Yo‘nalishi: Teleradioeshitirish Guruh talabasi: 811-20 Abdisalomov Avazbek

Yo‘nalishi: Teleradioeshitirish
Guruh talabasi: 811-20
Abdisalomov Avazbek
RISC - (Reduced Instruction Set Computer - Qisqartirilgan ko‘rsatmalar to‘plami kompyuter) arxitekturasini o‘rganish
Agar siz texnologiya ishqibozi bo'lsangiz, Reduced Instruction Set Computer (RISC) va Complex Instruction Set Computer (CISC) so'zlarini eshitgan bo'lishingiz mumkin. Va agar siz kompyuterlar haqida ozgina ma'lumotga ega bo'lsangiz, bu atamalar protsessorni loyihalashning turli usullariga ishora qilishini ham bilishingiz mumkin.
Masalan, telefoningizdagi ARM protsessorida RISC arxitekturasi mavjud. Bundan farqli o’laroq, kompyuteringizdagi x86 protsessorida CISC dizayni mavjud. Ko’pchiligimiz turli xil protsessor arxitekturalari mavjudligidan xabardormiz. Eng mashhurlari Intel-dan 32-bitli x86 va ARM Limited-dan ARM. Vaqt o’tishi bilan ularning evolyutsiyasi AMDdan 64-bitli x86-64, Inteldan Intel64 va ARMdan AARCH64 tizimlariga olib keldi. Albatta, Sparc, IA-64, PowerPC, MIPS kabi boshqa protsessor arxitekturalari mavjud.
RISC nima va uning xususiyati nimada?

Nomidan ko'rinib turibdiki, RISC-ga asoslangan CPU soddalashtirilgan operatsiyalar to'plamiga ega. Ushbu soddalashtirilgan ko'rsatmalar oddiy maqsadlarga erishadi va bajarish uchun faqat bitta sikl kerak bo'ladi.
Qisqartirilgan ko'rsatmalar to'plami kompyuter mikroprotsessor arxitekturasining bir turi bo'lib, u odatda boshqa arxitekturalarda mavjud bo'lgan yuqori ixtisoslashtirilgan ko'rsatmalar to'plamidan ko'ra kichik, yuqori darajada optimallashtirilgan ko'rsatmalar to'plamidan foydalanadi. RISC Complex Instruction Set Computing (CISC) arxitekturasiga muqobildir va ko'pincha bugungi kunda mavjud bo'lgan eng samarali CPU arxitektura texnologiyasi hisoblanadi.
RISC bilan markaziy protsessor (CPU) protsessor dizayni printsipini soddalashtirilgan ko'rsatmalarni amalga oshiradi, ular kamroq bajaradigan, lekin tezroq bajarilishi mumkin. Natija yaxshilangan ishlashdir. RISC ning asosiy xususiyati shundaki, u ishlab chiquvchilarga protsessor tomonidan bajariladigan parallel oqimlar sonini ko'paytirish va protsessorning ko'rsatmalarini bajarish tezligini oshirish orqali registrlar to'plamini oshirish va ichki parallellikni oshirish imkonini beradi. ARM yoki "Advanced RISC Machine" - bu Arm Ltd tomonidan ishlab chiqilgan qisqartirilgan ko'rsatmalar to'plami arxitekturasiga asoslangan ko'rsatmalar to'plami arxitekturasining o'ziga xos oilasi. Ushbu arxitekturaga asoslangan protsessorlar smartfonlar, planshetlar, noutbuklar, o'yin pristavkalari va ish stollarida, shuningdek, keng tarqalgan. boshqa aqlli qurilmalar soni ortib bormoqda.
RISC oddiy ko'rsatmalarga ega bo'lganligi sababli, CPU ushbu ko'rsatmalarni bajarish uchun murakkab sxemaga ega bo'lishi shart emas. Shuning uchun ham RISC dizaynlari apparat jihatidan, amalga oshirish arzonroq.
RISC protsessorini batafsilroq tushunish uchun RISC-ga asoslangan protsessorlarning dizayn tamoyillarini ko'rib chiqaylik.
Birinchidan, RISC protsessorlari har bir ko'rsatmani bitta tsiklda bajaradi.
Ikkinchidan, RISC protsessorlari faqat registrlarda saqlangan ma'lumotlar bilan operatsiyalarni bajaradi. Buning sababi, protsessorning vazifalarni bajarish qobiliyatidagi asosiy to'siqlardan biri protsessor tezligi va asosiy xotira tezligi o'rtasidagi katta nomuvofiqlikdir. Asosiy xotira protsessorga nisbatan juda sekin.
Shunday qilib, agar protsessor asosiy xotirada saqlangan ma'lumotlardan foydalanishi kerak bo'lsa, u qurilmani to'sib qo'yadi va jarayon sekin bo'ladi. RISC dizaynida ma'lumotlar protsessordagi registrlarga yuklanadi va saqlanadi, chunki registrlar asosiy xotiraga qaraganda protsessor tezligiga ancha yaqinroq.
Uchinchidan, RISC ko'rsatmalari etarlicha sodda bo'lib, ko'rsatmalarni soddaroq shakllarga tarjima qilish uchun izohlovchi mikrokod qatlami yo'q. Va nihoyat, RISC dizaynlari bir vaqtning o'zida bir nechta ko'rsatmalarning qismlarini bajarish uchun quvur liniyasini qo'llab-quvvatlaydi. RISC dizayn protsessorlari yuqori soat tezligiga ega bo'lgani uchun ular juda tezdir. Quvurlarni yotqizish - bu tezlikdan foydalanish va qo'shimcha samaradorlik uchun bir nechta ko'rsatmalarning qismlarini bajarish usuli. Qisqasi, RISC protsessorlari oddiy ko'rsatmalarga, yuqori soat tezligiga, samarali quvur liniyasi tuzilishiga, registrlarda yuklarni saqlashga ega va ko'rsatmalarni bir tsiklda bajarishi mumkin.
Keng tarqalgan noto’g’ri tushuncha “qisqartirilgan ko’rsatmalar to’plami kompyuter” noto’g’ri ko'rsatmalar oddiygina yo’q qilinishini anglatadi, natijada kichikroq ko'rsatmalar to’plami paydo bo’ladi. Darhaqiqat, yillar davomida RISC ko’rsatmalar to’plamlari hajmi kattalashdi va bugungi kunda ularning ko’pchiligi ko’plab CISC protsessorlariga qaraganda kattaroq ko’rsatmalar to’plamiga ega. PowerPC kabi ba'zi RISC protsessorlarida IBM System/370 CISC ko'rsatmalaridan kattaroq ko’rsatmalar to’plami mavjud.
Xususan, RISC protsessorlari odatda kiritish-chiqarish va ma’lumotlarni qayta ishlash uchun alohida ko’rsatmalarga ega.

Protsessorlar ham bir necha sabablarga ko'ra nisbatan kam sonli registrlarga ega edi:

Registrlar sonining ko'payishi, shuningdek, registr tarkibini mashina stekida saqlash va tiklash uchun ko'proq vaqtni anglatadi. Protsessor registrlari tashqi xotira kataklariga qaraganda qimmatroq; katta registrlar to'plamlari cheklangan elektron platalar yoki chip integratsiyasi bilan noqulay edi.
Kompyuter sanoatining dastlabki kunlarida dasturlash montaj yoki mashina kodida amalga oshirildi, bu esa kuchli va ishlatish uchun qulay ko'rsatmalarni rag'batlantirdi. Shunday qilib, CPU dizaynerlari imkon qadar ko'proq ishni bajaradigan ko'rsatmalarni yaratishga harakat qilishdi. Yuqori darajadagi tillarning paydo bo'lishi bilan kompyuter arxitektorlari bunday tillarning muayyan markaziy mexanizmlarini bevosita amalga oshiradigan maxsus ko'rsatmalar yaratishga kirishdilar. Yana bir umumiy maqsad, kompilyatorni amalga oshirishni osonlashtirish uchun ortogonallik deb nomlanuvchi har bir ko'rsatma uchun barcha mumkin bo'lgan manzillash rejimini taqdim etish edi. Shuning uchun arifmetik amallar ko'pincha natijalar bilan bir qatorda bevosita xotirada operandlarga ham ega bo'lishi mumkin.