3. Kompyuter processorlaríníń dúzilisleri

3.1. Kompyuter processorlarınıń dúzílíslerí hám olardıń qanday íslewín úyreníw basqıshları

Kompyuter arxítekturasın úyreníwde, kompyuter processorınıń dúzílísí de onıń qalay íslewín túsíníw úlken áhmíyetke íye táreplerínen bírí esaplanadı. Sonıń ushın usı baptı kompyuter processorlarınıń dúzílíslerí hám olardıń qalay íslewlerín tolıq kóríp ótíwge háreket qıldıq. Kóríp shıǵıw ushın, bíz Intel processorları shańaraǵına tíyíslí bolǵan, sóz uzınlıǵı 8, 16 hám 32-razryadqa teń bolǵan tómendegí processorlardı tańlap aldıq.

1. Intel 8080 (K580BM80) – 8 razryadlı processor;

2. Intel 8088 – 16 razryadlı processor;

3. Pentium 4 – 32 razryadlı processor.

Zamanagóy kompyuterler processorlarınıń dúzílíslerí hám olardıń qalay íslewlerín úyreníw quramalı process ekenlígín esapqa alǵan halda, usı temaǵa baylanıslı tíykarǵı túsíníkler hám táreplerdí aldın, 8-razryadlı processor hám onıń tíykarında qurılǵan kompyuterdíń qalay dúzílgenlígí hám qalay íslewín tolıq kóríp shıǵıw menen baslaymız. Túsíndíríwler processínde, joqarıda sanap ótílgen processorlardı óz-ara salıstırıwlar tíykarında, olardıń dúzílísleríne hám íslew prínсíplеrínе qanday ózgerísler kírítíp barılıp atırǵanlıǵı hámde usı ózgerísler nátíyjesínde nelerge erísílgenlígí haqqında da maǵlıwmatlar keltíríp barıladı.

Házírgí kúnde kompyuterdíń qalay dúzílgenlígí hám qalay íslewín, yaǵnıy kompyuter arxítekturasın úyreníwge tíykarlanǵan bír neshe oqıw elektron stendler íslep shıǵılǵan, bunday stendlerge mısal etíp - UMPK-80, 8088 trasserí hám Рер8 sıyaqlı elektron stendlerdí keltíríw múmkín. Bul oqıw stendler járdemínde sáykes halda – 8, 16 hám 32-razryadlı processorlardıń hám olar tíykarında qurılǵan kompyuterlerdíń dúzílíslerí hám qalay íslewlerín úyreníw ímkaníyatları bar.

Kópshílík oylaǵanınday kompyuter arxítekturası pánín úyreníwdí, házírgí kúnde íslep shıǵaríp atırǵan eń zamanagóy kompyuterlerdíń dúzílíslerí hám olardíń qalay íslewlerí menen ámelge asırıp bolmaydı. Sebebí, usı kompyuterler hám olardıń processorları bír qansha quramalı dúzílíslerge íye esaplanadı. Sonıń ushın zamanagóy kompyuter arxítekturasın úyreníwden aldın 8 hám 16 razryadlı kompyuterlerdíń qalay dúzílgenlígí hám qalay íslewín kóríp shıǵıw kerek boladı.

Zamanagóy kompyuterler arxítekturasın úyreníw ushın usı oqıw qollanbada tap sonday Intel 8080, Intel 8088 hám Pentium 4 processorları tíykarında íslep shıǵılǵan kompyuterler tańlap alınǵanlıǵın 3.1-kestede Intel processorları shańaraǵına tíyíslí processorlar hám olardıń korsetkíshlerí tíykarında da ańlatıp ótemíz.

Mısalı: Intel Core i7 processorınıń xarakterístíkalarınan bírí bolǵan, onda qollanılǵan tranzístorlardıń sanı 1 160 000 000 dana ekenlígí, usı processordıń qanshellí quramalı dúzílíske íye ekenlígín ańlatadı. Onıń hám onnan aldın íslep shıǵarılǵan 32 razryadlı processorlardıńda qanshellí quramalı dúzílíslerge íye ekenlíklerín 3.1-kestede keltírílgen, olardı xarakterlewshí túsíndírmelerden túsíníp alıw múmkín.

Házírgí kúnde íslep shıǵarılıp atırǵan processorlarǵa tíyíslí bolǵan – konveyer, gíperaǵımlı, qosımsha SSE buyrıqlar , kóp yadrolı hám íntegracíyalanǵan grafík processor sıyaqlı sózlerdíń mánísín túsíníw ushın, aldın olardıń eń bírínshí modellerí bolǵan processorlar qalay dúzílgen hám qanday etíp jetílístírílíp barılǵanlıǵın qısqasha túsíndíríwler tíykarında bolsada, túsíníp alıw durıs boladı dep esaplaymız.

3.1-keste. Intel processorlarınıń shańaraǵı

Míkro-sxema	Íslep shıǵarılǵan jılı	Takt jíyílígí, MHz	Tranzístorlardıń sanı	Yad kólemí	Túsíndírme
4004	1971	0,108	2 300	640 bayt	Míkrosxema jaylastırılǵan bírínshí míkroprocessor
8008	1972	0,08	3 500	16 Kbayt	Bírínshí 8 razryadlı míkroprocessor
8080	1974	2	6 000	64 Kbayt	Míkrosxemaǵa jaylastírílǵan bírínshí kop maqsetlí processor
8086	1978	5 - 10	29 000	1 Mbayt	Míkrosxemaǵa jaylastırılǵan bírínshí kóp maqsetlí 16 razryadlı processor
8088	1979	5 - 8	29 000	1 Mbayt	ÍBM PC jeke kompyuterínde ísletílgen processor
80286	1982	8 - 12	134 000	16 Mbayt	Qorǵalǵan yadqa íye processor
80386	1985	16 - 33	275 000	4 Gbayt	Bírínshí 32 razryadlı processor
80486	1989	25 - 100	1 200 000	4 Gbayt	8 Kbaytlı kesh yadqa íye processor
Pentium	1993	60-223	3 100 000	4 Gbayt	Ekí konveyrge íye processor
Pentium Pro	1995	150 - 200	5 500 000	4 Gbayt	Ekí qaddí kesh yadqa íye processor
Pentium ÍÍ	1997	233 - 400	7 500 000	4 Gbayt	Pentium Pro Plus ММХ buyrıqlarına íye processor
Pentium ÍÍÍ	1999	650 - 1400	9 500 000	4 Gbayt	Úsh ólshemlí grafík maǵlıwmatlardı operatív íslewshí SSE buyrıqlarǵa íye processor
Pentium 4	2000	1300 - 3800	42 000 000	4 Gbayt	Gíperaǵımlılıq, qósımsha SSE buyrıqlarǵa íye processor
Core Duo	2006	1600 - 3200	152 000 000	2 Gbayt	Bír tíykarǵa ekí yadro jaylastırılǵan processor
Core	2006	1200 - 3200	410 000 000	64 Gbayt	64 razryadlı 4-dana yadrolí arxítektura
Core í7	2011	1100 - 3300	1 160 000 000	24 Gbayt	Bírlestírílgen grafík processor

Oqıw qollanbada dáslep úyreníw ushın tańlap alınǵan bírínshí processor – Intel 8080 processorí kóp maqsetler ushın arnalǵan bírínshí processor esaplanadı, onıń quramında barlıǵı bolıp 6000-dana tranzístordan paydalanılǵan.

Tańlap alınǵan processorlardın’ ekínshísí – Intel 8088 processorı tíykarında, házírgí kúnde keń tarqalǵan jeke kompyuterlerdíń dáslepkísí esaplanǵan hám MS DOS operacíon sísteması tíykarında íslegen IBM PC jeke kompyuterí íslep shıǵılǵan edí. Usí processordıń quramında 29 000 dana tranzístor bolıp, Intel 8088 processorı ushın íslep shıǵılǵan programmalar, Intel Core i7 processorında da íslewí múmkín, yaǵnıy olardıń íshkí dúzílíslerí bír-bíríne uqsaydı. Basqasha etíp aytqanda, bul – Intel Core i7 procesorı tek ǵana 32 razryadlı, bálkím 16 hám 8 razryadlı maǵlıwmatlar ústínde de ámellerdí orınlay aladı degení boladı (rus tílínde bul – совместимость dep ataladı).

Tańlap alınǵan processorlardıń úshínshísí bolǵan – Pentium 4 processorı 32-razryadlı processorlardıń bír qansha jetílískení esaplanadı. Pentium 4 processorı onnan keyín íslep shıǵarılǵan processorlarǵa qaraǵanda ápíwayı bolıwına qaramay, házírgí 32 hám 64 razryadlı processorlardıń kóplegen qásíyetlerín ózínde sáwlelegen processor esaplanadı. Usı processor quramında 42 000 000 dana tranzístor qollanılǵan.

Joqarıda aytıp ótílgeníndey usı kítapta, aldın ala Intel 8080 processorınıń analogı esaplanǵan, sóz uzınlıǵı 8 razryadqa íye bolǵan K580BM80 processorı tíykarında qurılǵan «oqıw kompyuterí» - UMPK-80 (rus tílínde - учебный микропроцессорный комплект) elektron stendí tíykarında, 8-razryadlı processordıń dúzílísí hám onıń qalay íslewín tolıq kóríp shıǵamız. UMPK-80 elektron stendí bul típtegí processorlar hám olar tíykarında qurılǵan kompyuterlerdíń dúzílísín hám qalay íslewín úyreníwdí bír qansha jeńílletetuǵın kóríníste íslep shıǵarılǵan. Usı «oqıw kompyuter»dí úyreníw menen bíz, házírgí kúnde – sanaat, medícína, televídeníya hám basqa kóplegen tarawlarda, hámde kúndelík turmıs ushın íslep shíǵarılıp atırǵan hár túrlí turmıs texníkası ásbaplarında, qollanılıp atırǵan míkrokontroller hám olar tíykarında qurılıp atırǵan ornatılǵan sístemalar qalay dúzílgenlígí hám qalay íslewí haqqında kóz qarasqa íye bolamız. Míkrokontrollerdíń kóplegen xarakterístíkaları, tap sonday aldınǵı 8 razryadlı kompyuterlerdíń xarakterístíkalarına bír qansha jaqın esaplanadı.