Kafedrasi kompyuter arxitekturasi moduli bo‘yicha

Nazorat savollari

1. 
   Oqimlarni boshqarish buyruqlari
   
2. 
   Buyruqlar turlari
   

13-Ma’ruza. Hisoblash tizimlarining turlanishi
Reja:
1. Hisoblash tizimlari
2. Hisoblash tizimlarining turlanishi
3. Hisoblash tizimlarini avlodlari
Tayanch iboralar: EHM, AHM, RHM, GHM.
Kompyuter (elektron hisoblash mashinasi)–hisoblash va axborot masalalarini yechish jarayonida axborotlarga avtomatik ishlov berish uchun mo’ljallangan texnik vositalarining to’plami. Kompyuterlar qator belgilar bo’yicha turlarga ajratilishi mumkin, xususan:

• 
  ishlash tamoyili;
  

• 
  element asosi ;
  

• 
  vazifasi;
  

• 
  hisoblash jarayonining tashkillashtirilish usuli;
  

• 
  o’lchami va hisoblash quvvati;
  

• 
  imkoniyatlari;
  

• 
  dasturlarni parallel bajarish imkoniyati bo’yicha va hokazo.
  

Ishlash tamoyili bo’yicha hisoblash mashinalarini katta uchta guruhga ajratish mumkin (13.1-rasm): analogli (uzluksiz), raqamli va aralash (gibrid).

13.1-rasm. Ishlash tamoyili bo’yicha hisoblash mashinalarini turlarga ajratish
Bu uch turga bo’lishning ko’rsatkichi, u hisoblash mashinalarida ishlatiladigan axborotlarning ifodalanish shaklidir (13.2-rasm).
Raqamli hisoblash mashinasi (RHM) yoki kompyuter diskret ko’rinishda ifodalangan, aniqrog’i, raqamli shaklda ifodalangan axborot bilan ishlaydi.

13.2-rasm. Hisoblash mashinalarida axborotlarni ifodalanishining
ikki shakli.
Analog yoki uzluksiz hisoblash mashinalari uzluksiz shakldagi axborotlar bilan ishlaydilar, ya’ni qandaydir fizik kattalikdagi uzluksiz qatorga ega bo‗lgan qiymatlar ko’rinishida (ko’pincha elektr kuchlanishi). AHM juda sodda va foydalanishga qulay, bu mashinada ishlash uchun, masalalarni dasturlash uchun, odatda, ko’p mehnat talab etilmaydi. Masalani yechish tezligi operatorning xohishi bo’yicha o’zgarishi mumkin va xohlagancha yuqori tezlikda amalga oshirish mumkin (RHM qaraganda yuqori), ammo masalani yechish aniqligi juda past (nisbiy xatoligi 2–5 % gacha). AHMda murakkab mantiq talab etilmaydigan va tarkibida differensial tenglama bo‗lgan matematik masalalar samarali yechiladi. Elektron AHMni ko’pincha elektron modellashtiruvchi mashina deb ham ataydilar, chunki masalani yechish uchun ularda tadqiqot qilinayotgan tizimning fizik modeli yaratiladi. To’g’ri, xuddi shu asosda, elektron RHMni ham shunday atash mumkin, vaholanki, ularda ham yechiladigan masala modeli yaratiladi, ammo model abstrakt, matematikdir.
GHM (aralash (gibrid) hisoblash mashinasi) yoki kombinatsiyalashtirilgan hisoblash mashinasi raqamli va uzluksiz shaklda ifodalangan axborotlar bilan ishlaydi. Ular o’zida AHM va RHM afzalliklarini mujassamlashtirgan bo’ladi. GHMdan murakkab, tez ishlovchi, texnik majmualarni boshqarish masalalarini hal qilishda foydalanish maqsadga muvofiqdir.
Iqtisodda, shuningdek, ilm hamda texnikada eng ko’p foydalaniladigan va tarqalgan turi bu RHM, odatda, ularni raqamli xususiyatini eslatmasdan oddiy kompyuter deb ataladi.
Yaratilish bosqichi va element asosi b’yicha kompyuterlarni shartli ravishda avlodlarga bo’linadi:
1-avlod, 1950-yillar; elektron vakuumli lampalardagi EHM;
2-avlod, 1960-yillar; diskret yarimo’tkazgichli asboblardagi EHM (tranzistorlardagi);
3-avlod, 1970-yillar; yarimo’tkazgichli kichik va o’rta integral sxemalardagi kompyuterlar (bitta g’ilof ichida yuzlab-minglab tranzistorlar joylashtirilgan). Integral sxema–maxsus vazifalar uchun mo’ljallangan elektron sxema, u yaxlit yarimo’tkazgichli kristal sifatida bajarilgan bo’lib, o’zida katta sondagi aktiv elementlarni (diod va tranzistorlarni) birlashtiradi;
4-avlod, 1980-90-yillar; katta va juda katta integral sxemalardagi kompyuterlar, ularning asosi mikroprotsessorlardir (bitta kristallda o’n mingtalab–millionlab aktiv elementlar mavjud). Katta integral sxemalarda aktiv elementlar shunchalik zich joylashtirilganki, 1-avlod kompyuterining barcha elektron qurilmalari 100–150 m2 maydonni egallagan bo’lsa, hozir 1,5–2 sm² maydonni egallovchi bitta mikroprotsessorga joylashtirilgan. Juda katta integral sxemalarda aktiv elementlar o’rtasidagi masofa 0,032–0,11 mikronni tashkil etadi (solishtirish uchun: odam soch tolasining qalinligi bir necha o’n mikronga teng).
5-avlod, hozirgi vaqt (2010...); bir necha o’nlab parallel ishlovchi mikroprotsessorlardan tashkil topgan kompyuterlar, ular yordamida bilimlarga ishlov berishning samarali tizimlarini qurishga imkoniyat mavjud; parallel tarkibli juda murakkab mikroprotsessorlarda tashkil topgan kompyuterlar bir vaqtning o’zida dasturning o’nlab ketma-ket ko’rsatmalarini bajara oladilar.
6-avlod va keyingilari: yalpisiga parallellashtirilgan va neyron tarkibdagi optoelektron kompyuterlar, ular ko’p sonli murakkab bo’lmagan mikroprotsessorlarning taqsimlangan tarmog’i bo’lib, neyronli biologik tizimning modeli kabidir.
Analog hisoblash mashinasi boshqaruv tizimlarining dinamikasini taxlil qilish yoki rostlashda, boshqaruv tizimlarining sintezi va rostlash bilan bogʻliq masalalarni yechishda, tizimga taʼsir etuvchi va foydali signallarni aniqlashda, yangi avtomatik qayd qilish qurilmalarini yaratishda va b. da keng qoʻllaniladi. Bundan tashqari, Analog hisoblash mashinasi lardan murakkab avtomatik tizimlarning elementlari va qurilmalari sifatida ham foydalaniladi.
Gibrid hisoblash mashinasi — raqamli va analog hisoblash mashinalari (REHM va AEHM) asosida tashkil topgan qurilma. G. h. m.da axborot analog va raqamli koʻrinishda ifodalanadi. AEHM va REHM lar hisoblash va boshqaruvga oid arifmetik va mantiqiy amallarni bajaradi hamda ularni bir koʻrinishdan boshqa koʻrinishga oʻtkazadi, turli masalalarni aniq yechadi, ularning ish unumdorligini oshiradi.
G. h. m.da masala 2 qismga boʻlib yechiladi: bir qismi REHM yordamida, ikkinchi qismi esa AEHM da hal qilinadi. REHM da aniklik darajasi yuqori boʻladigan masalalar yechilib, qolgan qismi AEHM da yechiladi. Chiziqsiz tenglamalarni hisoblash qiymati, bir-biriga yaqin katta sonlar ayirmasini hisoblash, koordinatalarni oʻzgartirish, vaqt birligida oʻzgaruvchan qiymatlarni integrallash kabi koʻplab amallar REHM da yechiladi. Tez oʻzgaruvchan jarayonlarni aks ettiruvchi chiziqli differensial tenglamalarni yechish, aniklik darajasi kichik boʻlgan empirik bogʻlanishlarni tekshirish va boshqaruv jarayonida aniq obʼyekt bilan bogʻlanish uchun AEHM ishlatiladi (yana q. Analog hisoblash mashinasi, Raqamli hisoblash mashinasi).