O’zbekiston Respublikasi Axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini

O’zbekiston Respublikasi
Axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini
rivojlantirish vazirligi Muhammad al-Xorazmiy
nomidagi Toshkent axborot texnologiyalari universiteti
Farg’ona filiali

KOMPYUTER INJINERINGI

Fakultet

Kampyuter tashkil etilishi Fanidan

MUSTAQIL ISHI

Bajardi:712-20 guruh talabasi: Muxtorov G’

Reja:
1.Protsessor tuzilishi
2.CPU spetsifikatsiyalari
3. Zamonaviy protsessorlarning ishlash tamoyillari

Tizim shinasi - tizim shinasi (sariq rang bilan ajratilgan) kompyuterning turli qismlarini birlashtiradi.

CPU - markaziy protsessor kompyuterning yuragi. Hisoblashning katta qismi protsessorda amalga oshiriladi.
RAM - tezkor kirish xotirasi (RAM). Dasturlar bajarish uchun RAMga yuklanadi.

Registrlar

АЛУ – arifmetik mantiqiy qurilma

БУ – boshqarish bloki

ТГ – takt generatori

Registrlar - bu protsessor ichida fizik joylashgan maxsus xotira joylari. Ma'lumotlarga kirish uchun manzil shinasi talab qilinadigan RAMdan farqli o'laroq, protsessor to'g'ridan-to'g'ri registrlarga kira oladi. Bu ma'lumotlar bilan ishlashni sezilarli darajada tezlashtiradi. Arifmetik mantiqiy birlik qo'shish, ayirish va mantiqiy amallar kabi arifmetik amallarni bajaradi.

Boshqarish bloki - mashina kodlarini (buyruqlarini) qayta ishlashda bajariladigan mikro-ko'rsatmalar (buyruqlarini) ketma-ketligini aniqlaydi.

Takt generatori yoki protsessorning ishlash chastotasini aniqlovchi takt impulsi. Takt impulslari protsessor va boshqa qurilmalarning ichki buyruqlarini sinxronlashtirish uchun ishlatiladi. Takt generatori ma'lum bir chastotaga mos keladigan to'rtburchaklar impulslarni hosil qiladi (turli protsessorlar uchun chastota har xil).

Elektron hisoblash mashinalari nazariyasida ikkita tushuncha ajratiladi: mashina takti va mashina sikli.

Mashina takti – takt generatori impulslarining bir davriga to'g'ri keladi va protsessor tomonidan ko'rsatmalarning bajarilish vaqti uchun asosiy o'lchov birligi hisoblanadi.

Mashina sikli bir nechta mashina sikllaridan iborat. Mashina sikli - bitta buyruqni bajarishga ketadigan vaqt.

Turli xil buyruqlar uchun mashina sikli boshqacha bo'lishi mumkin. Oddiy buyruqlar 1-2 ta mashinaning siklini talab qilishi mumkin. Ko'paytirish kabi murakkab ko'rsatmalar 50 tagacha mashina siklini talab qilishi mumkin. Bu juda muhim nuqta. Ishlash uchun juda muhim bo'lgan haqiqiy dasturlarni yozayotganda, turli xil buyruqlar tegishli protsessor vaqtini talab qilishini unutmasligingiz kerak. Ya'ni, xuddi shu harakatlar, masalan, 100 ta mashina siklida yoki 20 tada amalga oshirilishi mumkin, bu dasturchining tajribasi va malakasiga, shuningdek aniq vazifalarga bog'liq.

8086-da 8 ta umumiy foydalaniladigan registr mavjud, ularning har bir registri quyidagicha nomlanadi:

AX - akkumulyator registri (ikkita registrga bo'linadi: AH va AL).

BX - bazaviy manzil registri (BH / BL ga bo'lingan).

CX - hisoblagich registri (CH / CL ga bo'lingan).

DX - ma'lumotlar registri (DH / DL ga bo'lingan).

SI - registr - manba indekslari.

DI - ro'yxatdan o'tish - yo'nalish ko'rsatkichi.

BP - tayanch ko'rsatkichi.

SP - bu stack ko'rsatkichi.
SEGMENT Ro'yxatdan o'tuvchilarCS - joriy dasturning boshlang'ich manzilini o'z ichiga olgan segmentni bildiradi.

DS - odatda ma'lumotlar segmentining boshlang'ich manzilini ko'rsatadi (o'zgaruvchilar).

ES - qo'shimcha segment registri.

SS - stek segmentining boshlanish manzilini o'z ichiga oladi.

Har qanday ma'lumotlarni segment registrlarida saqlashingiz mumkin bo'lsada, buni amalga oshirish maqsadga muvofiq emas. Segment registrlari qat'iy belgilangan maqsadga ega - xotira bloklariga kirishni ta'minlash.

MAXSUS MAQSAD REGISTRLARIIP buyruq ko'rsatgichidir.

Bayroq registri - protsessorning hozirgi holatini belgilaydi.

IP registr har doim CS segment registri bilan birgalikda ishlaydi va hozirda bajarilayotgan buyruqni bildiradi.

Matematik operatsiyalardan so'ng bayroq registri avtomatik ravishda protsessor tomonidan o'zgartiriladi. Bu natija turini aniqlashga va boshqaruvni dasturning boshqa qismlariga o'tkazishga imkon beradi.

Umuman olganda siz ushbu registrlarga to'g'ridan-to'g'ri kira olmaysiz.

Xotiraga kirish uchun quyidagi to'rt registrdan foydalanish mumkin: BX, SI, DI, BP.

Dastur mashina buyruqlaridan iborat. Dastur kompyuterning operativ xotirasiga yuklanadi. Keyin dastur bajarila boshlaydi, ya'ni protsessor mashina buyruqlarini dasturda yozilgan ketma-ketlikda bajaradi.

Protsessor ma'lum bir lahzada qaysi buyruqni bajarilishi kerakligini bilishi uchun buyruq hisoblagichi - mavjud buyruq bajarilgandan so'ng bajarilishi kerak bo'lgan buyruq manzilini saqlaydigan maxsus registr mavjud. Ya'ni, dastur ishga tushirilganda birinchi buyruqning manzili ushbu registrda saqlanadi. Intel protsessorlarida EIP registri (yoki 16 bitli dasturlarda IP) buyruq hisoblagichi sifatida ishlatiladi.

Buyruqlar hisoblagichi protsessor ichida joylashgan kesh xotirasi bilan ishlaydi. Ushbu xotira buyruqlar navbati deb ataladi, bu erda bir yoki bir nechta buyruqlar bajarilishidan oldin darhol joylashtiriladi. Ya'ni, buyruq hisoblagichi RAM manzilini emas, balki buyruqlar qatorida buyruq manzilini saqlaydi.

Buyruqni bajarish sikli - bu bitta mashina buyrug'ini bajarishda protsessor bajaradigan harakatlar ketma-ketligi. Har safar mashina buyrug'i bajarilganda, protsessor kamida uchta bosqichni bajarishi kerak: olish, dekodlash va bajarish. Agar buyruq operativ xotirada joylashgan operanddan foydalansa, u holda protsessor yana ikkita operatsiyani bajarishi kerak bo'ladi: operandni xotiradan olish va natijani xotiraga yozish. Ushbu beshta operatsiya quyida tavsiflangan.

Buyruqni tanlash. Boshqaruv bloki buyruqni xotiradan oladi (buyruqlar navbatidan), uni protsessorning ichki xotirasiga ko'chiradi va buyruqlar hisoblagichining qiymatini ushbu buyruqning uzunligiga oshiradi (har xil buyruqlar har xil o'lchamlarga ega bo'lishi mumkin).

Buyruqni dekodlash. Boshqaruv bloki bajarilayotgan buyruq turini aniqlaydi, belgilangan operandlarni ALUga yuboradi va ALU boshqaruvi uchun bajarilayotgan operatsiya turiga mos keladigan elektr signallarini hosil qiladi.

Operandlarni olish. Agar buyruq asosiy xotirada joylashgan operanddan foydalansa, boshqaruv bloki operatsiyani xotiradan olish bilan boshlaydi.

Buyruqni bajarish. ALU buyruqda ko'rsatilgan operatsiyani bajaradi, natijani belgilangan joyda saqlaydi va bayroqlar holatini yangilaydi, uning qiymati bo'yicha dastur buyruq natijasini baholashi mumkin.

Natijani xotiraga yozib olish. Agar buyruqni bajarish natijasi xotirada saqlanadigan bo'lsa, boshqaruv bloki ma'lumotlarni xotirada saqlash ishini boshlaydi.

Buyruqlar qatoridan buyruqlar hisoblagichi ko'rsatgan buyruqni tanlani. Buyruqlar qatorida keyingi buyruqning manzilini aniqlanadi va buyruqlar hisoblagichiga keyingi buyruq manzilini yoziladi.

Buyruqni dekodlash. Agar buyruq xotirada operandlarga ega bo'lsa, u holda operandlarni tanlanadi.

Buyruqni ishga tushiriladi va bayroqlar o'rnatiladi.

Natijani xotiraga yoziladi (agar kerak bo'lsa).

1-bosqichdan keyingi buyruqni bajarishni boshlanadi.
Protsessor (vino markaziy protsessor, sho vkazuê bo'yicha yoga chílnu kompyuterdagi roli, de ê ínshí protsessorlari) ê zamonaviy kompyuterning asosiy komponentlaridan biri, bundan tashqari, ham ish stoli, ham noutbuk yoki PDA. CPU maxsus mikrosxema ( o'lchami taxminan 5 × 5 sm), kompyuterning qolgan qismlarini boshqaradi. Boshqacha qilib aytganda, protsessor sizning kompyuteringizning "miyasi" dir. Protsessorning asosiy vazifasi turli xil buyruqlarni tahlil qilishda ishlatiladi (aks holda, faqat aniq bo'lsa, ko'rsatmalar), Kerakli kompyuter robotlari. Shuningdek, protsessorning nomi bo'yicha tan olinishi haqida taxmin qilishingiz mumkin, bu inglizcha "ishlov berish" so'ziga o'xshaydi, bu "qayta ishlash, g'alaba qozonish, o'zgartirish" degan ma'noni anglatadi.
Protsessor vykonuê shaxssiz najríznomanítníshí ínstruktsíy, yakí vín otrimuê yak víd ínshih pristroív, í í íríznyh dasturlari. Kompyuterning qo'shimchalari va dasturlari tomonidan amalga oshiriladigan barcha operatsiyalar protsessorga bog'liq bo'lib, ularsiz kompyuterda hisob-kitoblarni amalga oshirib bo'lmaydi, shuning uchun ularni yotqizish uchun protsessor turi, kompyuterning pollari. samarali bo'ladi va kompyuteringiz samarali bo'ladi.
Yuqori mahsuldorlik, protsessor yordam dekilkoh turli parametrlari uchun vymiryuetsya, ulardan biri - soatchastota. Ushbu parametr megahertzda (buning uchun MGts tezligi o'zgartiriladi) yoki gigagertsda (GGts tezligi) ko'rsatilishi kerak. Yana nima soat chastotasi protsessor, keyin ko'proq ko'rsatmalar olinishi mumkin va bir xil narx yuqori bo'ladi. Robot va protsessor tezligini vyd yogo chastotasi kabi yolg'on prote, bu erda bir necha nuances bor. Avvalgidek, qoida ko'proq chastota = ko'proq tezlik» Agar u buzilmas bo'lsa, u holda bir vaqtning o'zida bir xil soat chastotasiga ega, lekin turli xil ichki me'morlarga ega protsessorlar unumdorlikdagi bir xil farqni ko'rsatishi mumkin. Agar siz kompyuteringizning nafaqat protsessor, balki boshqa komponentlar, ekran, tizim platasi va qattiq disklar xavfsizligi haqida qayg'urishingiz kerak bo'lsa.
Asosiy protsessorlar

Hozirgi shaxsiy kompyuterlar va noutbuklar uchun faqat ikkita asosiy turdagi protsessorlar mavjud, Intel va AMD protsessorlari. Intel Core 2 Duo oilasining Vídoma vzsym va dermal corystuvachí kompyuter zavdyaki protsessorlari. Biroq, Core 2 Duo davri deyarli yakunlandi - Core i3, i5, i7 oilalarining sakkiz yadroli protsessorlaridan ba'zilari "keksa odamlarni" o'zlarining ishlash qobiliyatidan mahrum qilmadilar. Core2 Duo kundalik imkoniyatlar. Kompaniya AMD kabi protsessorlarining yordami uchun Intelni an'anaviy tarzda pragmatik ravishda xursand qiladi A bu seriya Phenom II X4.
Hosildorlik protsessor vimiryuêtsya, zvísno, soat chastotasi asosida kabi. Rol va bunday omillar, birinchi, ikkinchi, uchinchi, keyin teng obsyag kesh xotira kabi, avtobus ma'lumotlar chastotasi va hokazo.
Markaziy protsessor- Markaziy protsessor kompyuterning asosiy komponenti, "miyasi" bo'lib, uning asosiy xususiyatlarini belgilaydi. “Bu kremniy kristalida hosil bo'lgan katta integral sxema (BIC). Integral mikrosxemalar katta hajmga ega va elementlar soni bo'yicha - tranzistorlar, ular tarkibiga kiradi.
"Protsessor" taqdimotini o'tkazing
Mikroprotsessor alyuminiy yoki midi uchun eng nozik o'tkazgichlar bilan bog'langan millionlab tranzistorlardan o'ch oladi. 1965 yilda. Gordon Mur suhbatning kamtarligini suvga cho'mdirdi: IC kristaliga o'rnatilgan tranzistorlar soni taxminan 2 ta teri bilan zabt etiladi. Mur qonuni nomini olib tashlagan birinchi prognozga qadar galuz xuddi shu tarzda rivojlandi. Lekin birinchi navbatda, 43 g qonun buzilishi uchun mikrochip ishlab chiqarishning yangi usullari boshlanadi, agar 30 million ajratish mumkin bo'lsa. soch tolasi boshli kristall ustidagi tranzistorlar. 2006 yil 300 million yadroli protsessor tranzistorlar, 2007 yil Ikki yadroviy tizimda 800 million tranzistor.
Mikroprotsessorni tayyorlash
Bir necha yuzlab bosqichlarni o'z ichiga olgan eng ilg'or texnologik jarayon. Mikroprotsessorlar yupqa kremniy gofretlari yuzasida, xuddi eritilgan kremniy qumidan o'stirilgan uzun silindrsimon kremniy kristallaridan kesilgandek shakllanadi. Silicon maê napívprovidnikoví vlastivosti, yogo provydnystyu siz domishokga kirish yo'liga sanuvay qilasiz. Mikrosxemalarni tayyorlash jarayonida bo'sh plastinkaga turli xil materiallardan yupqaroq sharlar qo'llaniladi. U erda fotolitografik usulda to'pdan keyin to'p mumkin bo'lgan mikrosxemaning "kichiklari" hosil bo'ladi. Yorug'lik deb ataladigan hujum paytida chaqmoq toshlari tabiiy ionlar bilan bombardimon qilinadi. kimyoviy elementlar, chunki ular kremniy mikroskopik plitalarida mog'orlanadi, bu elektr o'tkazuvchanligida farq qilishi mumkin. Shundan so'ng, plitalar barcha texnologik operatsiyalarning to'g'riligini tekshirish uchun o'rni sinovidan o'tishi uchun mikrosxemalar atrofida kesiladi. Kamchiliklarni ko'rsatadigan blankalar shunchaki tebranadi, kechirimlarni tuzatish usullarining parchalari yo'q. Keyin charm kristall tananing orqa qismiga joylashtiriladi va visnovki lehimlanadi.
CPUning mantiqiy omboriga keyingisini kiriting. yordamchi binolar:
qo'shimcha boshqaruv (UU) - Boshqaruv bloki. Barcha qo'shimchalarning robotini eshakka olib borish. dasturlari
ALU(Arifmetik-mantiqiy ilova) protsessorni ro'yxatga olish vositasi.
protsessor xotira registri - protsessorning ichki xotirasi. Registrlar buyruqni bajarish vaqti, xotira manzili, ma'lumotlarning tafsilotlari va mikroprotsessorning boshqa ichki ma'lumotlari uchun tanlanadi. protsessor vikonu rozrahunki kabi qora, vikoristovuyuchi bir turdagi bo'lib xizmat qilish va oraliq natijalarini saqlab qolish uchun ularning registrlari teri. Teri registrida tan olinmaydi. IP – buyruq lokatori (dastur buyrug'i saqlanadigan EOM xotirasining manzillari kiritilgan. CS buyruqlar reestri bo'lib, buyruqning o'zi bir soat davomida joylashtiriladi DI SI BP – indeks registrlari, zarar ko'rsatkichlari. segmentlar.AX BX – kapitalni aniqlash SS – stek (vaqt bo‘yicha ma’lumotlarni yig‘ish uchun beriladigan stek maydoni. Stek kichik segmentda joylashgan, bu stek segmenti deb ataladi) DS – qo‘shimcha.
Keling, zamonaviy protsessorlarning ishlash tamoyillarini ko'rib chiqaylik
Mikroprotsessor turli operatsiyalarni bajarish uchun buklanadigan elektron qo'shimcha hisoblanadi. Protsessor singli-qo'shiq buyruqlar to'plamini qo'llab-quvvatlaydimi, u g'alaba qozonishi va ichki o'rta xotira to'plamidan qasos olishi mumkin, registrlar, ular yordamida siz eski xotiradan pastroq, boyroq swidshe mashq qilishingiz mumkin. Kompyuterning axborotga ega robotlar uchun universal kontseptsiya sifatida foydalanish imkoniyati protsessorning buyruqlar tizimi bilan belgilanadi. Tsya buyruq tizimi mening mashina buyruqlarimdir. (YaMK) Z movi YaMK kompyuter roboti tomonidan keruvannya dasturlari bilan tuzilgan. Okrema buyrug'i kompyuterning okrema ishini (díyu) ifodalaydi. NMCda arifmetika g'alaba qozonadigan operatsiyalar mavjud. , mantiqiy operatsiyalar, buyruqlar ketma-ketligini boshqarish, xotiradagi bir qurilmadan uzatish operatsiyalari va boshqalar. Mikroprotsessorlar arxitekturasining ikki turi mavjud - CISC va RISC.
CISC
CISC (Complex Instruction Set Computer) arafasida bo'lishi mumkin, protsessor ko'proq qo'llab-quvvatlaydi, deb ajoyib to'plam jamoalar (200 dan ortiq) ( tizim ustida buyruqlar) va bo'lmasligi mumkin ajoyib raqam ro'yxatdan o'tish. Teng mashina tilida amalga oshiriladigan turli xil murakkablikdagi murakkab buyruqlar to'plami (oddiylar shaklida, 1-avlod mikroprotsessoriga xos bo'lgan, sezilarli katlamagacha, joriy protsessorlar.


RISC

Sening do'zaxingga RISC arxitekturasi (Kichik ko'rsatmalar to'plami kompyuteri) ko'p sonli buyruqlar va ko'p sonli ichki registrlarni bildiradi. Barcha ko'rsatmalar operandlar bilan ishlaydi va bir xil formatga ega bo'lishi mumkin. Yordam uchun xotira vikonuetsya qadar Zvertannya maxsus guruhlar ushbu yozuvning reestrini olish. Strukturaning soddaligi va kichik buyruqlar to'plami kichik obsesyon bilan ko'proq apparat va samarali quvur liniyasini amalga oshirishga imkon beradi. Yuqori rivenli maydalash konveyeri. Go'zalroq bo'lganlar haqida superchki, dosini keskinroq. RISC protsessori tezroq, shuning uchun buyruqlar oddiy. Men arzonga tushaman, lekin ular uchun dasturlar ko'proq joy egallaydi, CISC uchun kamroq. Defitsitning onglarida ham xuddi shunday operativ xotira Shaxsiy kompyuterlar uchun protsessorlarning dastlabki rivojlanishi CISC-arxitekturasi bilan bevosita bog'liq. 5-avlod mikroprotsessorlari 64-bitli ma'lumotlar shinasi va manzilini ishga tushirishi mumkin. Ular 8,16,32 bit ma'lumotlar bilan ishlashlari, quvur liniyasi tuzilishini qisqartirishlari va dasturdan to'g'ridan-to'g'ri o'tishlarni uzatishlari mumkin. Bir oz ko'proq quvvatga ega bo'lgan protsessorlar, qoida tariqasida, oltinchi avlodgacha olib boradi. Keling, zamonaviy protsessorlarning asosiy pistirmasini ko'rib chiqaylik. Biz uchun protsessor dasturni bilishini, uning xotiradan saqlanganligini bilish muhim, Dastur buyruqlar (ko'rsatmalar) va ma'lumotlar to'plamidir. Buyruqlarni ketma-ket o'qib, protsessor qadamlarni bajaradi. Teri buyrug'i o'nlik baytlar bilan ifodalanadi, bundan tashqari, uzunlik aniq emas va 1 dan 15 gacha bo'lishi mumkin.

CPU spetsifikatsiyalari
Soat chastotasi - bu butun tizimning imkoniyatlarini aniqlaydigan protsessorning asosiy xarakteristikasi. Protsessorning teri turi sinovdan o'tgan modellarning butun liniyasi (vatan) ko'rinishidan chiqariladi. turli xil xususiyatlar i, birinchi navbatda, soat chastotasi. Shunday qilib, Pentium IV protsessoridan takt chastotasi 2,0 dan 3,8 MGts gacha bo'lgan turli xil modifikatsiyalarda foydalanish mumkin. Protsessorning takt chastotasi ikki omil bilan belgilanadi: tizim avtobusining chastotasi va protsessorning ichki multiplikatori (ichki takt chastotasi). Birinchi parametr aslida protsessorning o'zida saqlanadi va tizim platasi, aniqrog'i, chipset tomonidan aniqlanadi. Tizim platalari turli chastotalarda chiqarilishi mumkin - 256 dan 800 MGts gacha. Ishlayotgan protsessor yaqin aloqa: Yaqin Kontakt taktli chastota generatori deb ataladigan mikrosxema bilan. GTC davriy impulslarni tebratadi, ular kompyuterning barcha tugunlarining ishlashini sinxronlashtiradi. Bu shaxsiy kompyuterning o'rtasida joylashgan metronomning bir turi. Metronomning ritmida CP mavjud. Soat chastotasi soniyada aylanishlar soniga teng. Takt - bu oqim impulslarining bir soatlik uzatilishi va hujumning boshlanishi o'rtasidagi interval. Kun oxirida teri operatsiyasining protsessoriga bir qator taktikalar qo'shiladi. MGts chastotada yutib oling.
techcroc
Protsessor millionlab tranzistorlardan tashkil topgan. To'rtburchaklar panjara tugunlaridagi nuqtani aqliy ravishda tasavvur qilishingiz mumkin - elektron promenu trubkasi (ELT) ekranidagi fosfor donalari kabi. Protsessorning tranzistorlari o'rtasida u g'olib bo'lgan tebranish texnologiyasi bilan belgilanadi va ma'lum bir soat ichida u 0,09 mikron yoki 90 nm ga aylanadi. Chim kamroq tsya vydstan, tim yaxshiroq. Transistorning kengayishidagi o'zgarishlar quvvatning o'zgarishiga ega, shuning uchun termal tasvirlash va tayyorlash intensivligi o'zgaradi, protsessorning maksimal chastotasi oshadi.
Protsessor sig'imi
Chiqarishlar soni qo'sh koddagi zaryadsizlanishlarning maksimal soni deb ataladi, bu protsessor tomonidan bir soat davomida qayta ishlanishi yoki uzatilishi mumkin. Protsessorning o'lchami uning registrlari hajmi bilan belgilanadi, shuning uchun ma'lumotlar yig'iladi. Masalan, registrning o'lchami 2 bayt - 16 bit, keyin protsessorning hajmi 16., 8 bayt -64 o'rtasi - o'zidan ma'lumotni olib qo'yadigan oxirgi bayt operativ xotira guruhi. protsessor buyrug'i bilan ishlov berish uchun. Kichkina xona o'rniga xotira mashina so'zi deb ataladi. Xotira maydoni va mashina so'zining kengayishi protsessorning ishini yaxshilashi aniq. Protsessorlar o'rtasida ma'lumot almashish va ichki xotira mashina so'zlari bilan tayyorlangan. Xotiraning o'rtasida joylashgan manzillar - eski manzillar ml. com_rku ga kirish uchun bayt (eng kichik raqamga ega bayt). Adreslash baytlar kabi, shuning uchun o'rtadagilar 0 dan boshlanadi. Manzillar mashina so'zidagi baytlar sonining o'rta ko'paytmalari. Otzhe, o'rtasi - ma'lumot konteyneri, mashina so'zi - o'rtadagi ma'lumot.
Manzil maydoni
Manzil avtobusida protsessor manzil kodini uzatadi - ikki raqam, xotira markazini manzilga tayinlaydi. Men yangi bino quraman, bu erda ma'lumotlar shinasiga ma'lumot qo'shiladi Manzil maydoni - manzil kodini o'zgartirib, protsessor murojaat qilishi mumkin bo'lgan manzil diapazoni (bir nechta manzil). Agar manzil kodi n - bitni siljitish uchun bo'lsa, u holda manzil maydonining o'lchami 2 n baytni tashkil qiladi. Manzil kodining o'lchamini chaqiring = manzil shinasidagi qatorlar soni (manzil shinasi kengligi)
CPU arxitekturasi - protsessor dizayni va asosiy buyruqlar tizimi (ko'rsatmalari) Arxitekturaga quyidagi elementlar kiradi: a) buyruqlar tizimi va adreslash usullari b) buyruqlarni soat bo'yicha bajarish imkoniyati) qo'shimcha tugunlarning mavjudligi. va MPG omboridagi qo'shimchalar) Protsessorning ishlash rejimlari a) Buyruqlar tizimi ê sukupníst buyruqlar, yaki mozhut vykonuvatisya protsessor. x86, MMX SSE SSE2 SSE3 3DNOWb)
Konveyer
Bugungi protsessorlar soatda ketma-ket yirtilgan buyruqlar sonini chalkashtirib yuborishni ta'minlaydi va yig'ish liniyasini ishlaydi. Protsessor buyruqlarni bosqichlarga topshiradi.
Masalan, Pentium - 5 bosqich uchun:
1) dasturning bir qismini xotiradan o'qish (tanlash, RAM yoki CACHE-dan buyruqlarni o'qish)
2) ikkinchi ko'rsatmani tayinlash (dekodlangan operatsiya kodiga tayinlanadigan buyruqni dekodlash va shifrini ochish)
3) xotirada komissarning manzilini belgilang, chunki u ushbu jamoa tomonidan yutib yuboriladi
4) vikonati jamoasi; 5) salbiy natijani saqlang. Teri bosqichi plita deb ataladi. 5 bosqichli konveyerdan chiqish.
Teri bosqichini quvur liniyasi bilan qayta ishlash jarayonida soat chastotasining 1 tsikli kiritiladi. Yangi teri taktikasida bitta buyruq tugaydi va u yangisi bilan boshlanadi. Bu jarayon deyiladi in-line ishlov berish . 5 ta plitali quvur liniyasidagi buyruqning oxirgi soati soat chastotasining 5 davriga aylanadi. Teri takti quvur liniyasida bir vaqtning o'zida 5 xil buyruqlar qayta ishlanadi. Otzhe, konveierizatsiya protsessorning unumdorligini oshiradi. Wingrash jamoalar bir purkash bilan bir vaqtning o'zida qayta ishlanmoqda kishilar uchun yo'ldan olish uchun.
superskalyar protsessor ikkita konveyerning mavjudligi.
Superkonveyer - konveyerda 5 dan ortiq bosqichlar Shu kabi yechim protsessor unumdorligini keskin oshirdi. Zastosovuetsya ko'p yig'ish liniyasi ishlari. Deyarli barcha ko'rsatmalar parallel ravishda bajarilishi mumkin, suzuvchi nuqta operatsiyalari va o'tish buyruqlaridan tashqari. Supersklyarny va superkonveyer xuddi shu tarzda konveyerda ikkitadan ortiq konveyer va beshdan ortiq bosqichlarning mavjudligini anglatadi. Konveyer vykonannya liniynyh dolyanok dasturlari tezligiga quyib eslash mumkin, yaky suzuvchi nuqtasi va buyruqlar o'tish bilan ba'zi operatsiyalar uchun, parallel vykonuvatysya mumkin.
O'rnatilgan qo'shimcha binolar
Markaziy protsessorning asosiy komponentlari yadro, kesh xotirasi va bu avtobus.
Protsessor yadrosi ko'rsatmalarga rioya qiling. Ko'rsatmalar operandlari registrlardan olinadi. Registrlar hajmi protsessor hajmini belgilaydi. "Yadro" tushunchasi va topologik ma'nosi bo'lishi mumkin - u protsessor mikrosxemasining markazida joylashgan bo'lib, periferiyada kesh xotirasi va boshqa bloklar ajratilgan. Bitta va bir xil turdagi protsessor turli "yadrolarda" ishga tushirilishi mumkin. Bugun biz boy yadro tizimlariga ega bo'lishimiz mumkin. Bitta kristallning 2, 4, 6, 8 yadrolari joylashtirilgan.
Kesh xotirasi(RAM keshi) - ko'proq, ammo arzon dinamik (DRAM) xotirada saqlanadigan ma'lumotlarga kirishni tezlashtirish uchun ishlatiladigan yuqori sig'imli statik (SRAM) xotira. Agar protsessor bu yoki dasturning o'zi buyruqlari bilan jim bo'lsa, tezkor kirish o'chirib qo'yiladi. Kesh buyruq ma'lumotlarining qolgan qismini saqlaydi va protsessor ularni avtomatik ravishda keshdan o'qiydi. CACHE - bu ma'lumotlarni qayta ishlash jarayonini sezilarli darajada tezlashtiradigan bufer, moslashuvchan protsessor va etarli darajada etarli operativ xotira.
2 ta maslahat sotib oling: L1 va L2).
Kesh L1 kristall protsessorda bir oz integratsiya va u ko'rinmas qismdir. Yangisida protsessorning ko'rsatmalari va berilgan ko'rsatmalar beriladi. Katta kesh L1 boy vazifalarning ongida murakkabroq, sharob parchalari vazifa kontekstining sarlavhalarini oladi, ya'ni. ma'lumot, men oxirgi vikonn da vazifa qi o'tish uchun kerak bo'ladi. Rozmir 2*32Kb, 2*64Kb, 2*128Kb, 2*256 Kb.
Kesh L2 robot protsessor va RAM chastotasidagi farqni qoplash uchun xizmat qiladi. Roztashovuêtsya yoki bo'yra ustida. protsessorning platasi yoki korpusi, ikkinchi yadrodan tashqari. Asosiy yogo parametri rozmyr: nima kattaroq bo'lsa, tizim yaxshi ishlaydi. Ammo xotira juda qadrli, chunki keshni kengaytirish tizimning unumdorligi va o'zgaruvchanligi o'rtasidagi kelishuvdir. Har xil protsessorlar uchun kesh-xotira o'lchamlari turlari (512Kb, 1Mb, 2Mb, 4Mb) Shuningdek, Kesh umumiy WPdan kerakli ma'lumotlarni skrining parametrlarini o'zgartirish hisobiga unumdorlikni oshirishga imkon beradi. Buyruqlar kerak Va ma'lumotlar shved Keshidan olingan, u erda keyinroq kiritilishi kerak. Ikki keshni tanlash bir vaqtning o'zida o'qiladigan ma'lumotni o'qishda ziddiyatlarni istisno qiladi.
Boshqa qo'shimchalar bilan protsessor ulanishi yoqilgan tizim platasi, asosiy xotira bilan zokrema protsessor avtobusi. Hurmat bilan, ilgari asosiy xotira va protsessor bitta avtobusda edi, chunki u tizim deb nomlangan. Shu bilan birga, protsessorning mahsuldorligini oshirish avtobusni o'chirishi mumkin. (1066MHz, 800MHz, 533MHz, 333MHz). Spivprotsessor - "suzuvchi nuqta" (aks holda koma) bilan operatsiyalar uchun maxsus blok. Zastosovuetsya, ayniqsa, to'g'ri va katlanabilen dizaynlar, va navit past grafik dasturlari bilan ishlaydi.

Protsessorda siz quyidagi asosiy qismlarni ko'rishingiz mumkin:
—o'tkazish bloki rozgaluzhen (o'tish manzili - BPAP);
- blok suzuvchi nuqta bilan hisoblanadi;
- protsessorning kechirimlarini ko'rsatishni nazorat qilish
Dastur nazorati.
Dastur aqlli chi aqldan o'tishga ega bo'lishi bilanoq, o'tish uchun ko'rsatmalar va o'tish manzili dekodlangandan so'ng, protsessor yangi manzildan ma'lumotlarni o'qiy boshlaydi. Manzilga ega bo‘lgunga qadar konveyer ishlamay qolayotgani ko‘zimga tushdi. Shunga o'xshash holat tez-tez sodir bo'ladi, shuning uchun dasturning "salbiy" muammolarini kamaytirish uchun dasturda qayd etilgan barcha o'tishlar o'tishlarning maxsus bufer manzilida (filial maqsadli bufer) saqlanadi. O'tish bo'yicha ko'rsatmalarga rioya qilgan holda, protsessor buferda manzil mavjudligini tekshiradi va berilgan manzildan dasturni o'qiy boshlaydi. Aqldan ozgan o'tish vaqtida, qaysi protsessorni tanlaganingizga qarab, o'tishning "tarixi" jadvali tuziladi, o'tish amalga oshiriladi va ko'rsatma o'tkazilgan manzildan viconnnance boshlanishi - shuning uchun nomi. viperedzhuvalne vykonannya (spekulyativ ijro), tushunilgan, manzillardan oldin yakscho , konveyer tozalanadi va to'g'ri manzilga ta'mirlanadi. Buning uchun to'g'ri prognoz ehtimoli eng katta bo'lganligi muhimroqdir. Bugungi protsessorlarda ular 80-90% chegarasida yotadi.
Manzilni o'tishga o'tkazish bloki nosozliklarni tuzatish algoritmiga mumkin bo'lgan yo'llarni o'tkazish orqali bir soatni tejash xarajatlari uchun unumdorlikni oshirishga imkon beradi.
Blok suzuvchi nuqta FPU (Floating Point Unit) dan hisoblanadi.
Daniya bloki suzuvchi nuqta va MMX multimedia operatsiyalarining ishlashini ta'minlaydi. Krem konveyeringizdan qasos olish uchun vinni qo'ng'iroq qiling, bunday operatsiyalar faqat bitta konveyerda amalga oshirilishi mumkin. FPU ning unumdorligi to'g'risida Dam olish vaqti MMX jamoalari uchun yoki arzimas grafikli robotlar uchun yozilgan ko'plab qo'shimchalar paydo bo'lishi orqali hurmat qozona boshladi, vazifalarning kundalik hisob-kitoblari haqida allaqachon ko'rinmaydi.
Zamonaviy protsessorlar allaqachon yig'iladigan qo'shimcha binolar bo'lib, o'z parametrlarini sozlashi mumkin. Masalan, Pentium protsessorlarida siz protsessor yadrosining ushbu elementlariga g'amxo'rlik qiladigan mahsuldorlikning oshishini baholash imkonini beradigan boshqa quvur liniyasini yoki blokni prognozlashni yoqishingiz mumkin. Bundan tashqari, deyarli barcha protsessorlar o'zlarining tashrif qog'ozlarini ishlab chiqaradilar - bu protsessorni noyob aniqlashga yordam beradigan maxsus ko'rsatma. Ushbu ko'rsatma U CPUID deb ataladi va chakana sotuvchining markasi, oila turi, modeli va protsessor versiyasi, shuningdek, FPU yoki MMX ning asosiy quvvatini, ko'rinishini ko'rsatadi.
CP afvlarini aniqlash uchun qo'zg'atuvchi moddalarni aniqlash.
Protsessorda ko'proq protsessor elementlarining amaliyligini qayta tekshirish uchun o'rnatilgan o'z-o'zini tekshirish mavjud. G'olib maxsus ma'lumotlar formati: biroz paritet , keyin. teri operandiga bir oz juftlik qo'shiladi, natijada barcha raqamlar juftlashadi, juftlashtirilmagan raqamning paydo bo'lishi protsessor ishlayotgan paytda urish haqida signaldir.

Protsessorlaringiz uchun termal himoya vositasini oling
Shu bilan birga, protsessorlar juda qiziydi - bugungi kunda harorat 70 ... 90 ° S ga etadi. Protsessorning haddan tashqari qizib ketishi yoga dan to'g'ridan-to'g'ri chiqishgacha katta noaniqliklar bilan tahdid soladi. Vin qandaydir elektr jihozlari kabi yonib ketishi mumkin. Shuning uchun protsessorning dizayni samarali sovutish tizimini ta'minlashi mumkin. Vlasne tizim birligi kompyuter va shuning uchun fan bilan jihozlash, balki yashash xonasi uchun asosiy sovutish moslamasi va ko'pincha sovutish uchun. onalik to'lovi Biz unga protsessor tomonidan o'rnatamiz. Bugungi protsessorlar uchun ular 40...70 Vt intensivlikka ega bo'lishi mumkin, bu etarli emas.
Shuning uchun markaziy protsessor o'z kuchidan foydalanishi mumkin sovutish tizimi. Yutuq yig'ma hisoblanadi radiator, protsessor korpusida vositachisiz o'rnatiladi, bu muxlis bu radiator qanotlarini sovutadi.
Radiator
Yangi yadroning orqasida, qovurg'ali sirtli asosiy metall plastinka, protsessorning ortiqcha yadrodan issiqlik o'tkazuvchanligi oshadi. Protsessor kristalining sirt maydoni juda kichik va uni bir necha kvadrat santimetrda olish mumkin. Bu protsessor sabab bo'lgan termal charchoqni samarali joriy etish uchun etarli emas. Zavdyaki qovurg'ali sirt radiatori eng keng tarqalgan yadro bilan termal aloqa maydonini yuzlab marta oshiradi.
Belgilangan soatda ular g'alaba qozonishdi turli xil turlari radiatorlar.
Bosilgan (ekstrusiv) radiatorlar
Eng oddiy, arzon va keng radiatorlar. í̈x vyrobnitstva vikoristovuetsya alyuminiy uchun - metall s yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga erishish uchun. Radiatorlar siqish usuli yordamida ishlab chiqariladi, bu esa sirtda katlama profiliga erishish va yaxshi issiqlik quvvatiga erishish imkonini beradi.
Ombor radiatorlari
Cíkavim texnologik vikonannyamni bajarish tavsiya etiladi: lehim bilan radiatorning taglik plitasida yoki maxsus issiqlik o'tkazuvchi pastalar yordamida nozik metall chiziq o'rnatiladi, akkordeonga buklanadi, burmalar rolini o'ynaydi. qovurg'ali sirt. Bunday radiatorlar midi kabi eshitiladi - ko'proq yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, past alyuminiy bo'lishi mumkin.
Soxta (sovuq shakllangan) radiatorlar
Ularni tayyorlash uchun sovuq presslash texnologiyasi qo'llaniladi, chunki u radiatorning sirtini kesilgan kesilgan holda qoliplash imkonini beradi. Asosiy material alyuminiydir, lekin ba'zida bazada issiqlik bilan ishlaydigan quvvatni kengaytirish uchun o'rta plitalar o'rnatiladi. Katlama texnologiyasini qo'shishga arziydi, bunga soxta radiatorlar "ekstruziyalar" va "omborlar" uchun qimmatroq, lekin issiqlik samaradorligi jihatidan yaxshiroq emas.
Nozik radiatorlar
Hozirgi narxda eng qimmat tegirmonlar, chiplar monolitik blankalarni yuqori aniqlikdagi mexanik ishlov berishga asoslangan. Xushbo'y hid nafaqat eng yaxshi ishlash xususiyatlarini, balki yuqori narxni ham chiqaradi. Midi va alyuminiydan tayyorlangan.
Muxlislar
Bugungi kunda eng ilg'or radiatorlar yuqori samarali protsessorlarni samarali sovutish vazifasini bajara olmaydi. Faqat maxsus mikrofanlar yordamida issiqlik almashinuvini yaxshilash mumkin. kuleriv, go'yo ular radiatorning ustiga o'rnatilgandek va uni shamol oqimi bilan qovurg'alar atrofida puflaydi.
Xuddi boshqa fan kabi, sovutgich elektr motoridan yig'ilgan, pervanel o'qga o'rnatilgan. Muxlisning asosiy xususiyati yogo hosildorlik- pompalanayotgan umumiy oqimni ko'rsatadigan qiymat. Kenglikning odatiy qiymatlari har bir bo'lak uchun 10 ... 80 kub dyuymni tashkil qiladi. Fanning unumdorligi qanchalik ko'p bo'lsa, protsessor tezroq soviydi. Fanning samaradorligi pervanelning o'lchamida va elektr motorini o'rash tezligida bo'lishi kerak. Pervanelning o'rashlari qanchalik qattiq bo'lsa, fanning samaradorligi shunchalik yuqori bo'ladi. O'rash tezligining odatiy qiymati 1500…7000 rpm. Pervanelning kattaligi oshishi bilan fanning unumdorligi, o'lchamlari va og'irligi ortadi.
Turi o'lchamlarining eng katta kengligi 60x60x15 mm, 60x60x20 mm, 60x60x25 mm, 70x70x15 mm, 80x80x25 mm. Ishlash parametrlari orasida siz shovqin darajasini va fan xizmatining muddatini ko'rishingiz mumkin. Fan shovqin darajasi desibellarda (dB) o'lchanadi va ovoz 20…50 dB oralig'ida o'zgaradi. Jim fanatlar shovqin darajasi 30 dB dan kam bo'lgan holda ishlatiladi. Fanning xizmat qilish muddati (yoki havoga yo'naltirish soati) ming yillar davomida ko'rsatilgan va uning ishonchliligi va chidamliligidan dalolat beradi. Ventilyatorlarning xizmat ko'rsatish muddati 40...50 ming soatni tashkil etadi, bu esa sanoatning uzluksiz ishlashi besh yilga yaqin.
Aksariyat Intel protsessorlari FC-PGA (Flip Chip Pin Grid Array qisqartmasi) deb nomlangan boshqa korpus dizayniga ega. Kristal teskari bo'lib, o'ng tomonga o'ting yuqori qismi eng yaxshi sovutish uchun holatlar. Yadroning yuzasi nozik zahisnym to'p bilan qoplangan mis plastinka kabi issiqlikka bardoshli bilan yopiladi. Korpusdagi kontaktlar (pinlar) soni har xil bo'lishi mumkin: 423, 478, 604, 775. OEM - original uskunalar ishlab chiqaruvchisi), shuning uchun qutidagi versiyada ( qutida), keyin. o'rnatilgan va 3 marta kafolatlangan sherik tomonidan himoyalangan qadoqlash qutisida. Box-dagi protsessorning o'zgaruvchanligi 100 dollargacha past bo'lib, original OEM qadoqlarida pastroqdir, bu qutiga solingan paketda yetkazib beriladigan sovutgich narxi uchun arzon.
Rozgin
Rozgin (overclocking)- ish rejimi, men yuqori chastotani tashkil qiladimi, pastroq xodimlar, keyin. ish xususiyatlaringizdan uzatiladigan chastotada. Rozg'in ma'naviyatning katta zaxirasiga ega bo'lgan kishi uchun mumkin. Og'riqsiz o'tish va taxminan 10% g'alaba qozonish uchun chastotaning kichik o'sishini eshiting. Kritik qiymatdan oshib ketganda, qizib ketish ehtimoli va qimmatning keyingi chiqishi tartibga solinadi. Buning uchun koristuvach o'z qo'rquvi va tavakkalchiligidan voz kechishga qasamyod qiladi, ko'pincha sotuvchi kafolat beradi. Overclocking asosiy ob'ekti markaziy protsessordir. Prote singan va xotira, va video karta protsessor bo'lishi mumkin.

FOYDANILGAN ADABIYOTLAR ◼

David Patterson John Hennessy. Computer Organization and Design. 5th Edition. 2013. ◼
2. З.З.Мирюсупов, Ж.Х.Джуманов. «Компьютер архитектураси». /TATУ. 144 бет. Тошкент, 2017 ◼
3. С.А.Орлов, Б.Я.Цилькер. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2011. — 688 с ◼
4. Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера // 6-е издание. СПб.: Питер, 2013. — 811 с ◼
5. Шамаева О.Ю. Архитектура компьютера. Конспект лекции. МЭИ. Москва, 2015.