Shakl: E. Tenenbaum, T. Ostin, Kompyuter arxitekturasi, 6-nashr

|
Shakl: E. Tenenbaum, T. Ostin, Kompyuter arxitekturasi, 6-nashr
|
Sana | 28.11.2023 | Hajmi | 61,82 Kb. | | #106945 |
Hayrli kun. Bugun biz kompyuter arxitekturasi haqida gaplashamiz. “Arxitektura” so’zining o’zi bizga Qadimgi Yunonistondan kelgan va “bosh” va “duradgor” so’zlaridan hosil bo’lgan. Arxitektura odatda binolar, inshootlar va ularni loyihalash va qurish san’atini anglatadi.
Ammo kompyuter arxitekturasi nima? Axborot texnologiyalari sohasida jahonga mashhur mutaxassis Endryu Tenenbaum zamonaviy kompyuterlarni tashkil etuvchi darajalarning quyidagi diagrammasini taqdim etadi: raqamli mantiq darajasi, mikroarxitektura darajasi, ko’rsatmalar to’plami arxitekturasi darajasi, operatsion tizim darajasi, assembler darajasi, amaliy dasturchi tili. Daraja. Tenenbaumga ko’ra arxitektura – bu biz sanab o’tgan har bir alohida qatlamning ma’lumotlar turlari, operatsiyalari va xususiyatlari to’plami.
Shakl: E. Tenenbaum, T. Ostin, Kompyuter arxitekturasi, 6-nashr.
Xavotir olmang, hamma narsa unchalik qiyin emas, chunki siz hali universitetda emas, yettinchi sinfdasiz. Tenenbaum o’zining eng ko’p sotilgan “Kompyuter arxitekturasi” kitobida “kompyuter arxitekturasi” va “kompyuter tashkiloti” bir-birining o’rnida ishlatilishini ta’kidlaydi. Shunday qilib, biz arxitektura tashkilot bilan bir xil deb taxmin qilamiz. Bugun biz kompyuter qanday tashkil etilganligini ko’rib chiqamiz va keyingi darsda har qanday kompyuterning ikkita eng muhim tarkibiy qismi – protsessor va xotiraga alohida e’tibor qaratamiz.
Yuqorida keltirilgan beshta arxitektura darajasiga asoslanib, kompyuter arxitekturasi haqida gapirganda, biz apparat arxitekturasi va dasturiy ta’minot arxitekturasini farqlashimiz mumkinligini payqash oson. Kompyuter texnikasi deganda kompyuterning ishlashiga imkon beruvchi jismoniy qurilmalar tushuniladi. Axborot texnologiyalari mutaxassislari jargonida apparat “hardware”, ingliz tilida esa apparat deb ataladi. Dasturiy ta’minot deganda kompyuterga tushunarli tilda yozilgan buyruqlar ketma-ketligi bo’lgan dasturlar tushuniladi, ular orqali apparat boshqariladi. Slangda dasturiy ta’minot “dasturiy ta’minot” deb ataladi, bu atamaning inglizcha nomidan – “dasturiy ta’minot”.
Nollar va birliklar kompyuter ichidagi simlar bo’ylab qanday uzatiladi
Keling, raqamli mantiq darajasini ko’rib chiqaylik. Oldingi darslarda biz kompyuterdagi mutlaqo barcha ma’lumotlar ikkilik kodlar ko’rinishida, ya’ni birlik va nol ko’rinishida taqdim etilishini bilib oldik. Lekin birliklar va nollar kompyuterda qanday ifodalanadi? Ma’lum bo’lishicha, ular elektr energiyasi yordamida ifodalanishi mumkin. Ko’pincha kompyuter texnologiyalarida nol va birlarning ko’rinishi turli darajalar, turli kuchlanish qiymatlari va kamroq tez-tez – turli xil oqim qiymatlari yordamida sodir bo’ladi. Misol uchun, agar ma’lum bir vaqtda raqamli chiziqdagi kuchlanish besh volt bo’lsa, u holda biz bitta chiziq bo’ylab uzatiladi deb faraz qilamiz va kuchlanish nolga teng bo’lsa, u holda nol uzatiladi. Biz, aziz bolalar, kompyuter fanlari va fizika qanday bog’langanligini ko’rdik – nollar va birliklar kuchlanish yoki oqim bilan ifodalanadi.
Kuchlanish o’zgarishi mumkin va bu signalni yaratadi, ya’ni vaqt o’tishi bilan ba’zi parametrlarning o’zgarishi (bu holda kuchlanish). Nollar va birliklar ketma-ketligi shu tarzda uzatiladi.
Ular nafaqat raqamli chiziqlardan, balki parallel ravishda ishlaydigan chiziqlar to’plamidan ham foydalanadilar. Har birida nol va birlarni o’z ichiga olgan bunday qatorlar avtobuslar yoki magistrallar deb ataladi.
Mikroprotsessor tizimi
Kompyuter ichidagi raqamli liniyalar va avtobuslar mikroprotsessor tizimining eng muhim qurilmalari – protsessor, operativ xotira va kiritish-chiqarish portlari o’rtasida ma’lumotlarni uzatadi. Ushbu qurilmalar ichki deb ataladi.
Protsessor ma’lumotlarni qayta ishlaydi va butun mikroprotsessor tizimini boshqaradi, operativ xotira esa ma’lumotlar va ko’rsatmalarni saqlaydi. Ma’lumotlar kompyuterda qayta ishlash uchun mos shakldagi ma’lumotlardir. Bu ma’lumotlar, bu ma’lumotlar buyruqlar yordamida protsessor tomonidan qayta ishlanadi.
Iltimos, kirish/chiqarish portlarini keyingi darslarda gaplashadigan kirish yoki chiqarish qurilmalari bilan aralashtirib yubormang. Nyu-Yorkda aytganidek, ular bir xil narsa emas va buning sababi: boshqa barcha qurilmalar mikroprotsessor tizimiga kiritish-chiqarish portlari orqali ulanganligi ma’lum bo’ldi.
Protsessor, operativ xotira va kiritish-chiqarish qurilmalari manzil shinasi, ma’lumotlar shinasi va boshqaruv shinasidan iborat tizim shinasi orqali ulanadi. Ma’lumotlar shinasi, albatta, ma’lumotlarni uzatadi, boshqaruv shinasi boshqaruv signallarini protsessorga yuboradi, manzil shinasi esa operativ xotiradagi qurilma manzillari va manzillarini ma’lumotlarni yozish yoki o‘qish kerak bo‘lgan yoki undan ma’lumotlarni uzatadi.
Von Neyman tsikli
Protsessor fon Neyman sikli deb ataladigan algoritm bo’yicha ishlaydi, bu quyidagicha:
1. Birinchi bosqichda mikroprotsessor mikroprotsessor tarkibiga kiruvchi dastur hisoblagichidan manzillar shinasigacha bo’lgan qiymatni o’rnatadi.
2. Keyinchalik, operativ xotira buyruq manzilini qabul qilib, ma’lumotlar shinasi orqali buyruqning mashina kodini uzatadi. Aslida, protsessor bajarishi kerak bo’lgan harakat haqida ma’lumot uzatiladi.
3. Uchinchidan, protsessor buyruq kodini qabul qilib, uni bajaradi.
4. Nihoyat, protsessor dastur hisoblagichini oshirib, keyingi ko’rsatmaga o’tadi.
Jon fon Neyman tsikli apparatning dasturiy ta’minot bilan o’zaro ta’sirining yorqin namunasidir.
Garvard yoki Prinston?
Siz, albatta, fon Neyman siklida protsessor bir xil RAMdan buyruq va ma’lumotlarni qabul qilishini payqadingiz. Operativ xotirada ma’lumotlar va dasturlar birgalikda mavjud bo’lgan apparat arxitekturasi fon Neumann yoki Prinston arxitekturasi deb ataladi – bu olim ishlagan Amerika Qo’shma Shtatlaridagi mashhur xususiy universitet nomi bilan.
|
| |