Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Merkezî işlem birimi tasarımı bilgisayarın temel bileşenlerinden birisi olan Merkezî işlem birimini (MİB) etkin kullanmayı yönelik bir tasarımdır. MİB bilgisayar donanımının temel bileşenlerinden birisidir. İşlemcisi olmayan bir bilgisayar düşünülemez. Bu yüzden işlemcinin tasarımı ne kadar iyi olursa sistem de o derece hızlı olacaktır. İşlemciyi hızlandırmanın değişik yolları vardır. Bunlardan bazıları:
- Buyrukların paralel çalışmasını sağlamak
- Çok vuruşluk işlemciler kullanmak
- Boru hattı kullanmak
- Çoklu işleme kullanmak
şeklinde sıralanabilir. İşlemcinin hızlandırılmasında asıl önemli unsur süresini azaltmaktır. İşlemci hızlarını karşılaştırırken bakmak yanıltıcı olabilir. Örneğin, 2 GHz'lik saati olan bir işlemci ile 2.5 GHz'lik saati olan bir işlemci aynı programı eşit sürede çalıştırabilirler.
MİB tasarımını demek, ayrıca şu birimlerin tasarımıyla da ilgilenmek demektir:
Tasarım ilkeleri
Bir işlemci tasarlanırken aşağıdaki temel ilkeler kullanılır:
- Yalınlık düzenden gelir
- Küçük olan hızlıdır
- İyi tasarım ödünleşme ister
- Olağan durumu hızlandır
Yalın bir işlemci hızlıdır. İşlemcinin karmaşıklığı arttıkça işlemci yavaşlayacaktır. Çok büyük bir işlemcide veri iletimi daha uzun sürecektir, yani küçük işlemci hızlıdır. İşlemcide yapılacak bir takım iyileştirmeler sistemi hızlandırabilir, bu değişikliği yapmak için yapılan fedakârlık ise yavaşlatabilir. Olağan bir durumu (mesela sürekli işlenen bir buyruğu) hızlı çalışır hale getiren bir değişiklik işlemcinin başarımını arttırabilir.
İşlemcinin çalışması
Tek vuruşluk işlemci
Her bir buyruğun 4 bayt tuttuğu ve bellekte tek bir sözcük olarak tutulduğunu düşünürsek, tek vuruşluk bir işlemci, işlem yaparken aşağıdaki üç adımı kullanacaktır.
- Program sayacı tarafından belirlenen yazmaçtaki bilgiyi al ve buyruk belleğine yaz. Bu işlem simgesel olarak şu şekilde gösterilebilir.
BB <- [[PS]]
- Eğer bellek bayt bayt adreslenmiş ise program sayacını 4 arttır.
PS <- [PS]+4
- Buyruk belleğinde tutulan işlemleri yap.
Tek vuruşluk işlemcide çevrim zamanı uzundur. Buyruklar sıra ile işlendiği için en yavaş işlenen buyruk işlemci hızını belirleyecektir. Ayrıca işlemler tek bir vuruşla bitirilemeyebilir.
Çok vuruşluk işlemci
Tek vuruşluk işlemcilerde ortaya çıkan sorunlar tasarımda değişiklik yapıp veriyolu sayısını arttırarak engellenebilir. Çok vuruşluk işlemcide:
- AMB hem adres hesabı hem program sayacını arttırmak için kullanılır.
- Denetim işaretleri sadece buyruk tarafından belirlenmez.
- Denetim için sınırlı durum makinası kullanılır.
MİB tasarım mantığı
MİB tasarımında bâzı temel mantıklar kullanılır. Bunlar:
- Yapısal olmayan rastgele mantık
- Sonlu durum makinaları
- Mikroprogramlama
- Programlanabilir mantık dizisi
şeklinde sıralanabilir.
Tasarım hedefleri
Tasarım genel olarak aşağıdaki işlemleri kapsar:
- ve başarım modellemesi
- Tasarım ve doğrulama
- Önemli bileşenlerin tasarımı (ön bellek, yazmaç, AMB)
- Mantık kapılarının tasarımı
- Devre elemanlarının eşzamanlı çalışması
- Fiziksel tasarım
- Bütünleşebilirlik ve üretilebilirlik
İyi tasarlanmış bir işlemcinin özellikleri şunlardır:
- Yüksek başarım
- Düşük maliyet
- Az güç tüketimi
- Uyumluluk
Başarım ve karşılaştırmalı değerlendirme
İşlemcileri karşılaştırırken saat sıklığının belirleyici olmadığından bahsetmiştik. İşlemci hızlarını karşılaştırmak için test programları geliştirilmiştir. Bunların en meşhurları tarafından geliştirilen ve ve tarafından geliştirilen 'dır.
İşlemcileri karşılaştırırken tasarımcılar değişik kıstaslara başvurur. Bazıları buyruk başına çevirimi, bazıları watt başına başarımı, bazıları birim para başına başarımı, bazıları ise işlem için geçen zamanı işlemcileri karşılaştırmada kullanır.
Kaynakça
- ^ "1". 19 Aralık 2007 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Aralık 2007.
Ayrıca bakınız
Dış bağlantılar
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Merkezi islem birimi tasarimi bilgisayarin temel bilesenlerinden birisi olan Merkezi islem birimini MIB etkin kullanmayi yonelik bir tasarimdir MIB bilgisayar donaniminin temel bilesenlerinden birisidir Islemcisi olmayan bir bilgisayar dusunulemez Bu yuzden islemcinin tasarimi ne kadar iyi olursa sistem de o derece hizli olacaktir Islemciyi hizlandirmanin degisik yollari vardir Bunlardan bazilari Buyruklarin paralel calismasini saglamak Cok vurusluk islemciler kullanmak Boru hatti kullanmak Coklu isleme kullanmakIntel 80486DX 50 islemcinin yakin cekim fotografi seklinde siralanabilir Islemcinin hizlandirilmasinda asil onemli unsur suresini azaltmaktir Islemci hizlarini karsilastirirken bakmak yaniltici olabilir Ornegin 2 GHz lik saati olan bir islemci ile 2 5 GHz lik saati olan bir islemci ayni programi esit surede calistirabilirler MIB tasarimini demek ayrica su birimlerin tasarimiyla da ilgilenmek demektir Denetim birimleri Mantik kapilari On bellek ve yazmac Saat cevirimi Veri yoluTasarim ilkeleriBir islemci tasarlanirken asagidaki temel ilkeler kullanilir Yalinlik duzenden gelir Kucuk olan hizlidir Iyi tasarim odunlesme ister Olagan durumu hizlandir Yalin bir islemci hizlidir Islemcinin karmasikligi arttikca islemci yavaslayacaktir Cok buyuk bir islemcide veri iletimi daha uzun surecektir yani kucuk islemci hizlidir Islemcide yapilacak bir takim iyilestirmeler sistemi hizlandirabilir bu degisikligi yapmak icin yapilan fedakarlik ise yavaslatabilir Olagan bir durumu mesela surekli islenen bir buyrugu hizli calisir hale getiren bir degisiklik islemcinin basarimini arttirabilir Islemcinin calismasiTek vurusluk islemci Tek yollu islemcinin ic yapisini gosteren sema Her bir buyrugun 4 bayt tuttugu ve bellekte tek bir sozcuk olarak tutuldugunu dusunursek tek vurusluk bir islemci islem yaparken asagidaki uc adimi kullanacaktir Program sayaci tarafindan belirlenen yazmactaki bilgiyi al ve buyruk bellegine yaz Bu islem simgesel olarak su sekilde gosterilebilir BB lt PS Eger bellek bayt bayt adreslenmis ise program sayacini 4 arttir PS lt PS 4 Buyruk belleginde tutulan islemleri yap Tek vurusluk islemcide cevrim zamani uzundur Buyruklar sira ile islendigi icin en yavas islenen buyruk islemci hizini belirleyecektir Ayrica islemler tek bir vurusla bitirilemeyebilir Cok vurusluk islemci Cok yollu islemcinin ic yapisini gosteren sema Tek vurusluk islemcilerde ortaya cikan sorunlar tasarimda degisiklik yapip veriyolu sayisini arttirarak engellenebilir Cok vurusluk islemcide AMB hem adres hesabi hem program sayacini arttirmak icin kullanilir Denetim isaretleri sadece buyruk tarafindan belirlenmez Denetim icin sinirli durum makinasi kullanilir MIB tasarim mantigiMIB tasariminda bazi temel mantiklar kullanilir Bunlar Yapisal olmayan rastgele mantik Sonlu durum makinalari Mikroprogramlama Programlanabilir mantik dizisi seklinde siralanabilir Tasarim hedefleriTasarim genel olarak asagidaki islemleri kapsar ve basarim modellemesi Tasarim ve dogrulama Onemli bilesenlerin tasarimi on bellek yazmac AMB Mantik kapilarinin tasarimi Devre elemanlarinin eszamanli calismasi Fiziksel tasarim Butunlesebilirlik ve uretilebilirlik Iyi tasarlanmis bir islemcinin ozellikleri sunlardir Yuksek basarim Dusuk maliyet Az guc tuketimi UyumlulukBasarim ve karsilastirmali degerlendirmeIslemcileri karsilastirirken saat sikliginin belirleyici olmadigindan bahsetmistik Islemci hizlarini karsilastirmak icin test programlari gelistirilmistir Bunlarin en meshurlari tarafindan gelistirilen ve ve tarafindan gelistirilen dir Islemcileri karsilastirirken tasarimcilar degisik kistaslara basvurur Bazilari buyruk basina cevirimi bazilari watt basina basarimi bazilari birim para basina basarimi bazilari ise islem icin gecen zamani islemcileri karsilastirmada kullanir Kaynakca 1 19 Aralik 2007 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Aralik 2007 Ayrica bakinizAmdahl Yasasi Coklu isleme Merkezi islem birimi Mikroislemci Moore YasasiDis baglantilar