyuterlar 32 - razryadli edi. Intel Pentium 4 va Pentium
4XE 3,73 Mgts chastotali kompyuterlar 64 - razryadli mikroprotsessorlarda ishlar
edilar. Windows XP Pro x 64 operatsion tizim o‘rnatilgan.
Ma’lumotlar
shinasining
razryadliligi
sifatida
ma’lumotlarni
mikroprotsessorlardan boshqa qurilmalarga uzatilayotganda ishlatilayotgan liniyalar
guruhi yoki liniyalar soni hisoblanadi. Mikroprotsessor ichidagi va uning
tashqarisidagi mashinalar so‘zining uzunligi har xil bo‘lishligi mumkin. Masalan,
birinchi mikroprotsessor o‘rnatilgan IBM PC (Intel 8088) da ichki razryadi 16 bit, a
tashqi mashina so‘zi 8 bit bo‘lgan. Zamonaviy Intel 8086 larda tashqi mashina so‘zi
16 bitgacha oshirilganligi uchun ularning samaradorligi 40% ga oshgan.
Shinalar manzilining razryadi - bu ham liniyalarning soni bilan belgilanadi.
Ushbu liniyalar orqali mikroprotsessordan operativ xotiraga kirish uchun uning
yacheykalarini aniqlashda uzatilayotgan ma’lumotlar hisoblanadi.
Manzil shinasi qanchalik keng bo‘lsa, shunchalik xotiraning ko‘p
yacheykalariga mikroprotsessor murojaat qilaoladi. Masalan, Intel 8088 va Intel
8086 larda manzillar shinasi 20 ta liniyadan (simdan) iborat edi. Bunday
mikroprotsessorli kompyuterlarning operativ xotirasi 1 MBayt edi. Protsessorning
keyingi avlodida 24 - razryadli manzil shinalari ishlatilganda uning operativ xotirasi
16 MBayt bo‘lgan.
Mikroprotsessorning bazoviy buyruqlar tizimini shartli funktsional ravishda
quyidagi guruhlarga bo‘lish mumkin:
- ma’lumotlarni uzatish buyrug‘i;
- birlamchi bit ma’lumotni o‘rnatish buyrug‘i;
- kiritish - chiqarish buyrug‘i;
- arifmetik buyruqlar;
- mantiqiy buyruqlar;
- surish buyruqlari;
139
- ikkilik - o‘nlik sonlarni to‘g‘rilash buyruqlari;
- turlarini o‘zgartirish buyruqlari;
- bayroqlarni boshqarish buyruqlari;
- uzish buyrug‘i;
- boshqaruvlarni uzatish buyruqlari;
- protsessorni sinxron ishlashini ta’minlash buyrug‘i va boshqalar.
Protsessorning barcha bazaviy buyruqlariga quyidagi chegaralar
qo‘yilgan:
-
bir paytni o‘zida bitta buyruq bilan xotiraning ikki maydoniga murojaat
qilmaslik;
-
xotiraning segment registri va uning qiymati bilan operatsiyani bajarish
mumkin emasligi;
-
buyruq opnrandalari (ma’lumotlar kodi) bir hil o‘lchamga ega bo‘lishligi va
boshqalar.
Mikroprotsessorning buyruqlari mikrobuyruqlardan farq qilib, mikrosxemalar
qurilmalariga bog‘liq bo‘lmagan xolda ishlab chiqiladi. Shuning uchun ularning
razryadlari mikroprotsessorning razryadiga mos keladi. Mikroprotsessorning
buyrug‘i yo‘riqnomadan tashkil topgan bo‘lib operatsiya kodi bilan belgilanadi
(Operatsiya Kodi - inglizcha INS deb ataladi). Buyruq formatlari protsessorning
strukturasiga qattiq bog‘liq bo‘ladi.
Fon - Neyman strukturasi asosida tuzilgan sakkiz razryadli protsessor
buyruqlari quyidagi rasmda keltirilgan:
Операция Бир байтли буйруқ
Уч байтли буйруқ
Икки байтли буйруқ
Операция Манзил
Операция 1 ёки 2 нчи
Тўрт байтли буйруқ Коди Операнд
Операция коди
ввв
Операция коди
data
Регистр манзили
Операция коди
Операнда манзили
Операция коди
ввв
Регистр манзили
Операнда манзили
data
140
Agar operatsiya kodi sifatida sakkiz bitli so‘z (bayt) ishlatilsa, u holda ushbu
so‘z yordamida 256 ta operatsiyani kodlashtirish mumkin. Buyruqlar tizimini ishlab
chiqayotganda operatsiya uchun har qanday kod belgilanishi mumkin. Ana shu
buyruqlar tizimi orqali konkret protsessorlar oilasi aniqlanadi. Bir baytli buyruqlar
protsessorning ichki dasturiy registrlari bilan ishlashi mumkin bo‘ladi.
Bir xil operatsiyalarni protsessorning har xil registrlari bilan bajarish uchun har
xil kodlar ishlatiladi. Bunday kodlarni yodda saqlab qolish juda mushkul
hisoblanadi. Ushbu saqlab eslab qolish ma’lumotlar hajmini kamaytirish va
onsonlashtirish uchun har xil qisqariltirilgan ingliz so‘zlaridan foydalaniladi.
Masalan, nus'ha olish uchun MOV, yig‘indisini topish uchun ADD, ayirish uchun
SUB, ko‘paytirish uchun MUL va boshqalar ishlatiladi.
Mikroprotsessorning strukturasini bilmay turib dastur (programma) yozish
mumkin emas, chunki mikroprotsessorning strukturasi va uning buyruqlar to‘plami
bir - biri bilan chambarchas bog‘liqdir. Shuning uchun har xil mikroprotsessorlarda
har xil buyruqlar tizimi bo‘lishi mumkin. Umuman, buyruqlar ikki qismdan iborat
bo‘ladi: operatsion va manzil qismidan.
Massu protsessor - o‘z buyruqlar aylanish jarayonini saqlaydi, tizim xotirasida
saqlangan dasturni amalga oshiradi, lekin faqat CPU buyrug‘i bilan ishga tushiriladi,
dasturni bajarish tugagandan so‘ng CPUga ish tugallanishi haqida xabar beradi.
Replikatsiya protsessor o‘z buyruqlar aylanishini qo‘llab-quvvatlamaydi, u CPU
tomonidan umumiy buyruqlar oqimi uchun tanlangan buyruqlarni bajaradi. Aslida,
protsessor CPU kengaytmasi hisoblanadi.
| 