Մարդկությունը երկար ճանապարհ է անցել համակարգիչների ստեղծման ուղղությամբ, առանց որոնց անհնար է պատկերացնել ժամանակակից հասարակությունն իր կյանքի բոլոր ասպեկտներով՝ արդյունաբերության, ազգային տնտեսության և կենցաղային տեխնիկայի ոլորտներում: Բայց նույնիսկ այսօր առաջընթացը կանգ չի առնում` բացելով համակարգչայինացման նոր ձևեր: Արդեն մի քանի տասնամյակ տեխնոլոգիական զարգացման կենտրոնում միկրոպրոցեսորի (MP) կառուցվածքն է, որը բարելավվում է իր ֆունկցիոնալ և դիզայնի պարամետրերով։
Միկրոպրոցեսորի հայեցակարգ
Ընդհանուր իմաստով, միկրոպրոցեսոր հասկացությունը ներկայացվում է որպես ծրագրով կառավարվող սարք կամ համակարգ, որը հիմնված է մեծ ինտեգրված սխեմայի (LSI) վրա: MP-ի օգնությամբ կատարվում են տվյալների մշակման կամ տեղեկատվությունը մշակող համակարգերի կառավարում։ Առաջին փուլերումMP-ի մշակումը հիմնված էր առանձին ցածր ֆունկցիոնալ միկրոսխեմաների վրա, որոնցում տրանզիստորները առկա էին մի քանիից մինչև հարյուրավոր քանակությամբ: Ամենապարզ բնորոշ միկրոպրոցեսորային կառուցվածքը կարող է պարունակել ընդհանուր էլեկտրական, կառուցվածքային և էլեկտրական պարամետրերով միկրոսխեմաների խումբ: Նման համակարգերը կոչվում են միկրոպրոցեսորային հավաքածու: MP-ի հետ մեկտեղ, մեկ համակարգը կարող է բաղկացած լինել նաև մշտական և պատահական մուտքի հիշողության սարքերից, ինչպես նաև արտաքին սարքավորումները միացնելու համար կարգավորիչներից և ինտերֆեյսներից՝ կրկին համատեղելի հաղորդակցությունների միջոցով: Միկրոկարգավորիչների հայեցակարգի մշակման արդյունքում միկրոպրոցեսորային հավաքածուն համալրվեց ավելի բարդ սպասարկման սարքերով, ռեգիստրներով, ավտոբուսի վարորդներով, ժամանակաչափերով և այլն:
Այսօր միկրոպրոցեսորն ավելի ու ավելի քիչ է դիտարկվում որպես առանձին սարք՝ գործնական կիրառությունների համատեքստում։ Միկրոպրոցեսորի ֆունկցիոնալ կառուցվածքը և շահագործման սկզբունքը արդեն նախագծման փուլերում առաջնորդվում են որպես հաշվողական սարքի օգտագործմամբ, որը նախատեսված է տեղեկատվության մշակման և կառավարման հետ կապված մի շարք առաջադրանքներ կատարելու համար: Միկրոպրոցեսորային սարքի աշխատանքի կազմակերպման գործընթացների առանցքային օղակը վերահսկիչն է, որը պահպանում է կառավարման կոնֆիգուրացիան և փոխազդեցության ռեժիմները համակարգի հաշվողական միջուկի և արտաքին սարքավորումների միջև: Ինտեգրված պրոցեսորը կարող է դիտվել որպես միջանկյալ կապ կարգավորիչի և միկրոպրոցեսորի միջև: Դրա ֆունկցիոնալությունը կենտրոնացած է օժանդակ խնդիրների լուծման վրա, որոնք ուղղակիորեն կապված չեն հիմնական MT-ի նպատակի հետ:Մասնավորապես, դրանք կարող են լինել ցանցային և հաղորդակցման գործառույթներ, որոնք ապահովում են միկրոպրոցեսորային սարքի աշխատանքը։
Միկրոպրոցեսորների դասակարգում
Նույնիսկ ամենապարզ կոնֆիգուրացիաներում պատգամավորներն ունեն բազմաթիվ տեխնիկական և գործառնական պարամետրեր, որոնք կարող են օգտագործվել դասակարգման առանձնահատկությունները սահմանելու համար: Դասակարգման հիմնական մակարդակները հիմնավորելու համար սովորաբար առանձնանում են երեք ֆունկցիոնալ համակարգեր՝ գործառնական, ինտերֆեյս և վերահսկում։ Այս աշխատանքային մասերից յուրաքանչյուրը նաև ապահովում է մի շարք պարամետրեր և տարբերակիչ առանձնահատկություններ, որոնք որոշում են սարքի աշխատանքի բնույթը:
Միկրոպրոցեսորների բնորոշ կառուցվածքի տեսանկյունից դասակարգումը հիմնականում կբաժանի սարքերը բազմակի և միչիպային մոդելների: Առաջինները բնութագրվում են նրանով, որ իրենց աշխատանքային ստորաբաժանումները կարող են գործել օֆլայն և կատարել կանխորոշված հրամաններ: Եվ այս օրինակում արտասանվելու են պատգամավորներ, որոնցում շեշտը դրված է գործառնական ֆունկցիայի վրա։ Նման պրոցեսորները կենտրոնացած են տվյալների մշակման վրա: Նույն խմբում, օրինակ, երեք չիպային միկրոպրոցեսորները կարող են լինել կառավարման և ինտերֆեյսի: Սա չի նշանակում, որ դրանք օպերատիվ գործառույթ չունեն, բայց օպտիմալացման նպատակով կապի և էներգիայի ռեսուրսների մեծ մասը հատկացվում է միկրոհրահանգների ստեղծման կամ ծայրամասային համակարգերի հետ փոխգործակցության ունակության խնդիրներին::
Ինչ վերաբերում է մեկ չիպով պատգամավորներին, դրանք մշակված են հրահանգների ֆիքսված հավաքածուով և ամբողջ սարքաշարի կոմպակտ տեղադրմամբ:մեկ միջուկի վրա. Ֆունկցիոնալ առումով, մեկ չիպով միկրոպրոցեսորի կառուցվածքը բավականին սահմանափակ է, թեև այն ավելի հուսալի է, քան բազմակի չիպային անալոգների սեգմենտային կոնֆիգուրացիաները:
Մեկ այլ կարևոր դասակարգում վերաբերում է միկրոպրոցեսորների ինտերֆեյսի ձևավորմանը: Խոսքը մուտքային ազդանշանների մշակման եղանակների մասին է, որոնք այսօր շարունակում են բաժանվել թվային և անալոգային։ Թեև պրոցեսորներն իրենք թվային սարքեր են, որոշ դեպքերում անալոգային հոսքերի օգտագործումն իրեն արդարացնում է գնի և հուսալիության տեսանկյունից: Փոխակերպման համար, սակայն, պետք է օգտագործվեն հատուկ փոխարկիչներ, որոնք նպաստում են աշխատանքային հարթակի էներգիայի ծանրաբեռնվածությանը և կառուցվածքային լեցունությանը։ Անալոգային պատգամավորները (սովորաբար մեկ չիպով) կատարում են ստանդարտ անալոգային համակարգերի առաջադրանքները, օրինակ՝ նրանք արտադրում են մոդուլյացիա, առաջացնում են տատանումներ, կոդավորում և վերծանում են ազդանշան:
Պատգամավորի գործունեության ժամանակավոր կազմակերպման սկզբունքով դրանք բաժանվում են սինխրոնի և ասինխրոնի։ Տարբերությունը կայանում է նոր գործողություն սկսելու ազդանշանի բնույթի մեջ: Օրինակ, համաժամանակյա սարքի դեպքում նման հրամանները տրվում են կառավարման մոդուլներով՝ անկախ ընթացիկ գործողությունների կատարումից։ Ասինխրոն պատգամավորների դեպքում նմանատիպ ազդանշան կարող է տրվել ավտոմատ կերպով նախորդ գործողության ավարտից հետո: Դրա համար ասինխրոն տիպի միկրոպրոցեսորի տրամաբանական կառուցվածքում տրամադրվում է էլեկտրոնային միացում, որն անհրաժեշտության դեպքում ապահովում է առանձին բաղադրիչների աշխատանքը անցանց ռեժիմում։ Պատգամավորի աշխատանքի կազմակերպման այս մեթոդի իրականացման բարդությունը պայմանավորված է նրանով, որմիշտ մեկ գործողության ավարտի պահին բավականաչափ որոշակի ռեսուրսներ կան հաջորդը սկսելու համար: Պրոցեսորային հիշողությունը սովորաբար օգտագործվում է որպես առաջնահերթ հղում հետագա գործողությունների ընտրության ժամանակ:
Միկրոպրոցեսորներ ընդհանուր և հատուկ նպատակների համար
Ընդհանուր նշանակության MP-ի հիմնական շրջանակը աշխատանքային կայաններն են, անհատական համակարգիչները, սերվերները և զանգվածային օգտագործման համար նախատեսված էլեկտրոնային սարքերը: Նրանց ֆունկցիոնալ ենթակառուցվածքը կենտրոնացած է տեղեկատվության մշակման հետ կապված խնդիրների լայն շրջանակի վրա: Նման սարքերը մշակվում են SPARC-ի, Intel-ի, Motorola-ի, IBM-ի և այլ ընկերությունների կողմից։
Մասնագիտացված միկրոպրոցեսորները, որոնց բնութագրերն ու կառուցվածքը հիմնված են հզոր կարգավորիչների վրա, իրականացնում են թվային և անալոգային ազդանշանների մշակման և փոխակերպման բարդ ընթացակարգեր։ Սա շատ բազմազան հատված է՝ կազմաձևման հազարավոր տեսակներով: Այս տեսակի MP կառուցվածքի առանձնահատկությունները ներառում են մեկ բյուրեղի օգտագործումը որպես կենտրոնական պրոցեսորի հիմք, որն, իր հերթին, կարող է ինտերֆեյս ունենալ մեծ թվով ծայրամասային սարքերի հետ: Դրանց թվում են մուտքային/ելքային միջոցները, ժմչփերով բլոկները, ինտերֆեյսները, անալոգային թվային փոխարկիչները։ Կիրառվում է նաև մասնագիտացված սարքերի միացում, ինչպիսիք են բլոկները՝ զարկերակային լայնության ազդանշաններ ստեղծելու համար: Ներքին հիշողության օգտագործման շնորհիվ նման համակարգերը ունեն փոքր քանակությամբ օժանդակ բաղադրիչներ, որոնք ապահովում են գործողությունըմիկրոկառավարիչ.
Միկրոպրոցեսորի բնութագրեր
Օպերացիոն պարամետրերը սահմանում են սարքի առաջադրանքների շրջանակը և բաղադրիչների շարքը, որոնք, սկզբունքորեն, կարող են օգտագործվել որոշակի միկրոպրոցեսորային կառուցվածքում: MP-ի հիմնական բնութագրերը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ՝
- Ժամացույցի հաճախականություն. Ցույց է տալիս տարրական գործողությունների քանակը, որոնք համակարգը կարող է կատարել 1 վայրկյանում: և արտահայտվում է ՄՀց-ով: Չնայած կառուցվածքային տարբերություններին՝ տարբեր պատգամավորներ հիմնականում կատարում են նմանատիպ առաջադրանքներ, սակայն յուրաքանչյուր դեպքում դա պահանջում է անհատական ժամանակ, որն արտահայտվում է ցիկլերի քանակով։ Որքան հզոր է պատգամավորը, այնքան ավելի շատ պրոցեդուրաներ կարող է կատարել մեկ ժամանակային միավորի ընթացքում:
- Լայնություն. Բիթերի քանակը, որոնք սարքը կարող է միաժամանակ կատարել: Բաշխել ավտոբուսի լայնությունը, տվյալների փոխանցման արագությունը, ներքին ռեգիստրները և այլն:
- Քեշի հիշողության ծավալը: Սա միկրոպրոցեսորի ներքին կառուցվածքում ներառված հիշողությունն է և միշտ աշխատում է սահմանափակ հաճախականություններով: Ֆիզիկական պատկերում սա բյուրեղ է, որը տեղադրված է հիմնական MP չիպի վրա և միացված է միկրոպրոցեսորային ավտոբուսի միջուկին:
- Կազմաձևում: Տվյալ դեպքում խոսքը հրամանների կազմակերպման և հասցեավորման մեթոդների մասին է։ Գործնականում, կոնֆիգուրացիայի տեսակը կարող է նշանակել միաժամանակ մի քանի հրամանների կատարման գործընթացները, MP-ի աշխատանքի ռեժիմներն ու սկզբունքները և հիմնական միկրոպրոցեսորային համակարգում ծայրամասային սարքերի առկայությունը::
Միկրոպրոցեսորի ճարտարապետություն
Մեծ հաշվով պատգամավորը ունիվերսալ էտեղեկատվական պրոցեսոր, բայց դրա գործունեության որոշ ոլորտներում հաճախ պահանջվում են հատուկ կոնֆիգուրացիաներ իր կառուցվածքի կատարման համար: Միկրոպրոցեսորների ճարտարապետությունը արտացոլում է որոշակի մոդելի կիրառման առանձնահատկությունները՝ առաջացնելով համակարգում ինտեգրված ապարատային և ծրագրային ապահովման առանձնահատկությունները: Մասնավորապես, մենք կարող ենք խոսել տրամադրված ակտուատորների, ծրագրի ռեգիստրների, հասցեավորման մեթոդների և հրահանգների հավաքածուների մասին:
ՄՊ-ի ճարտարապետության և գործառույթների ներկայացման ժամանակ նրանք հաճախ օգտագործում են սարքի դիագրամներ և հասանելի ծրագրային ռեգիստրների փոխազդեցություն, որոնք պարունակում են հսկիչ տեղեկատվություն և օպերանդներ (մշակված տվյալներ): Հետևաբար ռեգիստրի մոդելում կա սպասարկման ռեգիստրների խումբ, ինչպես նաև ընդհանուր նշանակության օպերանդներ պահելու սեգմենտներ։ Դրա հիման վրա որոշվում են ծրագրերի կատարման եղանակը, հիշողության կազմակերպման սխեման, աշխատանքի ռեժիմը և միկրոպրոցեսորի բնութագրերը։ Ընդհանուր նշանակության պատգամավորի կառուցվածքը, օրինակ, կարող է ներառել ծրագրի հաշվիչ, ինչպես նաև համակարգի գործունեության ռեժիմների կարգավիճակի և վերահսկման գրանցիչներ: Սարքի աշխատանքի ընթացքը ճարտարապետական կոնֆիգուրացիայի համատեքստում կարող է ներկայացվել որպես ռեգիստրի փոխանցումների մոդել, որը տրամադրում է հասցեավորում, ընտրելով օպերանդներ և հրահանգներ, փոխանցում արդյունքներ և այլն: Տարբեր հրահանգների կատարումը, անկախ հանձնարարությունից, կազդի կարգավիճակի վրա: ռեգիստր, որի բովանդակությունը արտացոլում է պրոցեսորի ներկայիս վիճակը:
Ընդհանուր տեղեկություններ միկրոպրոցեսորների կառուցվածքի մասին
Այս դեպքում կառուցվածքը պետք է հասկանալ ոչ միայն որպես աշխատանքային համակարգի բաղադրիչների ամբողջություն, այլ նաև.նրանց միջեւ կապի միջոցներ, ինչպես նաեւ դրանց փոխազդեցությունն ապահովող սարքեր։ Ինչպես ֆունկցիոնալ դասակարգման դեպքում, կառուցվածքի բովանդակությունը կարող է արտահայտվել երեք բաղադրիչի միջոցով՝ գործառնական բովանդակություն, ավտոբուսի հետ կապի միջոցներ և կառավարման ենթակառուցվածք։
Օպերացիոն մասի սարքը որոշում է հրամանների վերծանման և տվյալների մշակման բնույթը: Այս համալիրը կարող է ներառել թվաբանական-տրամաբանական ֆունկցիոնալ բլոկներ, ինչպես նաև ռեզիստորներ՝ տեղեկատվության ժամանակավոր պահպանման համար, ներառյալ միկրոպրոցեսորի վիճակի մասին տեղեկատվություն: Տրամաբանական կառուցվածքը նախատեսում է 16-բիթանոց ռեզիստորների օգտագործում, որոնք կատարում են ոչ միայն տրամաբանական և թվաբանական պրոցեդուրաներ, այլև հերթափոխի գործողություններ։ Ռեգիստրների աշխատանքը կարող է կազմակերպվել տարբեր սխեմաների համաձայն, որոնք, ի թիվս այլ բաների, որոշում են դրանց հասանելիությունը ծրագրավորողի համար: Առանձին ռեգիստր վերապահված է մարտկոցի փաթեթի ֆունկցիայի համար:
Ավտոբուսային կցորդիչները պատասխանատու են ծայրամասային սարքավորումների միացման համար: Նրանց առաջադրանքների շրջանակը ներառում է նաև հիշողությունից տվյալներ վերցնելը և հրամանների հերթ կազմելը։ Տիպիկ միկրոպրոցեսորային կառուցվածքը ներառում է IP հրամանի ցուցիչ, հասցեի ավելացուցիչներ, սեգմենտային ռեգիստրներ և բուֆերներ, որոնց միջոցով սպասարկվում են հասցեների ավտոբուսների հետ կապերը:
Կառավարման սարքը, իր հերթին, առաջացնում է կառավարման ազդանշաններ, վերծանում է հրամանը, ինչպես նաև ապահովում է հաշվողական համակարգի աշխատանքը՝ թողարկելով միկրոհրամաններ ներքին MP-ի գործողությունների համար։
Հիմնական MP-ի կառուցվածքը
Այս միկրոպրոցեսորի պարզեցված կառուցվածքը ապահովում է երկու գործառույթմասեր:
- Վիրահատարան. Այս միավորը ներառում է կառավարման և տվյալների մշակման հարմարություններ, ինչպես նաև միկրոպրոցեսորային հիշողություն: Ի տարբերություն ամբողջական կոնֆիգուրացիայի, հիմնական միկրոպրոցեսորի կառուցվածքը բացառում է հատվածի ռեգիստրները: Որոշ կատարողական սարքեր միավորված են մեկ ֆունկցիոնալ միավորի մեջ, ինչը նաև ընդգծում է այս ճարտարապետության օպտիմիզացված բնույթը:
- Ինտերֆեյս. Ըստ էության՝ հիմնական մայրուղու հետ կապի ապահովման միջոց։ Այս մասը պարունակում է ներքին հիշողության գրանցամատյաններ և հասցեների ավելացուցիչ:
Ազդանշանի մուլտիպլեքսավորման սկզբունքը հաճախ օգտագործվում է հիմնական պատգամավորների արտաքին ելքային ալիքների վրա: Սա նշանակում է, որ ազդանշանը տեղի է ունենում ընդհանուր ժամանակի փոխանակման ալիքներով: Բացի այդ, կախված համակարգի ընթացիկ աշխատանքային ռեժիմից, նույն ելքը կարող է օգտագործվել տարբեր նպատակների համար ազդանշաններ փոխանցելու համար:
Միկրոպրոցեսորի հրահանգի կառուցվածք
Այս կառուցվածքը մեծապես կախված է MP-ի ֆունկցիոնալ բլոկների ընդհանուր կոնֆիգուրացիայից և փոխազդեցության բնույթից: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ համակարգի նախագծման փուլում ծրագրավորողները սահմանում են գործողությունների որոշակի զանգված կիրառելու հնարավորությունները, որոնց հիման վրա հետագայում ձևավորվում է հրամանների մի շարք: Ամենատարածված հրամանի գործառույթները ներառում են՝
- Տվյալների փոխանցում. Հրամանը կատարում է աղբյուրի և նպատակակետի օպերանդների արժեքների վերագրման գործողություններ: Ռեգիստրները կամ հիշողության բջիջները կարող են օգտագործվել որպես վերջիններս:
- Մուտք-ելք. միջոցովI/O ինտերֆեյսի սարքերը տվյալները փոխանցում են նավահանգիստներ: Միկրոպրոցեսորի կառուցվածքին և ծայրամասային սարքավորումների և ներքին միավորների հետ փոխազդեցությանը համապատասխան՝ հրամանները սահմանում են նավահանգիստների հասցեները։
- Տիպի փոխարկում: Որոշվում են օգտագործվող օպերանդների ձևաչափերը և չափի արժեքները:
- Ընդհատումներ. Այս տեսակի հրահանգը նախատեսված է ծրագրային ապահովման ընդհատումները կառավարելու համար, օրինակ, այն կարող է լինել պրոցեսորի ֆունկցիայի դադարեցում, մինչ I/O սարքերը սկսում են աշխատել:
- Ցիկլերի կազմակերպում. Հրահանգները փոխում են ECX ռեգիստրի արժեքը, որը կարող է օգտագործվել որպես հաշվիչ որոշակի ծրագրային կոդը գործարկելու ժամանակ:
Որպես կանոն, սահմանափակումներ են դրվում հիմնական հրամանների վրա՝ կապված որոշակի քանակությամբ հիշողության հետ աշխատելու, գրանցամատյանները և դրանց բովանդակությունը միաժամանակ կառավարելու հնարավորության հետ:
պատգամավորի կառավարման կառուցվածք
MP կառավարման համակարգը հիմնված է կառավարման միավորի վրա, որը կապված է մի քանի ֆունկցիոնալ մասերի հետ.
- Ազդանշանի սենսոր: Որոշում է իմպուլսների հաջորդականությունը և պարամետրերը՝ դրանք ժամանակին հավասարաչափ բաշխելով ավտոբուսների միջով: Սենսորների աշխատանքի բնութագրերի թվում են գործողությունների կատարման համար անհրաժեշտ ցիկլերի և կառավարման ազդանշանների քանակը:
- Ազդանշանների աղբյուր. Միկրոպրոցեսորի կառուցվածքում կառավարման միավորի գործառույթներից մեկը վերապահված է ազդանշանների առաջացմանը կամ մշակմանը, այսինքն՝ դրանց միացմանը որոշակի ցիկլի ընթացքում կոնկրետ ավտոբուսի վրա:
- Օպերացիոն ծածկագրի ապակոդավորիչ: Կատարում է հրահանգների գրանցամատյանում առկա գործառնական կոդերի վերծանումայս պահին. Ակտիվ ավտոբուսի որոշման հետ մեկտեղ այս ընթացակարգը նաև օգնում է ստեղծել կառավարման իմպուլսների հաջորդականություն:
Կառավարման ենթակառուցվածքում փոքր նշանակություն չունի մշտական պահեստավորման սարքը, որն իր բջիջներում պարունակում է մշակման գործողություններ կատարելու համար անհրաժեշտ ազդանշաններ: Իմպուլսային տվյալների մշակման ժամանակ հրամանները հաշվելու համար կարող է օգտագործվել հասցեի ստեղծման միավոր. սա միկրոպրոցեսորի ներքին կառուցվածքի անհրաժեշտ բաղադրիչն է, որը ներառված է համակարգի ինտերֆեյսի միավորում և թույլ է տալիս կարդալ հիշողության ռեգիստրների մանրամասները: ազդանշաններով ամբողջությամբ։
Միկրոպրոցեսորի բաղադրիչներ
Ֆունկցիոնալ բլոկների մեծ մասը, ինչպես նաև արտաքին սարքերը, կազմակերպված են իրենց և կենտրոնական միկրոշրջան MP-ի միջև ներքին ավտոբուսի միջոցով: Կարելի է ասել, որ սա սարքի հիմնական ցանցն է՝ ապահովելով համապարփակ հաղորդակցման կապ։ Մեկ այլ բան այն է, որ ավտոբուսը կարող է պարունակել նաև տարբեր ֆունկցիոնալ նպատակների տարրեր, օրինակ՝ տվյալների փոխանցման սխեմաներ, հիշողության բջիջների փոխանցման տողեր, ինչպես նաև տեղեկատվության գրելու և կարդալու ենթակառուցվածք: Ավտոբուսի բլոկների միջև փոխազդեցության բնույթն ինքնին որոշվում է միկրոպրոցեսորի կառուցվածքով: MP-ում ներառված սարքերը, բացի ավտոբուսից, ներառում են հետևյալը՝
- Թվաբանական տրամաբանական միավոր. Ինչպես արդեն նշվեց, այս բաղադրիչը նախատեսված է տրամաբանական և թվաբանական գործողություններ կատարելու համար: Այն աշխատում է ինչպես թվային, այնպես էլ նիշերի տվյալների հետ:
- Կառավարման սարք. Պատասխանատու էհամակարգումը ՄՏ-ի տարբեր մասերի փոխազդեցության մեջ: Մասնավորապես, այս բլոկը առաջացնում է կառավարման ազդանշաններ՝ ժամանակի որոշակի կետերում դրանք ուղղելով մեքենայական սարքի տարբեր մոդուլներ։
- Միկրոպրոցեսորային հիշողություն. Օգտագործվում է տեղեկատվության գրանցման, պահպանման և թողարկման համար: Տվյալները կարող են կապված լինել ինչպես աշխատող հաշվողական գործողությունների, այնպես էլ մեքենան սպասարկող գործընթացների հետ:
- Մաթեմատիկական պրոցեսոր. Այն օգտագործվում է որպես օժանդակ մոդուլ՝ բարդ հաշվողական գործողություններ կատարելիս արագությունը մեծացնելու համար:
Համապրոցեսորային կառուցվածքի առանձնահատկությունները
Նույնիսկ տիպիկ թվաբանական և տրամաբանական գործողություններ կատարելու շրջանակներում պայմանական պատգամավորի կարողությունը բավարար չէ. Օրինակ, միկրոպրոցեսորը չունի լողացող կետով թվաբանական հրահանգներ կատարելու հնարավորություն։ Նման առաջադրանքների համար օգտագործվում են կոպրոցեսորներ, որոնց կառուցվածքը նախատեսում է կենտրոնական պրոցեսորի համադրություն մի քանի պատգամավորների հետ։ Միևնույն ժամանակ, սարքի աշխատանքի տրամաբանությունն ինքնին հիմնարար տարբերություններ չունի թվաբանական միկրոսխեմաների կառուցման հիմնական կանոններից։
Համապրոցեսորները կատարում են բնորոշ հրամաններ, բայց սերտ փոխազդեցության մեջ կենտրոնական մոդուլի հետ: Այս կոնֆիգուրացիան ենթադրում է հրամանների հերթերի մշտական մոնիտորինգ բազմաթիվ տողերում: Այս տեսակի միկրոպրոցեսորի ֆիզիկական կառուցվածքում թույլատրվում է օգտագործել անկախ մոդուլ՝ մուտք-ելք ապահովելու համար, որի առանձնահատկությունն է նրա հրամաններն ընտրելու հնարավորությունը։ Այնուամենայնիվ, որպեսզի նման սխեման ճիշտ աշխատի, կոպրոցեսորները պետք է հստակ սահմանեն հրահանգների ընտրության աղբյուրը,մոդուլների միջև փոխգործակցության համակարգում:
Խիստ զուգակցված կոնֆիգուրացիայով միկրոպրոցեսորի ընդհանրացված կառուցվածքի կառուցման սկզբունքը նույնպես կապված է կոպրոցեսորային սարքի հայեցակարգի հետ։ Եթե նախորդ դեպքում մենք կարող ենք խոսել անկախ I/O բլոկի մասին՝ հրամանների սեփական ընտրության հնարավորությամբ, ապա խիստ զուգակցված կոնֆիգուրացիան ներառում է անկախ պրոցեսորի կառուցվածքում ընդգրկում, որը վերահսկում է հրամանների հոսքերը:
Եզրակացություն
Միկրոպրոցեսորների ստեղծման սկզբունքները քիչ փոփոխություններ են կրել առաջին հաշվողական սարքերի հայտնվելուց հետո: Փոխվել են ռեսուրսների աջակցության բնութագրերը, ձևավորումները և պահանջները, ինչը արմատապես փոխել է համակարգիչը, բայց ընդհանուր հայեցակարգը ֆունկցիոնալ բլոկների կազմակերպման հիմնական կանոններով մեծ մասամբ մնում է նույնը: Այնուամենայնիվ, միկրոպրոցեսորների կառուցվածքի զարգացման ապագայի վրա կարող է ազդել նանոտեխնոլոգիան և քվանտային հաշվողական համակարգերի հայտնվելը: Այսօր նման ոլորտները դիտարկվում են տեսական մակարդակով, սակայն խոշոր կորպորացիաները ակտիվորեն աշխատում են նորարարական տեխնոլոգիաների վրա հիմնված տրամաբանական նոր սխեմաների գործնական կիրառման հեռանկարների վրա։ Օրինակ, որպես ՄՏ-ի հետագա զարգացման հնարավոր տարբերակ, չի բացառվում մոլեկուլային և ենթաատոմային մասնիկների օգտագործումը, և ավանդական էլեկտրական սխեմաները կարող են իրենց տեղը զիջել ուղղորդված էլեկտրոնների պտույտի համակարգերին։ Սա հնարավորություն կտա ստեղծել սկզբունքորեն նոր ճարտարապետությամբ միկրոսկոպիկ պրոցեսորներ, որոնց կատարումը շատ անգամ կգերազանցի այսօրվանը։ԱԺ պատգամավոր.
