Kompyuterni tashkil etilishi

HISOBLASH MASHINALARI STRUKTURALARINI BO’LAKLASH DARAJASI

Hisoblash mashinasi tugalangan obyekt sifatida inson bilimlarining turli sohalari mutaxassislarining sa’y-harakatlari samarasidir. Har bir mutaxassis hisoblash mashinasini o’z oldida turgan masala nuqtai nazaridan, mavjud bo’lmagandan abstract holda, uning fikriga ko’ra bo’larlarni ko’rib chiqadi. 1-jadvalda HMni yaratishda ishtirok etadigan mutaxassislar va ularning vakolatiga kiradigan masalalar ro’yxati keltirilgan.
Bu ma’ruzada muhokama qilingan masalalar doirasi, aksariyat hollarda tizim arxitekturasining vakolatiga kiradi va HM va HTning turli darajadagi detallarini qamrab oladi. Aslida, bunday darajalar juda ko’p bo’lishi mumkin, lekin belgilangan amaliyot ularning sonini to’rt darajagacha cheklaydi (1-rasm).

Mutaxassis	Masalalar doirasi
Yarimo’tkazgich materiallarini ishlab chiqaruvchisi	Integral mikrosxemalar uchun material (kremniy qotishmasi, kremniy dioksidi va boshqalar)
Elektron sxemalar ishlab chiquvchisi	HM tugunlarining elektron sxemalari (ishlab chiqish va tahlil qilish)
Integral mikrosxemalar ishlab chiquvchisi	O’ta katta integral mikrosxemalar (elektron komponentlarning sxemalari, ularni kristalga joylashtirish)
Tizim arxitektori	Hisoblash mashinasining arxitekturasi va tashkil etilishi (qurilmalar va tugunlar, buyruqlar tizimi va boshqalar)
Tizim dasturchisi	Operatsion tizimlar, kompilyatorlar
Nazariyotchi	Algoritmlar, abstract ma’lumotlar tuzilmalari

1-jadval. Hisoblash mashinalarini ishlab chiqaruvchilari o’rtasida funksiyalarni taqsimlash
Hisoblash mashinasi
Chiqarish
a
Kiritish
MP
Shinalar
TX
KChQ
b
BQ
Shinalar
NQB
AMQ
Registrlar
d
Dastur ketma-ketligi mantig’i
Shinalar
BQ registrlari
BQ xotirasi
Boshqaruvni yaratish mantig’i
e
1-rasm. Hisoblash mashinalarni bo’laklash darajalari: a —«qora quti» darajasi; b — umumiy arxitektura darajasi; d — markaziy protsessorning arxitektura darajasi; e — boshqaruv qurilmasining arxitektura darajasi
Birinchi darajadagi hisoblash mashinasi ma’lumotlarni saqlash va qayta ishlashga, xamda tashqi dunyo bilan ma’lumotlarni almashishga qodir bo’lgan qurilma sifatida qaraladi (1-rasm, a). HM aloqa tarmog’iga ulanishi mumkin bo’lgan va o’z navbatida periferiya qurilmalarini ulash mumkin bo’lgan “qora quti” sifatida ifodalandi.
Umumiy arxitektura darajasi (1-rasm, b) HM ni to’rtta tashkil etuvchi shaklida tasvirlashni o’z ichiga oladi: markaziy protsessor (MP), asosiy xotira (AX), kiritish/chiqarish qurilmasi (KChQ) va tizim shinasi.
Uchinchi darajada, ikkinchi darajadagi har bir qurilmalar yanada bo’laklangan. Misol uchun markaziy protsessor olingan (1-rasm, d). Oddiy shaklda uni quyidagicha ajratish mumkin:
- butun sonlarni qayta ishlashni ta’minlaydigan arifmetik mantiqiy qurilma (AMQ);
- quzg’aluvchan nuqtali shakldagi sonlarni qayta ishlash bloki (NQB);
- buyruqlar, ma’lumotlar va adreslarni qisqa muddatli saqlash uchun ishlatiladigan protsessor registrlari;
- HM qurilmalarining birgalikda ishlashini ta’minlaydigan boshqarish qurilmasi (BQ);
- ichki shinalar.
To’rtinchi darajada uchinchi darajadagi elementlar batafsil bayon etilgan. Shunday qilib, 1-rasmdagi e qismda boshqaruv qurilmasining tuzilishi ochib berilgan. BQ to’rtta komponent shaklida taqdim etiladi:
- dastur ketma-ketligining mantig’i – dasturda belgilangan ketma-ketlikdagi buyruqlarning bajarilishini ta’minlovchi electron sxemalar;
- boshqaruv qurilmasining registrlari va deshifratorlari;
- xotirani boshqarish;
- barcha kerakli boshqarish signallarini hosil qiluvchi boshqaruvni yaratish mantig’i.
Hisoblash jarayonini yengillashtirish va ideal tarzda avtomatlashtirishga urinishlar 5000 yildan ortiq tarixga ega. Ilm-fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan hisoblashni avtomatlashtirish vositalari doimiy ravishda takomillashib bordi. Hisoblash texnikasining (HT) hozirgi holati ko’p yillik evolyutsiyaning natijasi hisoblanadi.
An’anaviy talqinda hisoblash texnologiyasining evolyutsiyasi HT avlodlarining ketm-ket o’zgarishi sifatida ifodalanadi. “avlod” atamasi 1964 yilda paydo bo’ldi, IBM firmasi IBM 360 seriyali kompyuterlarini chiqargan va bu seriyani “uchinchi avlod kompyuterlari” deb nomladi. GOST 15971-90 standarti atamaga quyifagicha ta’rif berdi:
«Hisoblash mashina avlodlari – bu HM ning qurilmalarini ishlab chiqarish texnologiyasidan foydalanishga, shuningdek funksional xususiyatlar va dasturiy ta’minotning rivojlanish darajasiga ko’ra birlashtirilgan va hisoblash texnikasi vositalari sanoatining rivojlanishining ma’lum bir davrini tavsiflovchi HM ni sinflashtirish guruhidir».