Buyruqlar tizimi arxitekturasi Reja

Buyruqlar tizimi arxitekturasi


Reja

1. Buyruqli arxitektura tizimi

2. Mikroprosessor mikroarxitekturasi
3. Makroarxitektura
Kompyuter texnologiyalari rivojlanishining yangi bosqichi. Mikrosxemalar asosida protsessorlarning rivojlanishi natijasida raqamli kompyuterlarning o'lchamlari va shakli sezilarli darajada pasaydi.
Mikroprosessor (MP) bu raqamli ma'lumotlarni qayta ishlash va ushbu ishlov berish jarayonini boshqarish uchun mo'ljallangan va bitta yoki bir nechta yirik integral mikrosxemalar (LSI) shaklida ishlab chiqilgan dasturiy ta'minot tomonidan boshqariladigan qurilma.
Katta integral kontaktlarning zanglashiga olib borishi haqida tushuncha hozircha aniq belgilanmagan. Ilgari, ushbu sinf chipga 1000 dan ortiq elementlarni o'z ichiga olgan chiplarni o'z ichiga olishi kerak deb ishonilgan. Darhaqiqat, birinchi mikroprosessorlar ushbu parametrlarga mos keladi. Masalan, 70-yillarning oxirlarida ishlab chiqarilgan K584 mikroprotsessor to'plamining 4 bitli protsessor qismida 1500 ga yaqin element mavjud edi. Endi, mikroprosessorlarda o'n millionlab tranzistorlar mavjud bo'lsa va ularning soni doimiy ravishda k
Mikroprosessorlar tizimi (MPS) - bu bir yoki bir nechta qurilmalardan tashkil topgan funktsional jihatdan to'liq ishlab chiqarilgan mahsulot bo'lib, uning asosini mikroprosessor tashkil etadi.
Mikroprotsessor juda ko'p parametrlar va xususiyatlar bilan tavsiflanadi, chunki bu, bir tomondan, funktsional jihatdan murakkab hisoblash moslamasi, ikkinchi tomondan, elektron qurilma, elektron sanoat mahsuloti.

Hisoblash vositasi sifatida mikroprotsessor birinchi navbatda o'ziga xos xususiyatga ega arxitektura, ya'ni foydalanuvchiga taqdim etiladigan dasturiy va apparat xususiyatlarining kombinatsiyasi. Bunga buyruqlar tizimi, ishlov beriladigan ma'lumotlarning turlari va formatlari, adres rejimlari, registrlarning soni va taqsimlanishi, operativ xotira va tashqi qurilmalar bilan o'zaro ishlash

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.
Semantik uzilishni bartaraf etish uchun EHM ishlab chiquvchilari uchta yondashuvdan birini va shunga mos ravishda uchta BTA turidan birini tanlaydilar:
· buyruqlarning to'liq to'plamiga ega bo'lgan arxitektura: CISC (Complex Instruction Set Computer);
· qisqartirilgan buyruqlar to’plami bilan arxitektura: RISC (Reduced Instruction Set. Computer);
· juda uzun buyruq so’zlari bilan arxitektura: VLIW (Very Long Instruction Word).

Buyruq formatlari

Buyruqlar formati – bu buyruqni ichki tuzilish strukturasini aniqlovchi qoida kelishuvdir.
Buyruq – amal kodi, ushbu amalda qatnashayotgan operanda yoki operandalar qayerdan olinishi va natija qayerga yozilishi haqidagi axborotlardan iborat bo’ladi.
Buyruq formatlari

Buyruqlar – operandlar soniga qarab 4 sinfga bo’linadi.

Amal kodi
Amal kodi
Amal kodi
Adres
Amal kodi

Adres1
Adres2

Adres3
Amal kodi
Adres1
Adres2

a) Adressiz buyruqlar

b) Bir adresli buyruq
d) Ikki adresli buyruq
e) Uch adresli buyruq
Buyruqlar tizimi arxitekturasi
Akkumulyatorli arxitektura
(EDSAC 1950)
Registrli arxitektura
(IBM 360 1964)
Buyruqlarning to'liq to'plamiga ega bo'lgan arxitektura CISC
(VAX, Intel, 1977-1980)
Xotiraga ajratilgan murojaatli arxitektura (CDC6600, Cray, 1963-1976)
Qisqartirilgan buyruqlar to’plamli arxitektura RISC (Mips, Sparc, RS6000 1987)
Qisqartirilgan buyruqlar to’plamli arxitektura RISC (Mips, Sparc, RS6000 1987)
Juda uzun buyruq so’zlari bilan arxitektura
(Itanium, 1990)
Stekli arxitektura
(B5500, B6500, 1963-1966)
Operantsiz buyruqlar to’plamli arxitektura
(Itanium, 1990)
tamoyillari (uzilish tizimining xususiyatlari, xotiraga to'g'ridan-to'g'ri kirish va boshqalar) kiradi. ashqi sinxronizatsiya chastotasi. Sinxronizatsiya chastotasi uchun uning mumkin bo'lgan maksimal qiymati odatda ko'rsatiladi, bunda kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Mikroprosessorlarni o'z ichiga oladigan funktsional murakkab sxemalar uchun ba'zan sinxronlashning eng past chastotasi ham ko'rsatiladi. Ushbu chegaradan past chastotani pasaytirish kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin. Shu bilan birga, yuqori tezlikni talab qilmaydigan MP dasturlarida sinxronizatsiya chastotasini pasaytirish energiya tejash sohalaridan biridir.
Bir qator zamonaviy mikroprotsessorlarda chastota pasayganda, u o'z holatini saqlab turadigan "uyqu rejimiga" o'tadi. Xuddi shu arxitekturadagi sinxronizatsiya chastotasi mikroprotsessorlarning ishlashini taqqoslashga imkon beradi. Ammo turli xil me'moriy qarorlar ishlashga chastotadan ko'ra ko'proq ta'sir qiladi;
Ishlash: u maxsus sinovlar yordamida aniqlanadi, shu bilan birga, agar iloji bo'lsa, ular protsessor mikroarxitekturasining turli xususiyatlarini qamrab oladigan ishlashga ta'sir ko'rsatadigan testlar to'plami tanlanadi.
Universal mikroprotsessorlar odatda CISC va RISC mikroprotsessorlariga bo'linadi. CISC mikroprotsessorlari (qo'llanmalarning to'liq to'plamini hisoblash - ko'rsatmalarning to'liq tizimi bilan hisob-kitoblar) keng rivojlangan operand va manzil rejimlariga ega bo'lgan barcha klassik ko'rsatmalar to'plamini o'z ichiga oladi. Masalan, Pentium mikroprotsessorlari ushbu sinfga tegishli. Shu bilan birga, RISC mikroprotsessorlari (qisqartirilgan ko'rsatmalar bo'yicha hisoblash), ta'rifdan kelib chiqqan holda, ko'rsatmalar va manzillarni qisqartirish rejimidan foydalanadilar. Bu erda birinchi navbatda Alpha 21x64, Power PC kabi mikroprotsessorlarni ajratib ko'rsatish kerak. Buyruq tizimidagi jamoalar soni eng ravshan, ammo bugungi kunda universal mikroprotsessorlarni rivojlantirishning ushbu sohalarida eng muhim farq juda muhim emas Arxitektura ostida MP uning tarkibiy qismlari tarkibi, MP doirasida va tashqi muhit bilan buyruqlar tizimi tomonidan amalga oshiriladigan ma'lumotlar almashinuvini tashkil etish haqidagi g'oyalarning umumiyligini tushunish odat tusiga kiradi.
Mikroarxitektura;
Makroarxitektura
Mikroprosessor mikroarxitekturasi - Bu mikroprotsessorning apparati va mantiqiy tuzilishi, registrlar, boshqaruv zanjirlari, arifmetik-mantiqiy moslamalar, saqlash moslamalari va ularni ulaydigan ma'lumot uzatish liniyalari.
Makroarxitektura - Bu buyruqlar tizimi, qayta ishlangan ma'lumotlarning turlari, manzillar rejimlari va mikroprotsessorlarning ishlash printsiplari.
Umuman olganda, mikroprosessor arxitekturasini quyidagi mezonlarga ko'ra tasniflash mumkin.