Bilgisayar Yap s Bilgisayar verilen verileri, belirlenen bir - PDF document

Bilgisayar Yap ı s ı � Bilgisayar verilen verileri, belirlenen bir programa göre i ş leyen, istenildi ğ inde saklayabilen, gerekti ğ i zaman geriye verebilen M İ KRO İŞ LEMC İ S İ STEMLER İ say ı sal bir alettir. � Belleme yetene ğ i � Hesaplama yetene ğ i Yrd. Doç. Dr. Ş ule Gündüz Ö ğ üdücü www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ � Karar verme yetene ğ i � Giri ş -ç ı k ı ş yetene ğ i www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ Bilgisayar Temel Birimleri M İ B Yap ı s ı � Bellek Adres Kütü ğ ü (BAK): M İ B’den giden veya M İ B’e gelen verilerin gidece ğ i veya geldi ğ i yerin adresini Bellek Adres Kütü ğ ü (BAK) Sistem Yolu: Adres Yolu, Veri Yolu, Denetim Yolu belirtir. Adres yolunu ba ğ l ı d ı r. Bellek Veri Kütü ğ ü (BVK) Denetçi � Bellek Veri Kütü ğ ü (BVK): M İ B’den giden veya M İ B’e Akümülatör (ACC) gelen verilerin al ı n ı p verildi ğ i bir iskele. Veri yoluna Aritmetik Lojik Birim (ALB) ba ğ l ı d ı r. Merkezi İş lem Birimi (M İ B) � Akümülatör (ACC): BVK üzerinden gelen veriler Disk akümülatöre al ı n ı r. � Merkezi İş lem � Aritmetik Lojik Birim (ALB): ACC’deki veri üzerinde Birimi (M İ B) yap ı lacak i ş lemler ALB taraf ı ndan yürütülür. � Bellek G/Ç Bellek Arabirimi � Giri ş -ç ı k ı ş � Denetçi (DEN): Tüm bilgisayar ı n yönetimi ile ilgili arabirimi (G/Ç) bilgileri toplamak ve üretmekle görevlidir. www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ Kütükler Kütükler � M İ B, ALB, denetçi ve M İ B’nin di ğ er birimleri � Ayn ı saat i ş aretinin uyguland ı ğ ı flip-flop’lardan taraf ı ndan çabuk eri ş ilebilen saklama olu ş ur. alanlar ı d ı r. Giri ş Giri ş Giri ş Giri ş � Farkl ı mikroi ş lemcilerde kütüklerin say ı s ı ve Bit “3” Bit “2” Bit “1” Bit “0” boyutu da farkl ı olabilir. D Q D Q D Q D Q � Genel Amaçl ı kütükler: M İ B’nin yürüttü ğ ü i ş lemlerde veri saklamak için kullan ı l ı rlar > CK > CK > CK > CK (Akümülatör). Saat � Özel amaçl ı kütükler: Her M İ B i ş leminde gerekli olan veriyi saklamak için kullan ı l ı rlar. (BAK, Ç ı k ı ş Ç ı k ı ş Ç ı k ı ş Ç ı k ı ş BVK). Bit “3” Bit “2” Bit “1” Bit “0” www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ 1

Aritmetik Lojik Birim Denetçi � M İ B içindeki kontrol i ş lemleri � M İ B taraf ı ndan yürütülen bütün i ş lemleri yerine � Komutlar ı n s ı ralanmas ı ve yürütülmesi getirir. � Veri yolu kontrolu � Aritmetik � M İ B içindeki yollar ı n kontrolu � Lojik : � Bilgisayar mimarisi ALB’in boyunu belirler. � M İ B d ı ş ı ndaki kontrol i ş lemleri � Sistem yolunun kontrolu � Kesme i ş lemleri � Sistemin durumu � Bellek yönetimi : www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ Bilgisayar Ba ğ lant ı lar ı Bilgisayar ı n Çal ı ş ma Düzeni � Örnek:X ve Y say ı lar ı n ı n 3000 ve 3001 nolu Denetim Yolu bellek gözlerine yaz ı lmas ı , say ı lar ı n toplanmas ı Veri Yolu sonucun 3002 nolu bellek gözüne yaz ı lmas ı BVK DEN M İ B G/Ç Adres yolu BAK Bellek Adresi İş lem 1001 X’i ACC’ye yükle 1002 ACC’nin içeri ğ ini 3000 nolu bellek gözüne yaz 1003 Y’i ACC’ye yükle 1004 ACC’nin içeri ğ ini 3001 nolu bellek gözüne yaz 1005 3000 say ı l ı bellek gözünün içeri ğ ini ACC’ye yükle BELLEK 1006 3001 say ı l ı bellek gözünün içeri ğ ini ACC’ye ekle 1007 ACC’nin içeri ğ ini 3002 nolu bellek gözüne yaz www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ Buyruk Yürütülmesi Buyruklar � Bilgisayara bir i ş lem yapt ı rmak için kullan ı lan Buyruk Bellekten buyru ğ un okunmas ı ad ı mlar Okuma Getirme Çevrimi � 3+1 adresli buyruk kal ı b ı Buyruk Buyruk uzunlu ğ unu ve gerekli komutlar ı belirleme Çözme � 3 adresli buyruk kal ı b ı İş lenen İş lenenin adresini belirleme ve okuma � 2 adresli buyruk kal ı b ı Okuma � 1 adresli buyruk kal ı b ı İş lemi yürütme Yürütme Çevrimi Yürütme � 0 adresli buyruk kal ı b ı Sonucu Daha sonraki kullan ı m için sonucu saklama Saklama Sonraki Bir sonraki buyru ğ u yürütme Buyruk www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ 2

Buyruklar Bellek � 3+1 Adresli buyruk kal ı b ı : TOP X,Y,Z,N � Bilgisayar ı n çal ı ş mas ı na yön verecek program ı Komut 1. İş lenen 2. İş lenen Sonucun Bir sonraki ve program ı n üzerinde çal ı ş aca ğ ı verileri saklar. adresi adresi adresi buyru ğ un adresi � Salt Oku Bellekler � 3 Adresli buyruk kal ı b ı : TOP X,Y,Z � Salt Oku Bellek (ROM) Komut 1. İş lenen adresi 2. İş lenen adresi Sonucun adresi � Programlanabilir Salt Oku Bellek (PROM) � 2 Adresli buyruk kal ı b ı : TOP X,Y � Silinebilir Programlanabilir Salt Oku Bellek (EPROM) Komut 1. İş lenen adresi 2. İş lenen adresi � Oku/Yaz Bellekler (RAM) � Statik Oku/Yaz Bellek (SRAM) � 1 Adresli buyruk kal ı b ı : TOP A,X � Dinamik Oku/Yaz Bellek (DRAM) Komut Kütük Ad ı İş lenen adresi � 0 Adresli buyruk kal ı b ı : YI Ğ A, ÇEK A www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ Salt Okunabilir Bellek Programlanabilir Salt Oku Bellek (PROM) � Programmable ROM � Read Only Memory (ROM) Vcc � Her bellek gözesi için bir � Yar ı iletken malzeme kullan ı l ı r. Veriler üretim sigorta s ı ras ı nda yaz ı l ı r. � Üretildikleri zaman � Veri okunabilir ancak yaz ı lamaz. bütün gözleri 1 veya 0 � Kullan ı m alanlar ı : � Üretim sonras ı nda özel bir aletle sigorta � Özel amaçl ı bilgisayarlar konumu de ğ i ş tirilerek Sigorta � Sabit programla çal ı ş an bilgisayarlar programlan ı r. � Sistem programlar ı � Sadece bir kere programlanabilir. � Veriler silinemez. www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ Silinebilir Programlanabilir Salt Oku Bellek Elektriksel Silinebilir Programlanabilir Salt Oku Bellek � Erasable PROM (EPROM) � Electrically Erasable PROM (EEPROM) � Üretildiklerinde tüm bellek gözleri 1 konumunda � Daha önceki veri silinmeden programlanabilir. � Elektriksel olarak programlanabilir. � İ stenen bellek gözlerine istenen de ğ er yaz ı labilir. � Mor ötesi ı ş ı k ile silinir. � Silme ve programlama tekrarlanabilir. (belli bir � Programlama tekrarlanabilir. (belli bir say ı da) say ı da) � Yazmadan önce tüm bellek silinir ve tekrar yaz ı l ı r. www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ 3

Flash Bellek Oku/Yaz Bellek (RAM) � Programlarken h ı zl ı olmas ı nedeniye flash � Random Access Memory (RAM) bellek olarak adland ı r ı l ı yor. � Okuma ve yazma i ş lemi elektriksel olarak � Elektriksel olarak siliniyor. yap ı l ı r. � Veri bloklar halinde silinebilir. � Güç kesildi ğ i anda veriler kaybolur. � Her bit için bir tranzistor kullan ı l ı r. � İ ki tip RAM � Statik RAM � Dinamik RAM www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ Statik Oku/Yaz Bellek (SRAM) Dinamik Oku/Yaz Bellek (DRAM) � Bir kapasite ve tranzistörden � Herbir göze bir flip-flop. sat ı r olu ş ur. � Veri kapasitenin � Verinin kaybolmamas ı için belle ğ in tazelenmesi doldurulmas ı ile saklan ı yor gerekmemektedir. � Kapasite kaçak ak ı mlar nedeniyle bo ş ald ı ğ ı için � Daha h ı zl ı ve daha pahal ı d ı r. belle ğ in tazelenmesi bit gerekiyor. � Genellikle cep bellekler için kullan ı l ı r. tazeleniyor tazeleniyor tazeleniyor 1 yükleniyor Vc Vcc HIGH LOW 0 t www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ Bellek Düzeni Belle ğ e Eri ş me � Belle ğ in temel birimi göze (bit) � M İ B’nin belle ğ e (RAM ya da ROM) eri ş me (okuma ya da yazma i ş lemleri için) ad ı mlar ı : � Gözelerin yanyana gelmesiyle gözler olu ş ur � Do ğ ru bellek birimini seçmesi (adres yolundaki � Bellek gözlerinin üst üste gelmesiyle bellek hatlar ı n bir k ı sm ı n ı kullanarak) olu ş ur � Bellek içinde do ğ ru gözü seçmesi (adres � NxM boyutunda matris yolundaki di ğ er hatlar ı kullanarak) � N: sat ı r say ı s ı (göz say ı s ı ) � Veriye eri ş me (veri yolunu kullanarak) � M: Sütun say ı s ı (göze say ı s ı ) www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ www3.itu.edu.tr/~sgunduz/courses/mikroisl/ 4