50
2.4
-сурет. Ортақ шиналы ЭЕМ құрылымдық сұлбасы:
— мәліметтер шинасы;
— мекен-жай шинасы;
— бас-
қару және бақылау шинасы;
ОЕСҚ — оперативті есте сақтаушы құрылғы; ТЕСҚ — тұрақты есте
сақтаушы құрылғы; ЖТҚ — ОЕСҚ-на тікелей қолжетімділік
құрылғысы; К — енгізу-шығару мен жинақтауыштардың контроллері
Жылдам əрекет ететін ОЕСҚ-мен тұрақты есте сақтайтын құрылғыдан
тұратын ЭЕМ-нің негізін орталық процессор жəне жүйелі жады құрайды.
Заманауи процессорларға – АЛҚ мен БҚ есептеуіш машиналардың
бірінші буынын өзіне біріктіретін микробағдарламалы басқару АҮИС-ды
жатқызамыз.
Процессорлардың негізгі міндеттері:
ОЕСҚ-дан командаларды сұрыптау;
командаларды қайта кодтау;
командаларда кодталған операцияларды орындау;
ОЕСҚ-мен өз регистрлары арасында ақпараттарды алмасуды басқару;
үзілістерді өңдеу.
Процессорлардың негізгі сипаттамалары:
разрядтылық — процессормен бір уақытта өңделіп немесе жіберілетін
екі разрядтылардың саны;
тезәрекеттілік — процесор бір секундта орындайтын қарапайым іс-
əрекеттердің саны (операциялардың).
Компьютердің аппаратты бөлігінің жұмысын үйлестіретін синхрони-
зациялатын жəне басқаратын сигналдардың ретін тактілік жиілікті
қалыптастыратын əр ЭЕМ-да арнайы түйіндер болады. Такт кейбір коман-
даларды орындайтын циклдың бір бөлігі болып табылады. Кез-келген
процессордың операциясының орындалу уақыты жекелеген такты санымен
байланысты, сондықтан тактілік жиіліктен ЭЕМ-нің жылдам əрекеттілігі
тəуелді болады (көбірек жиілік – көбірек жылдам əрекеттілік).
Оперативті есте сақтау құрылғысы компьютер жадының жалғыз жəне
негізгі есте сақтау құрылғысы болып табылады, ол СТ-пен бағдарлама-
ларды орындау процессінің бірге орындалуын іске асырады.
51
ОЕСҚ өзінің ішіндегісін уақытша сақтау мен оперативті өзгертуге арнал-
ған.
ТЕСҚ жазу мен конфигурацияларды үнемі сақтауға, əр-түрлі икем-
деулерге, тестті бағдарламаларға жəне ЭЕМ-нің бастапқы жүктеу бағдар-
ламасына арналған.
Дисплейді, пернетақтаны, сыртқы есте сақтау құрылғыларын жəне
шеткері интегралдық сұлба құрылғыларын біріктіру тиісті бағдарла-
маланған контроллерлар (адаптерлер) арқылы жүзеге асады. Контрол-
лерлер алмасу протоколдарының келісілуіне жəне жұмыс жылдамдығының
каналдар бойынша енгізу-шығаруын, біріктіргіш құрылғыларының жұмы-
сын жүзеге асырады.
ЖТҚ құрылғысы ОЕСҚ-мен контроллерлердің процессорды жүктеусіз
ақпараттарды алмасып тікелей ақпараттармен алмасуын қамтамасыз етеді.
Бұндай жағдайда ЭЕМ-де басқаруды орталықсыздандыру жүреді, басты
басқаруды СТ жүзеге асырады, ол өздерінің локальды тапсырмасын
орындау процессін автономды түрде өзіндік бағдарламаларын басқаруын
жүргізіп контроллерлардың жұмыс нəтижесін бақылап бастамашылық
етеді.
ЭЕМ-ге жəне оның жадына тəн іс жүзінде біз құрастыру мен басқару-
дың иерархиялық принципін қолданамыз. Шыныменде, орындауы іс-
жүзінде мүмкін емес бір деңгейлі жады құрылуы бірін-бірі жоққа шыға-
ратын міндеттерді орындауды рұқсат етпейді, яғни үлкен ақпаратты
сыйымдылықпен жоғарғы жылдам əрекетті тиімді массогабаритті пара-
метрлерімен. Сондықтан заманауы ЭЕМ-нің жадылары көп деңгейлі
жүйеде құрылады: жоғары оперативті жады, кэш-жады, оперативті жəне
тұрақты (көп уақытты) жады.
Жоғары оперативті есте сақтау құрылғысы АЛҚ мен БҚ процес-
сорларының жұмысында қолданылатын, ақпараттармен микрокомандалар
сақталатын СТ-тегі аса жоғары уақыттағы (наносекунд бірліктері) қолже-
тімділікті бірнеше регистрлермен ұсынылады.
Келесі деңгейді кэш-жады құрайды – ол ОЕСҚ-дағы ақпарттармен
командаларды таңдауды тездетуге бағытталған буферлік есте сақтау
құрылғысы. Кэш-жады орындалып жатқан бағдарламаның процессорына
қажет болатын командалармен ақпараттардың озық жүктелуіне жұмыс
жасайды.
Өз кезегінде кеш-жады бірнеше деңгейге ие: ең тез əрекеттілік жадысы
процессорға СТ пен ОЕСҚ регистрларының арасына буфер есебінде
орналастырылады, ол процессор сияқты бір жылдамдықта қызмет көрсете
алады (үндеу уақыты ондық наносекундты құрайды), ал азырақ тез
əрекеттілік сыртқы жиналғыштарда орналасады.
52
ОЕСҚ — негізгі (басты) жəне азырақ тезəрекеттілік жадысы (таңдау
уақыты – 100 нс көп емес) компьютердің өнімділігіне үлкен əсер етеді. Ол
жүктеуге, ағымдағыны сақтауға жəне операциялық жүйенің фрагменттерін
орындауға, пайдаланушылық бағдарламаларға, олардың өзгертулеріне жəне
жұмыс нəтижелеріне жəне т.б. арналған.
Жады иерархиясының келесі деңгейінде үлкен ауқымды бағдарламалар
мен ақпараттарды ұзақ уақытқа сақтайтын сыртқы есте сақтау
құрылғылары (икемді жəне қатты магнитті дисктардағы, оптикалық жəне
т.б дисктардағы) ең төменгі жылдам əрекеттілікпен үлкен сыйымдылық
жатады.
Иерархиялық жады паралелльді түрде əр түрлі блоктар мен
ақпараттарды өңдейтін өзгеше конвейер құрайды.
ОЕСҚ сыйымдылығын асыратын ЭЕМ-нің виртуалды жадысымен
қолданушыға жұмыс істеуге мүмкіндік беретін барлық деңгейдің келісті-
рілген жұмысы операциялық жүйемен қамтамасыз етіледі.
Виртуалды жады ЭЕМ ЕҚ-ның барлық ұяшықтарының жиынтығы
алмаспайтын нумерациялармен байланысты жəне көпдеңгейлі физикалық
жадыдан бір деңгейліге ауысуын қамтамасыз етеді.
АЛҚ
сызбаларында
іске
асырылатын
басқару
сигналдары
(микрокомандалардың) ретіне жəне аппаратты түрде СТ-тегі кез келген
операция белгілі бір микробағдарлама арқылы орындалады.Кез келген жеке
дара микрокоманда – бұл алгебриялық өрнек сияқты қарапайым
ақпараттарды түрлендіру, разрядтардың анықталған санына орын ауысуын,
регистрдан регистрге ақпараттардың қайта жазылуы жəне т.б.
Орталық процессорлар команда жүйесіне байланысты бөлінеді:
CISC-процессорлары (ComplexInstructionSetChip — толық команда
жиынтығымен микросұлбасы);
RISC-процессорлары (ReducedInstructionSetChip — жеңілдетілген
командалар системасының микросұлбасы).
CISC-процессорлары бірнеше тактта орындалатын 200-ден астам көлікті
нұсқаулыққа, ортақ берілген аздаған санды регистрлерге, мекен-жай
əдістерінің ауқымды санына жəне əр түрлі разрядты командалар форма-
тына ие.
CISC-процессорларының бағдарламалауының қарапайымдылығы үшін
олар негізінен универсалды ЭЕМ-дерде қолданылады, ең көбі ДЭЕМ болып
табылады.
RISC-процессорларында тиянақталған форматты жəне тұрақты ұзын-
дықтағы командалар қолданылады. Көптеген командалардың орындауын
бір машиналы такт іске асырады.
Достарыңызбен бөлісу: |
