Reja: Buyruqlar tizimi arxitekturalari

Download 230.38 Kb.
bet	1/2
Sana	06.04.2024
Hajmi	230.38 Kb.
	#189520

Bog'liq
Ergashov Kamoliddin 1-mustaqil ishi.
MTA Majmua(2021), 1, 4-Karno kartadan foydalanib mantiqiy ifodalarni minimallash, Kalendar reja algoritm, Ishchi dastur(Dasturlash I) 24.11.2021, 1 -amaliyot, 4-Lab, Yurtimiz mustaqillikga erishishidan oldin milliy urf odat, 7-8-mavzuDT larni sertifikatlashtirish, Axborotlarni izlash va ajratib olish fanidan mustaqil ish Mavzu, Abdulla Oripov O\'zbekiston (qasida), 2 lab Yarashov Diyorbek, TATU NF Hemis axborot tizimi, Algo 1-299, prezentatsiya

Mustaqil ish MAVZU: Buyruqlar tizimi arxitekturalari Bajardi: 963-21guruh talabasi Ergashov Kamoliddin. Tekshirdi: O’razmatov.T Reja: Buyruqlar tizimi arxitekturalari. Zamonaviy shinalarning xususiyatlari. Hyper-threading texnologiyasi. Multitasking va ko’p oqimli tizimlar. Mikroprosessor mikroarxitekturasi. Makroarxitektura. Operandlarni saqlash joyiga qarab klassifikatsiyalash Berilgan EHM bajarishi mumkin bo’lgan buyruqlarning to’liq ro’yxati EHMning buyruqlar tizimi deb nomlanadi. Buyruqlar tizimining arxitekturasida dasturchi uchun mavjud bo'lgan EHM vositalarini aniqlash odatiy holdir. Buyruqlar tizimining arxitekturasini dasturiy ta’minot talablariga EHM apparaturasi imkoniyatlari bilan mos keladigan vosita sifatida qarash mumkin. Mashina tilidagi buyruqlarning umum formatlari va turlari EHM ma’lumotlarga ishlov berib dasturdagi buyruqlar (kommanda) ketma-ketligiga mos ravishda bajarilib quyilgan masalani yechadi. Shuning uchun kompyuter dastur asosida boshqariladigan qurilmadir. Uning asosini protsessor (CPU), xotira va kiritish-chiqarish qurilmalari tashkil qiladi. Mashina tilidagi buyruqlarning umum formatlari va turlari Kompyuter buyruqlarini albatta uni protsessori aniqlab beradi. Bu buyruqlar – ikkilik sanoq tizimiga asoslangan – sonlar (kod) to’plami bo’lib mashina tili deb nomlanadi. Kodlar (buyruqlar) protsessordan protsessorga o’zgaradi va yozilishi 8 bitdan to 10 lab baytglargacha bo’lishi mumkin. Demak bu buyruqlarni 100 va hatoki 10000 dan ortiq turlari mavjud. Mashina tilidagi buyruqlarning umum formatlari va turlari Mashina tilida dasturlash – bu mana shu buyruqlarni eslab qolib, qo’llash bilan bog’liq bo’lgan murakkab jarayondir. Shu sababli dasturchilar o’z ishlarini avtomatlashtirish uchun maxsus inson tiliga yaqin bo’lgan tildan (ingliz tili asosida) tarjimonchi dasturlar yaratishdi va uni til kompilyatorlari deb nomlashdi. Shu kompilyatorlardan eng soddasi va ko’pincha mashina buyruqlarini ma’lum so’z yoki qisqartmaga moslashtirib olingani assembler tili deb nomlanadi. Buyruqlar tizimi arxitekturasi klassifikatsiyasi Zamonaviy dasturlash texnologiyasi yuqori darajadagi tillarga (YuDT) yo’naltirilgan bo’lib, ularning asosiy maqsadi dasturlash jarayonini yengillashtirishdir. YuDT ga o’tish jiddiy muammo tug’dirdi: YuDT uchun xos bo’lgan murakkab operatorlar oddiy mashina operatsiyalaridan sezilarli darajada farq qiladi. Muammo semantik uzilish deb ataladi va uning natijasi dasturning yetarli darajada samarali bajarilishmasligidir. Oprotsessorlarning buyruqlar tizimi 98 ta buyruqlardan tashkil topgan: 19 ta ma’lumotlarni uzatish komandalari, 38 ta ma’lumotlarni qayta ishlash komandalari, 24 shartli va shartsiz o‘tishmalar va 24 CPU komandalari. Jami buyruqlar uchun taxminan 4000 variant mavjud. Umuman Intel 8086 mikroprotsessor buyruqlari 6 guruhga bo‘linadi: 1. Aloqa buyruqlari: MOV, XCHG, PUSH, POP, PUSHF, POPF, LEA, LDS, LAHF, SAHF, XLAT, IN. 2. Aritmetik buyruqlar: ADD, ADC, INC, AAA, DAA, SUB, SBB, Dec, NEG, CMP, AAS, DAS, MUL, IMUL, DIV, IDIV, AAM, AAD. 3. Mantiqiy buyruqlar: QAYD, SHL / SAL, SHR, SAR, ROL, ROR, RCL, RCR, AND, TEST, OR, XOR. 4. Zanjirdagi manipulyatsiya buyruqlari: CMPS, LODS, MOVS, REP, SCAS, STOS. 5. Bog‘lanish buyruqlari: JMP, CALL, RET, LOOP / LOOPE, LOOPZ, LOOPNE / LOOPNZ, JCXZ, JE / JZ, JNE / JNZ, JL / JNGE, JLE / JNG, 141 JB / JNAE, JBE / JNA, JP / JPE , JNP / JPO, JO, JNO, JS, JNS, JG / JNLE, JGE / JNL, JA / JNBE, JAE / JNB. 6. CPU nazorat buyruqlari: CLC, CMC, STC, CDL, STD, CLI, HLT WAIT, ESC, LOCK. Kompyuter shinlari (ingliz tilidan: computer bus, ikki tomonlama universal kalit - ikki yo'nalishli universal kalit) - bu kompyuter arxitekturasidagi kompyuterning funktsional bloklari o'rtasida ma'lumotlarni uzatuvchi kichik tizim. Odatda shina drayverlar tomonidan boshqariladi. Nuqtali aloqadan farqli o'laroq, bir nechta qurilmalarni bitta o'tkazgich to'plamidan foydalangan holda shinaga ulash mumkin. Har bir shina qurilmalar, kartalar va kabellarni jismoniy ulanishi uchun o'ziga xos ulagichlar (ulanishlar) to'plamini belgilaydi. Dastlabki kompyuter shinalari kompyuter xotirasi va tashqi qurilmalarini protsessor bilan bog'laydigan simlar guruhi edi. Deyarli har doim xotira va atrof-muhit uchun turli xil shinalar, turli xil kirish usullari, kechikishlar va protokollar bilan foydalanilgan. Dastlabki kompyuter shinalari bir nechta ulanishlarga ega bo'lgan parallel elektr shinalari bo'lgan, ammo hozirda bu atama parallel kompyuter shinalari kabi mantiqiy funksiyalarni ta'minlaydigan har qanday jismoniy mexanizm uchun ishlatiladi. Zamonaviy kompyuter shinalari parallel va ketma-ket ulanishlardan foydalanadi va multidrop va romashka zanjiri topologiyalari bo'lishi mumkin. USB va boshqa ba'zi shinalarda hub (hub) lardan foydalanish mumkin. Birinchi yaxshilanishlardan biri bu uzilishlardan foydalanish edi. Ularning kiritilishidan oldin kompyuterlar periferiya tayyor bo'lishini kutib, tsiklda I / U ni amalga oshirdilar. Boshqa vazifalarni bajara oladigan dasturlar uchun vaqtni behuda sarflash edi. Bundan tashqari, agar dastur boshqa vazifalarni bajarishga harakat qilsa, u qurilmaning holatini juda kech tekshirishi va ma'lumotlarni yo'qotishi mumkin. Shuning uchun muhandislar tashqi qurilmalarga protsessorni to'xtatishga ruxsat berishdi. Uzilishlarga ustuvor ahamiyat berildi, chunki protsessor bir vaqtning o'zida faqat bitta uzilish uchun kodni bajarishi mumkin va ba'zi qurilmalar boshqalariga qaraganda kamroq kechikishni talab qiladi. DEC ikki xil shinalar kichik va ommaviy ishlab chiqarilgan kompyuterlar uchun ortiqcha va qimmat bo'lishi mumkinligini ta'kidladi va atrof-muhitni xotira shinaiga xaritada joylashtirishni tavsiya qildi, shunda ular xotira joylariga o'xshaydi. Bu o'sha paytda juda jasur qaror edi va tanqidchilar muvaffaqiyatsizlikni bashorat qilishdi. Birinchi minikompyuter shinalari mikroprotsessor pinlariga ulangan passiv orqa panellar edi. Xotira va boshqa qurilmalar protsessor bilan bir xil manzil va ma'lumotlar pinlari yordamida shinaga ulangan. Barcha kontaktlar parallel ravishda ulangan. Ba'zi hollarda, masalan, IBM PC, shinaning haqiqiy kiritish- chiqarish shinai bo'lishi uchun signallarni ishlab chiqarish uchun qo'shimcha protsessor ko'rsatmalari talab qilinadi. Ko'pgina mikrokontrolrlarda va o'rnatilgan tizimlarda I / U shinai hali ham mavjud emas. O'tkazish jarayoni protsessor tomonidan boshqariladi, u aksariyat hollarda ma'lumotlarni xotirada bloklar kabi o'qiydi va qurilmalarga yozadi. Barcha qurilmalar umumiy soat manbasini baham ko'radi. Periferiklar ba'zi bir uzilishlar yordamida protsessorga maxsus pimlarni signalizatsiya qilish orqali ma'lumotlarni qayta ishlashni so'rashlari mumkin Masalan, qattiq disk boshqaruvchisi protsessorga ma'lumotlarning yangi qismini o'qishga tayyorligi to'g'risida xabar beradi, shundan so'ng protsessor ularni boshqaruvchiga mos keladigan xotira maydonidan o'qishi kerak. Deyarli barcha dastlabki kompyuterlar ushbu printsiplarga asoslanib qurilgan, Sta-100 shinali Altairdan tortib 1980-yillarda IBM PC-ga. Ushbu oddiy shinalar umumiy foydalanishdagi kompyuterlar uchun jiddiy kamchilikka ega edi. Shinadagi barcha jihozlar bir xil tezlikda ma'lumotlarni uzatishi va bitta soat manbasini ishlatishi kerak edi. Protsessor tezligini oshirish oson bo'lmadi, chunki u barcha qurilmalarning bir xil tezlashishini talab qildi. Bu ko'pincha juda tezkor protsessorlarning ba'zi qurilmalarga ma'lumot uzatish imkoniyatini pasaytirishga majbur bo'lishiga olib keldi. O'rnatilgan tizimlar uchun bu maqbul bo'lsa-da, muammo tijorat kompyuterlari uchun qabul qilinmaydi. Yana bir muammo shundaki, protsessor har qanday operatsiya uchun talab qilinadi va u boshqa operatsiyalar bilan band bo'lganda, shinaning haqiqiy o'tkazuvchanligi sezilarli darajada zarar ko'rishi mumkin. Ushbu kompyuter shinalarini turli xil qo'shimcha qurilmalar bilan sozlash qiyin edi. Masalan, har bir kengaytirilgan karta xotira manzili, kirish / chiqish manzili, ustuvorliklar va uzilish raqamlarini o'rnatish uchun bir nechta kalitlarni o'rnatishni talab qilishi mumkin. Uchinchi avlod "Uchinchi avlod" shinalari hozirda HyperTransport va InfiniBand kabi bozorga kirish bosqichida. Ular, odatda, xotira, video kartalar va protsessorlararo aloqa uchun talab qilinadigan yuqori tezliklardan ham, disk drayvlar kabi sekin qurilmalar bilan ishlashda ham pastlardan foydalanishga imkon beradi. Ular, shuningdek, o'zlarini ichki va tashqi shinalar sifatida ishlatishga imkon beradigan, masalan, kompyuterlarni ulash uchun jismoniy ulanish jihatidan ko'proq moslashuvchanlikka intilishadi. Bu turli xil talablarni qondirishda murakkab muammolarga olib keladi, shuning uchun ushbu shinalarda ishlarning aksariyati apparatning o'zi bilan emas, balki dasturiy ta'minot bilan bog'liq. Umuman olganda, 3G shinalari asl shina g'oyalaridan ko'ra ko'proq kompyuter tarmoqlariga o'xshaydi, oldingi tizimlarga qaraganda ko'proq yuk ko'tariladi. Shuningdek, ular bir nechta qurilmalarga bir vaqtning o'zida shinadan foydalanishga imkon beradi. Zamonaviy integral mikrosxemalar ko'pincha oldindan qurilgan qismlardan ishlab chiqilgan. Shinalar (masalan, Wishbone) integral mikrosxemalarning turli qismlarini osonroq birlashtirish uchun ishlab chiqilgan. Ichki kompyuter shinalariga misollar. Parallel. Xususiy ASUS Media Bus Socket 7 o'rnatilgan ba'zi ASUS anakartlarda ishlatilgan va PCI shina ulagichi bilan bir qatorda joylashgan ma'lum bir uyadagi ISA shinai bo'lgan. Asbobsozlik tizimlari uchun CAMAC, kengaytirilgan ISA yoki EISA, Industry Standard Architecture yoki ISA, kam sonli hisoblash yoki LPC, MicroChannel yoki MCA, Mbus, sanoat tizimlari uchun multibus, NuBus yoki IEEE 1196, Intel 80486 uchun dastlabki anakartlarda ishlatiladigan OPTi mahalliy shina. Periferik Component Interconnect yoki PCI, shuningdek PCI- X Altair va shunga o'xshash mikrokompyuterlarda ishlatiladigan S-100 shina yoki IEEE 696, SBus yoki IEEE 1496, VESA Local Bus yoki VLB yoki VL-bus asosan 80486 protsessor uchun anakartlarda ishlatilgan va to'g'ridan-to'g'ri mikroprotsessor pinlariga ulangan. Shu bilan birga, ushbu shinani IBM BL3 protsessori (i386SX analogi) va Pentiumning dastlabki versiyalari bilan birgalikda amalga oshirish ham mavjud edi VMEbus, VERSAmodule Eurocard shinasi 8 va 16 bitli mikroprotsessor tizimlari uchun STD Bus, Unibus, Q-shina. Ketma-ket Seriyali periferik interfeysli shina yoki SPI shina, USB, Universal Serial Bus, ko'pincha tashqi sifatida ishlatiladi. FireWire, i.Link, IEEE 1394, asosan tashqi sifatida ishlatiladi. Bir vaqtning o'zida multithreading ( ing. Simultaneous Multithreading - SMT ) protsessorlarda apparatda amalga oshirilishi mumkin bo'lgan ko'p oqimning ikkita asosiy shakllaridan biridir . Ikkinchi shakl - vaqtinchalik ko'p ish zarralari . Bir vaqtning o'zida ko'p oqim texnologiyasi bir tsiklda superskalyar mikroprotsessorning funktsional modullari to'plamida bir nechta mustaqil bajarilish iplaridan ko'rsatmalarni bajarishga imkon beradi . Boshqa texnologiyalar bilan taqqoslash Superskalar mikroprotsessorlarning ishlashi bir vaqtning o'zida bir nechta ko'rsatmalarni bir tsiklda bajarish orqali oshiriladi, lekin u ko'rsatmalar o'rtasidagi bog'liqlik bilan cheklanadi (bu parallel bajarish imkoniyatlarini cheklaydi, buning natijasida ko'rsatmalarning maksimal mumkin bo'lgan sonini bajarib bo'lmaydi). sikl) va bajarilishning bitta ipi ichida yuqori kechikish bilan operatsiyalar (bitta ko'rsatma bajarilmaydigan tsikllarning paydo bo'lishiga olib keladi - quvur liniyasi stalls ). Uskuna ko'p ish zarralariga ega bo'lgan arxitekturalar kontekstni ular o'rtasida tezda almashish qobiliyatiga ega bir nechta iplarni bajaradi. Ushbu "an'anaviy" ko'p ish zarralari xotira va funktsiya blokining kechikishlarini yashiradi ("bo'sh" tsikllar sonini kamaytiradi), garchi har bir aniq tsiklda bitta ipdan ko'rsatmalar bajariladi. Biroq, bir vaqtning o'zida bajariladigan ko'rsatmalar sonining ko'payishi an'anaviy multithreading imkoniyatlarini pasaytiradi. Bir vaqtning o'zida multithreading superskalyar arxitektura ko'rsatmalarining parallel bajarilishini apparatli ko'p oqim bilan birlashtiradi. Bir vaqtning o'zida ko'p ish zarralarini qo'llash, protsessor funktsional modullarini iplar o'rtasida dinamik taqsimlash tufayli, protsessordan foydalanishni xotirada kechikishlar va ip ichidagi ko'rsatmalarni parallel ravishda bajarish imkoniyati cheklangan holda oshiradi. Ko'p yadroli mikroprotsessorlar o'z tashkilotida bir vaqtning o'zida ko'p tarmoqli mikroprotsessorlarga eng yaqin - ular bir nechta registrlar to'plamiga, bir nechta funktsional modullarga va yadrolarning har birining super skalarligiga ega. Ularning orasidagi asosiy farq resurslarni taqsimlashdadir - ko'p yadroli protsessorda har bir ip protsessor funktsional modullarining belgilangan sonini oladi, bir vaqtning o'zida ko'p oqimli protsessorda modullarning taqsimlanishi har bir tsiklda o'zgaradi. Natijada, bir vaqtning o'zida ko'p tarmoqli protsessorlar maksimal ip yukida ko'proq ishlashni ko'rsatadi va iplar sonining kamayishi bilan ishlash ko'p yadroli protsessorga nisbatan sekinroq tushadi. Hyper-threading ( inglizcha hyper-threading - hyper-threading, rasmiy nomi hyper-threading texnologiyasi , HTT yoki HT ) NetBurst mikroarxitekturasiga asoslangan protsessorlar uchun Intel tomonidan ishlab chiqilgan texnologiya . HTT " bir vaqtning o'zida multithreading " ( inglizcha simultaneous multithreading , SMT ) g'oyasini amalga oshiradi . HTT - bu Intel Xeon protsessorlarida joriy qilingan super tishli texnologiyaning evolyutsiyasi 2002 yil fevral va 2002 yil noyabr oylarida Pentium 4 protsessorlariga qo'shildi [1] . HTT-ni yoqgandan so'ng, bitta jismoniy protsessor (bitta jismoniy yadro ) operatsion tizim tomonidan ikkita alohida protsessor (ikki mantiqiy yadro) sifatida aniqlanadi . Muayyan ish yuklari uchun HTT dan foydalanish protsessor unumdorligini oshirishi mumkin. Texnologiyaning mohiyati: "foydali ish" ( inglizcha foydali ish ) ni faol bo'lmagan ijro etuvchi qurilmalarga o'tkazish ( inglizcha ijro birliklari ). HTT Core 2 seriyali (“Core 2 Duo”, “Core 2 Quad”) protsessorlarida amalga oshirilmaydi.Core i3 , Core i7 va ba'zi Core i5 protsessorlari o'z printsiplari bo'yicha o'xshash texnologiyani amalga oshirdi, bu esa hyper-threading nomini saqlab qoldi Texnologiya yoqilganda, har bir jismoniy protsessor yadrosi operatsion tizim tomonidan ikkita mantiqiy yadro sifatida aniqlanadi. Mutitasking (ing – ko’pmasalalilik) operatsion tizimning (yoki masalani bajaruvchi muhitning) bir nechta masalalarni parallel (yoki psevdoparallel) bajara olish xususiyatidir. Opertasion tizimning ko’pmasalalilik xususiyati asosan tarmoqlangan hisoblash tizimlarida ko’zga tashlanadi. Multitasking ning 2 xil turi mavjud: Jarayonli multitasking(Process multitasking) – bir vaqtda bajariladigan jarayonlarga asoslangan bo’lib, bunda bajariladigan dastur eng kichik element sifatida qaraladi. Ko’p tarqalgan hisoblanadi (masalan audio tinglab o’tirgan xolda matn yozish va shu kabilarda namoyon bo’ladi) Download 230.38 Kb.

Download 230.38 Kb.