МИКРОПРОТСЕССОР

Микропротсессор – сахтафзори марказии компютер ба ҳисоб меравад. Маҳз ба воситаи он тамоми амалиёти вобаста ба коркарди иттилоот ва идоракунии ҷузъу томҳои компютер амалӣ гардонида мешавад. Протсессорҳои муосири компютерҳои фардӣ дар шакли чип (chip – микросхема, кристалл) истеҳсол карда мешаванд. Азбаски андозаи онҳо бисёр ҳам хурд аст, бинобар он онҳоро одатан микропротсессор ё протсессори марказӣ (CPU – Central Processing Unit) ном мебаранд.

Микропротсессор нақшаи электронии начандон калон буда, иҷрои амалҳои арифметикӣ-мантиқӣ, ҳалли масъалаҳои коркарди иттилоот ва идораи тамоми сахтафзори ба компютер насбгардидаро ба уҳда дорад.

Микропротсессори аввалинро соли 1971 ширкати Intel сохтааст. То имрӯз намунаҳои гуногуни микропротсессорҳо рӯи кор омадааст. Дар компютерҳои фардии муосир бештар дастовардҳои истеҳсолии ширкатҳои Intel ва AMD мавриди истифода қарор дода шудааст. КФ IBM PC ба ғайр аз микропротсессорҳои ин ширкатҳо инчунин аз микропротсессорҳои ширкатҳои Cyrix ва IBM низ истифода мебарад.

Сохтори микропротсессор шакли микросхемаи азими интегралиро мемонад. Калимаи «азим» ифодагари андозаи микропротсессор нест. Он ифодагари миқдори қисматҳои (занҷирҳои) электронии дар тахтаи кристаллӣ насбгардида мебошад. Миқдори чунин қисматҳо якчанд миллионро ташкил дода метавонад. Мукаммалшавии технологияҳои истеҳсолӣ имконият медиҳад, ки қисматҳои электронӣ ҳаҷман боз ҳам хурдтар ва миқдори онҳо дар тахтаи кристаллӣ боз ҳам зиёдтар карда шаванд. Аз ҳисоби ин омил суръати амалиётгузаронӣ ва эътимоднокии микропротсессорҳо мутаносибан афзоиш меёбанд. Микропротсессор ба платаи системавии компютер ба воситаи васлаку ҷудокунаки (socket – разъём) махсус насб мегардад.

Микропротсессор аз блокҳои зерин иборат аст:

• блоки арифметикӣ-мантиқӣ;
• блоки идорӣ;
• ҷузъҳои хотира.

Протсессор тибқи дастурҳои корбари компютер ба таври худкор ва бо суръати бениҳоят баланд аз хотираи беруна ёфта гирифтани барномаҳои зарурӣ, ба хотираи фаврии компютер ҷойгир кардани онҳо, рамзгузорӣ кардани дастуру фармонҳои ин барномаҳо ва иҷрои онҳоро таъмин менамояд. Пас аз анҷоми кори барномаҳо онҳоро аз хотираи фаврӣ озод менамояд ва мунтазири дастурҳои навбатии корбар мегардад. Ҳамин гуна амалҳоро протсессор то гирифтани дастури корбар оид ба анҷоми кори компютер такрор менамояд.

Нишондиҳандаи муҳими протсессор ин маҳсулнокии он ба ҳисоб меравад, ки вай зудкории мутлақи компютерро нишон медиҳад.

Зудкории компютер (суръати иҷроиш, зудии зарбаи протсессор) –миқдори амалҳои одитарине мебошад, ки протсессори он дар зарфи як сония иҷро мекунад.

Воҳидҳои ченаки зудкории микропротсессор (компютер):

• MIPS (Million Instructions Per Second) – миллионҳо амал дар як сония;
• FLOPS (Floating-Point Operations per Second) – амалҳо бо нуқтаи лағжон дар як сония;
• MFLOPS (Million Floating-Point Operations Per Second) – миллионҳо (10⁶) амал бо нуқтаи лағжон дар як сония;
• GFLOPS (Billion Floating-Point Operations per Second) – гигафлопс, миллиардҳо (10⁹) амал бо нуқтаи лағжон дар як сония. Барои ченкунии маҳсулнокии кори протсессори абаркомпютер истифода мешавад. Соли 1985 ба қайд гирифта шудааст;
• TFLOPS (Trillion Floating-Point Operations per Second) – терафлопс, триллионҳо (10¹²) амал бо нуқтаи лағжон дар як сония. Соли 1997 ба қайд гирифта шудааст.

Маҳсулнокии протсессори компютер дар навбати худ аз ду нишондиҳандаи дигар – зудии зарба ва разряднокии он вобастагӣ дорад.

Зудии зарбаи (такти кории) протсессор иқтидори компютерро ифода мекунад. Такт – фосилаи вақти байни ду импулси ҳамсояи протсессор мебошад. Зудии зарбаи протсессор – миқдори тактҳои он дар як сония аст.

Воҳиди ченаки такти кории протсессор гертс (гс) буда, зудии он бо мегагертс (1Мгс=10⁶гс) ва гигагертс (1Ггс=10⁹гс) чен карда мешавад.

Баҳодиҳӣ ба зудкории компютер амали тақрибӣ аст, махсусан дар ҳоли ҳозир, ки компютерҳои бисёрпротсессора мавриди истифода қарор гирифтаанд. Зудкории компютерро аз рӯи қимати зудии зарбаи протсессори он баҳо медиҳанд: масалан, 200МГс, 1.5ГГс, 3ГГс ва ғайра. Вобаста ба навъи микропротсессор барои иҷрои як амал дар компютер миқдори муайяни зарбаҳо (тактҳо) иҷро мегарданд. Масалан, протсессори зудкориаш 600МГс то 300млн амалро дар 1 сония (300 MIPS) иҷро карда метавонад.

Амсилаҳои якхелаи микропротсессорҳо метавонанд аз ҳамдигар бо зудии зарбаашон фарқ кунанд. Ҳар қадар такти кории протсессор зиёд бошад, ҳамон қадар давомнокии иҷрои амалҳо кам мешавад ва мутаносибан маҳсулнокии компютер зиёд мегардад. Масалан, иқтидори микропротсессори Pentium бо зудии зарбаи 75Мгс аз худи ҳамон амсилаи Pentium бо зудии зарбаи 200Мгс тақрибан дуним маротиба камтар аст. Компютерҳои муосир метавонанд садҳо миллион ва ҳатто миллиардҳо амалҳои одитаринро дар як сония иҷро намоянд. Зудии зарбаи микропротсессорро дар санадҳо бевосита пас аз номаш нишон медиҳанд. Масалан, CPU – Intel® Core(TM) i5-2450M, 2.50GHz.

Аз байни ду микропротсессори амсилаҳояшон гуногуни зудии зарбаашон якхела ҳамонаш пуриқтидортар аст, ки амсилааш навтар бошад. Амсилаҳои гуногун як амалро (масалан, ҷамъ ё тақсимро) бо миқдори гуногуни зарбаҳо иҷро менамоянд. Масалан, амсилаҳои нисбатан куҳнашудаи Intel Pentium/133 аз Intel-80486/133 ва Intel-80486/133 аз Intel-80386DX/133 тақрибан ду маротибагӣ зудтар кор мекунанд.

Разряднокии протсессор андозаи минималии ҳиссаи иттилоот аст, ки онро протсессор дар як такт коркард менамояд. Ин гуна ҳиссаи иттилоотро калимаи мошинӣ мегӯянд. Калимаи мошинӣ бо ёрии пайдарпайии разрядҳои дуӣ (битҳо) дода мешавад. Протсессорҳо вобаста аз намудашон метавонанд разряднокии 8, 16, 32 ва 64-бита дошта бошанд. Бо зиёдшавии разряднокии протсессор мувофиқан ҳаҷми коркарди иттилоот низ дар як такти он меафзояд ва аз ин рӯ, вай бо ҳаҷми калонтари иттилооти хотира кор карда метавонад.

Масалан, разряднокии микропротсессорҳои аввалини ширкати Intel ба 4 бит ва такти кориашон ба 108Кгс баробар буд, ки ин нишондиҳандаҳо ба онҳо имконияти танҳо бо 640 байти хотираи фаврӣ кор карданро муҳайё сохта метавонистанду халос. Разряднокии микропротсессорҳои муосир бошад ба 64 бит ва такти кориашон ба даҳҳо гигагертс баробар аст. Албатта ин нишондиҳандаҳо ва имкониятҳои микропротсессорҳо ҳади охирони онҳо нест.

Амсилаҳои муосири микропротсессорҳо қобилияти беандоза баланди ҳисоббарорӣ доранд. Вале барои ҳисоббарориҳои баъзе синфи масъалаҳои математикӣ ва муҳандисӣ, хусусан ҳангоми истифодаи ададҳои ҳақиқӣ, микропротсессорҳои пуриқтидортар ё микропротсессорҳои иловагии сопротсессор номидашаванда зарур аст.

Сопротсессор – протсессори иловагие мебошанд, ки барои ҳалли масъалаҳои махсус пешбинӣ шудааст.

Масалан, сопротсессори математикӣ дар ҳалли масъалаҳои мураккаби риёзӣ ба протсессори марказӣ ёрӣ мерасонад.

Ҳамин тариқ, усули асосии пешбурд ва навсозии микропротсессорҳо то ҳол зиёд намудани такти корӣ ва разряднокии онҳо ҳисобида мешуд. Акнун барои вусъат додани маҳсулнокии кори компютер истифодаи якчанд микропротсессорро ба роҳ монда истодаанд.