19. Микропроцессорлар және оның түрлері. Микропроцессорлық жүйелердің құрылым принциптері.

Микропроцессор — жүйелік тақтаның ең маңызды құраласы, ол деректерді тікелей өңдейді, атап айтқанда, бөлектелген деректермен арифметикалық және логикалық амалдарды орындайды. Микропроцессор - бір немесе бірнеше үлкен интегралды кестеде орындалған, берілісті өңдейтін бағдарламалық құрылғы; көліктердің автоматты басқару агрегатында қолданылады.

Дербес компьютердің сақтау құрылғылары,

микропроцессорлар түрлері

Микропроцессор, басқаша, орталық процессор.

Орталық процессор (CPU, ағыл. Central Processing Unit) - бұл программамен берілген арифметикалық және логикалық операцияларды орындайтын компьютердiң басты жұмыс компоненті, есептеу процесiн басқарады және компьютер барлық құрылғыларының жұмысын үйлестіреді.

Жалпы алғанда орталық процессор құрамына:

- арифметикалық-логикалық құрылғы;

- мәлiметтер шиналар мен адрестiк шиналар;

- тiркегiштер;

- командалар есетегiштерi;

- кэш - аз көлемдi өте жылдам жады (8-ден 512 Кбайтқа дейiн);

- жылжымалы нүктесi бар математикалық бірлес процессор енедi.

Соңғы процессорлар микропроцессорлар түрінде орындалады. Физикалық жағынан микропроцессор интегралды сұлба - процессордың барлық функцияларын іске асыратын бірнеше квадрат миллиметрлi тік бұрышты ауданды кристалдық кремнийден жасалған жіңішке пластинкада орналасқан сұлбалар. Кристалл-пластинка әдетте пластмассалық немесе керамикалық жалпақ қорапта орналасады және оны компьютердiң жүйелік платасына жалғастыруға болатындай етiп металды штырьлары бар алтын өткiзгiштермен қосады.

Есептеу жүйелерiнде бірнеше паралельді жұмыс істейтiн процессорлар болуы мүмкін; ондай жүйелер көп процессорлы деп аталады.

МП 4004 - бірінші микропроцессор Intel (АҚШ) фирмасымен 1971 жылы шығарылған болатын. Қазiргi кезде микропроцессорлардың бірнеше жүздеген түрлерi шығарылады, бірақ ең танымал және көп таралғандары Intel және AMD фирмаларының микропроцессорлары.

20. Жүйелік шиналарды схема түрінде көрсету. Орталық процессор сипаттамалары.

Жүйелік шинаның негізгі қызметі процессорлар арасында және дербес компьютердің қалған басқа да құрылғылараның арасында информацияны жіберу болып табылады. Жүйелік шинасы үш шинадан тұрады:

Жүйелік шина

Басқару шинасы

Адрес шинасы

Дерек шинасы

Шиналар бойынша басқару сигналдарын, деректерді (сан, символдар), жадтың ұяшық адресін (адреса ячеек памяти) және еңгізу-шығару құрылғысының номерін айналдырады. Дербес компьютер шиналары. Шина дегеніміз - бұл сым-жолдарының жиынтығы,кей кезде цифрлік жүйеде бірнеше компоненттері біріктіруші өткізгіштер. Бұл сым –жолдары 3 типке бөлінеді: адрес, мәліметтер және басқару.

Мультиплекстелген шина. Кейбір кезде бір өткізгіш арқылы әр уақытта адрес және мәліметтер беріледі. Бұндай шинаны - мультиплекстелген деп аталады. Шинаға қосылған құрылғылар 2 негізгі типке бөлінеді – басқарушы (master) және бағынушы (slave).

Адрестік шина. Осы шинадан процессор орындалуға тиіс командалар адрестерін оқиды. Қазіргі заманғы процессорда адрестік шина 32- разрядты, яғни ол 32 паралельді өткізгіштерден құралады.

Мәліметтер шинасы. Бұл шина арқылы оперативті жарыдан регистрлерге және керісінше мәліметтерді көшіру процесі жүреді. Intel Pentium негізіндегі процессорларда мәліметтер шинасы 64-разрядты.

Командалық шина. Процессорда орындалған командалар осы шиналар мен оперативтік жадыдан келеді. Командалар байттар түрінде көрсетіледі. Қарапайым командалар 1 байтқа сыйады, бірақ 2 немесе одан да көп байтты сыйымдылықты қажет ететін командалар да болады. Қазіргі заманғы процессорлардың көп бөлігінде 32-разрядты командалар шинасы бар,сонымен қатар 64-разрядты командалық шинасы бар процессорлар да кездеседі.

Аналық тақшадағы шиналар тек процессормен байланыс орнату үшін ғана қолданылмайды. Аналық тақшадағы ішкі құрылғылар және де оған тікелей қосылатын құрылғылар бір-бірімен шиналар арқылы байланысады, әрекеттеседі.

Процессор немесе микропроцессорлар. Есептеу техникасының дамуы орталық процессорлардың жетілдірілуімен бірге жүзеге асады. Процессорлардың жаңа модульдері тек өнімділіктің өте жоғарылығымен ғана емес, сонымен қатар жаңа мүмкіндіктерімен де ерекшелінеді (жаңа регисторлар,архитектурадағыжаңа компьютерлік жинақтар және жаңа өзгертулер). Процессорлардың жаңа модульдерін жасаушылар қайтарымды сыйымдылық принципіне негізделеді,яғни процессорлардың жаңа моделі қолданыста бар архитектура негізінде жасалады. Дербес компьютерлердің орталық процессорлар нарығында қазіргі уақытта басты орынды Intel фирмасының х86 түрлегі моделі иеленуде.

1993 жылы Pentium процессоры пайда болды. Ол х86 архитектурасының процессорларының көптеген қасиеттерін игерумен тығыз байланысты. Процессор логикалық және арифметикалық операцияларды орындайды, операциялардың орындалу тәртібін анықтайды, дерек көздері мен нәтижелері қабылдаушыларды көрсетіп береді. Процессор жұмысы программалардың басқаруымен жүзеге асады. Дербес компьютермен алғаш танысқанда процессордың төрт құрылғыдан тұратынын байқаймыз: арифметикалы-логикалы құрылғы (АЛҚ, басқару құрылғысы (БҚ), жалпы тағайындалуының регистрлері (ЖТР) және бүркеме жад (кэш – память) Алқ деректеріндегі арифметикалы логикалы операцияны орындайды. Аралық нәтижелер ЖТР-да сақталады. Бүркеме – жад (кэш память) жұмыссыз бос тұрып қалудың уақытын қысқарту жолымен процессордың жылдам әрекет етуін арттыруға қызмет етеді. БҚ кезекті команда адресінің қалыптасуына, яғни программадан тұратын команданың орындалу тәртібіне жауап береді.