Сандық машиналардың арифметикалық және логикалық негіздерін талдап көрсетіңіз

Микропроцессор немесе орталық процессор (Central Processing Unit) дербес компьютердің ең негізгі бөлігі. Оны дербес компьютердің «миы» деп те атайды. Микропроцессор – көптеген жартылай өткізгішті элементтерден тұратын және компьютерде барлық есептеулер мен ақпаратты өңдеу жұмыстарын орындайтын электрондық микросхема. 2.Микропроцессор даму тарихы Электрондық есептеуіш техниканың тарихында ЭЕМ-ды кезеңдерге бөлудің өзіндік ерекшелігі бар. ЭЕМ-нің даму кезеңдері жасау кезінде пайдаланылған физикалық элемент бойынша анықталатын физика-технологиялық қағидаға негізделді. Дегенмен, кезеңдердің дәл уақытын көрсету өте қиын, өйткені машинаны жобалау, құрастыру жұмыстары тарихта анықталған уақыттан әлдеқайда бұрын басталады. Сол себепті тарихи кезеңдер машиналардың өндіріске енуімен байланысты деп түсінеміз. Электрондық есептеуіш техникасының элементтік базасының даму кезеңдері Кезең Элементтік база Жылдамдық Қолдану I(1946 - 1959) Электрондық шамдар секундына 10 - 20 мың операция Математикалық есептеулер II(1960 - 1969) Жартылай өткізгіш секундына 100 - 500 мың операция Инженерлік, ғылыми, экономикалық есептер III(1970 - 1979) Интегралдық микросхема секундына шамамен 1млн. операция АБЖ, АЖЖ, ғылыми-техникалық есептер IV(1980 – ж.ғ.) Үлкен интегралдық схема, микропроцессор секундына шамамен он және жүз млн. операция Басқару, коммуникация, АЖО, мәтін мен графиканы өңдеу

Микропроцессор құрылымы:

1.Басқару құрылғысы - барлық машина құрылғыларына қажетті уақытта басқару сигналдарын жеткізіп басқарып отырады.

2. Арифметика-логикалық құрылғысы - сандық және символдық ақпараттардың барлық арифметикалық және логикалық операцияларын орындап отырады.

3. Микропроцессорлық жад (регистр) – қысқа уақытты ақпараттарға арналған.

4. КЭШ жады– микропроцессор мен жедел жад арасындағы жұмыс істеу жылдамдығын арттыратын есте сақтау құрылғысы. Микропроцессордың іс әрекеті Процессордың сипаттамасын тактілік жиілігі мен разрядтығы айқындайды. Жұмыс барысында процессор нақты бөлінген уақыт бірлігінде, яғни бір уақыт аралығында – тактте (оқу, жазу, екі санды қосу сияқты) белгілі операцияларды орындайды. Бір тактіге неғұрлым аз уақыт кетсе немесе процессордың тактілік жиілігі жоғары болса, ақпартты өңдеу соғұрлым жылдам болатыны анық. Процессордың тактілік жиілігі мегагерцпен өлшенеді. 1МГц тактілік жиілік процессордың секундына бір миллион қарапайым операция орындауына парапар. Pentium процессорларының тактілік жиілігі қазір 600 МГц деңгейіне жетеді.

2. Хабарлама немесе сигнал деп кейбір материалдық тұрғыда жүзеге асырылған ақпарат. Өзгеретін шама (функция) уақыттың нақты мәндерінде орын алуы мүмкін кезде, сигналдар аналогты (үздіксіз) немесе дискретті (сандық) болуы мүмкін. Сандық сигналдар тек 1 және 0 сандарының тізбегінен тұрады. Оларды логикалық деп атайды. Себебі осындай екілік сигналдармен жұмыс жасау ережелерін бекітетін, логика алгебрасы деп аталатын, математиканың бөлімі бар. Сандық сигналдарды өңдеу әдістері және сәйкес келетін құралдар мен жүйелер сандық немесе логикалық деп аталады. Сигналдарды екі түрде көрсетуге болады: потенциалды және импульсты. Бірінщі жағдайда ең үлкен физикалық шама, мысалы, кернеуге логикалық 1 сәйкес келеді, ал ең кіші шамаға – логикалық 0 (оң логика), егер керісінше болса, онда теріс логика орын алады. Екінші жағдайда белгілі бір уақытта импульстің пайда болуы логикалық 1 cәйкес келеді, ал оның болмауы – логикалық 0-ге. Ең көп тараған сандық құралдар - сандық сигналдарды потенциалды түрде көрсетуді қолданатын, әсіресе оң логиканы, сандық микросұлбалар түрінде жүзеге асырылған сандық құралдар.

Сандық техника екілік санау жүйесін қолданады, себебі тек екілік түрде көрсетілген сандарды өңдейді. Бірақ екілік сандарды микропроцессорлық техникада қысқа түрде жазу үшін сегіздік және он алтылық санау жүйелерін қолданады.