film izle
25 Ağustos 2019, Pazar
Ana Sayfa / Ders Notları / Mikrobilgisayarlar ve Assembler / Mikrobilgisayar Sistemleri ve Assembler Ders Notları Hatfa 1 2 3 4

Mikrobilgisayar Sistemleri ve Assembler Ders Notları Hatfa 1 2 3 4

Mikrobilgisayar Sistemleri ve Assembler Ders Notları Hatfa 1 2 3  Word ve Text Formatında Aşağıdadır.

Mikro bilgisayar ve Assembler Hafta 1- 2 -3 WORD Formatında

 

Mikro bilgisayar ve Assembler Hafta 1- 2 -3 – 4  Word Formatında

1. GİRİŞ

Mikroişlemci, saklıbir komut dizisini ardışıl olarak yerine getirerekveri kabul edebilen

ve bunlarıişleyebilen sayısal bir elektronik eleman olarak tanımlanabilir. Mikroişlemci

temelde mantık kapıları, flip-floplar, sayıcıve saklayıcılar gibi standart sayısal devrelerden

oluşur.

Genel olarak bilgisayar ile iki şekilde ilgilenilir :

1. Yazılım (Software) : Bilgisayarın fiziksel parçalarınıişler hale getiren bileşenlerdir.

2. Donanım (Hardware) : Bilgisayarıoluşturan fiziksel parçaların tümüdür.

Her ikisi de birbirinin tamamlayıcısıdır.Birisi olmazsa diğeri de olmaz.Sistem öncelikli

olarak tasarlanırken önce sistemi meydana getirecek elemanlar ,yani donanım parçalarıgöz

önüne alınır.Daha sonra yazılım bu yapıya bakılarak yazılır.Yazılım,donanımın hangi

yönteme göre nasıl çalışacağınıgösteren bir sanal uygulamadır. Hangi zamanda hangi

elemanın devreye girerek üzerindeki bilgiyi işlemesini sağlamaktadır. Basit bir bilgisayarın

ana elemanları  Şekil 1.1.’degörülmektedir. Tüm sayısal bilgisayarlar şekilde gösterilen

elemanlara sahiptirler. Bunların dışındaki eleman ya da cihazlar seçimliktir.

Şekil 1.1: Genel Bilgisayar yapısı

Bilgisayarıoluşturan bu sistemdeki elamanlar; mikroişlemci(CPU), bellek ve

giriş/çıkış(G/Ç) birimleridir. Mikroişlemcinin işleyeceği komutlar ve veriler geçici veya kalıcı

belleklerde tutulmaktadır. Bilgiyi oluşturan komut ve veriler bellekte karmaşık veya farklı

alanlarda tutulabilir.Yazan kişinin karakterini veya seçtiği yolu gösteren çeşitli

algoritmalardan meydana gelen program işlemciyi kullanarak verilerin işlenmesini

sağlar.Bilginin işlenmesi sırasında ortaya çıkabilecek ara değerler ,en sonunda sonuçlar

bellekte bir yerde depolanmak zorundadır.Bütün bu yapılan işlemler bir hesaba

dayanmaktadır.Bilgisayarın bilgiyi işlemedeki ana karar vericisi sistemin kalbi sayılan

mikroişlemcidir.CPU tarafından gerçekleştirilen iki temel işlem vardır.Birincisi komutların

yorumlanarak doğru bir sırada gerçekleşmesini sağlayan kontrol işlevi,diğeri toplama,çıkarma

vb özel matematik ve mantık işlemlerinin gerçekleştirilmesini sağlayan icra işlevidir.

Bilgisayarda çalıştırılan yazılımlar kendi aralarında ikiye ayrılır.Bunlar, programcı

tarafından yüksek düzeyde yazılan programlardır ki insanlar tarafından anlaşılabilir

düzeydedir ve bu yazılan programların makine tarafından anlaşılmasınısağlayan bağdaştırıcı

(interface) yazılımlardır ki işletim sistemi(OS) olarak anılırlar.Mikroişlemci mantıksal 0 ve 1

esasına göre çalıştığından,verilen komutların da bu esasa dayanmasıgerekmektedir.Kısaca

sayısal bilgisayarların kullandığıdoğal dile makine dili denir.Programcıtarafından yüksek

düzeyde yazılan programlar ancak yine insanlar tarafından anlaşılabilir.Bu programların

makine tarafından anlaşılabilmesi için derleyici,yorumlayıcıve assembler gibi aracı

programların kullanılmasıgerekir. Demek ki, yazılım denildiğinde akla, işletim sistemi, üst

düzey diller vasıtasıyla yazılan çeşitli uygulama programlarıgelir. Bu diller;

– Yüksek seviyeli diller

– Orta seviyeli diller

– Düşük seviyeli diller

olmak üzere üç sınıfa ayrılabilir. Bu yüksek, orta, düşük kelimelerinin anlamıdonanımın

yazılıma ne kadar yakın olduğunu gösterir.

Yüksek seviyeli dillerin kontrol sistemlerinde kullanımızordur. Yüksek seviyeli bir

dilde yazılan program derleyici tarafından derlendiğinde bilgisayar bunu düşük seviyeli dile

(makina diline) çevirerek anlar.Orta seviyeli dillerin (assembly) kontrol sistemlerinde

kullanımıuygundur.

Assembly dilini kullanırken donanımı bilmemiz zorunludur. Örneğin Intel 8085 ve

Motorola 6800 mikroişlemcilerinin assembly dilleri farklıdır. Çünkü donanımlarıfarklıdır.

Orta seviyeli diller makina dilinde, yani ikili sayısistemi ile program yazma zor ve zahmetli

bir iştir. Bunun için makina dilinin komutlar şeklinde verilmesini sağlayan assembly diller

geliştirilmiştir. Assembly dilinde program yazmak makina diline göre daha kolay ve anlaşılırdır. Fakat fazla miktarda komut içerir. Bunun için anlama ve kullanımıbelli bir zaman

alır.

Assembly makinaya yönelik dillerdir. Programcıkullandığıbilgisayarın donanımınıve

adresleme tekniklerini çok iyi bilmelidir. Assembly programlarıstandart değildir. Aynımodel

olmayan her mikroişlemcinin kendine özgü assembly dili vardır.  Programcıbu dille

makinayla en basit şekilde iletişim kurar. Assembly dilinde yazılan her program bellekte

saklanırken veya işlenirken 0 veya 1’ler formuna çevrilmeye gerek duyar. Bu çevirme işi

programcıtarafından üretici firmanın databook kitabına bakılarak elle veya bir assembler

(Assembly derleyicisi) yardımıyla yapılır.

Tek tek komut kodu karşılığına bakılarak ikili komut kodlarıbulunuyorsa ve eğer

program çok uzun veya tekrarlamalıise ,kaynak programıamaç programa çevirmek çok zor

ve hata yapma payıyüksek olacaktır. Bu gibi durumlarda iyi bir assembler programı

kullanılmalıdır.

Bazen programcılar Assembly dili ile assembleri karıştırmaktadırlar. Assembly dili,

konuşma dilinde emir şeklindeki cümleden özenle seçilerek alınmışve sayısıgenelde üç en

fazla dört olabilen harflerden meydana gelen ve bir komut anlam ifade eden hatırlatıcıları

içerir.

Assembly dilinde program yazmak makine dilinde yazmaktan daha kolay ve takibi daha

basittir. Fakat bu programın belleğe konulmadan önce makine diline çevrilmesi gereklidir,işte

bu işi assembler denilen (bir nevi paket programda denilen) çevirici program yapar.Bu

çevirme işlemine kaynak programın amaç programa çevrilmesi denir.

Assembly dilinde yazılmışbir programın amaç programa çevirmede en çok kullanılan

yöntem elle yapılan işlemdir.Bu yöntemde her satırdaki hatırlatıcıya karşılık gelen kodlar

üretici firma tarafından yayınlanan databook’a bakılarak bulunur. Böylece amaç program

bulunmuşolur.

Assembly Dilinin Dezavantajları

•  Assembly dilinde bir program yazmak için üzerinde çalışılan bilgisayarın özellikleri

hakkında detaylıbilgi sahibi olunmalıdır. Mesela bunlar,bilgisayar mikroişlemcisinde

bulunan kaydediciler ve sayısı,komut kümesi ve adresleme türleri gibi değişik

özelliklerdir.

•  Assembly dilinin diğer bir mahsuru elastiki olmamasıdır. Değişik firmalarca üretilen her

mikroişlemcinin kendisine has bir programlama dili olmasıdır.Bundan dolayıbir

mikroişlemci için yazılan bir assembly dilindeki program diğer bir mikroişlemcide

çalışmayabilir.

Assembly Dilinin Avantajları

•  Assembly dilinde program yazanlar,donanımın çalışmasınıçok iyi anlamak ve ona göre

iyi programlar geliştirmek zorunda olduklarından kendilerine birçok kazanımlar

sağlarlar.Yüksek düzeyli dillerde program yazarken bilgisayar donanımının görünmeyen

bazıyanlarına assembly dilinde sahip olunur.

•  Assembly dilinde yazılan programlar yüksek düzeyli dillerle yazılan programlara nazaran

daha hızlıve küçük boyutludur. Assembly dili,program büyüklüğünde ve çalışma hızında

ideal optimizasyon sağlar.

Düşük seviyeli dillerise, makina dilleridir. Yine makinaya özgü bir dildir. Bu dilde

programlama çok zor, hata yapma oranıçok yüksek ve programıkontrol etme imkanınerede

ise yoktur.

Assembly ve makina diline uygun uygulamalar :

– Hesaplamalardan daha çok giriş/çıkışgerektiren uygulamalar

– Gerçek zaman denetimi ve uygulamaları

– Fazla veri işlemesi gerekmeyen uygulamalar

– Hızlılık istene uygulamalar

 

2. SAYI SİSTEMLERİVE BİLGİSAYAR ARİTMETİĞİ

Sayısal bilgisayarlarda hesaplama problemlerinin sonuçlandırılmasıiçin verileri

işleyen aritmetik buyruklar vardır.Bu buyruklar aritmetik hesaplamalarıyaparlar ve bilgisayar

içindeki tüm veri işlemelerinden sorumludurlar. 4 temel işlem toplama,çıkarma,çarpma ve

bölmedir. Bu dört temel işlemden aritmetik fonksiyonlarıelde etmek ve sayısal

hesaplamalarla bilimsel problemleri çözmek mümkündür.

Aritmetik işlemci,işlem biriminin bir parçasıolup aritmetik işlemleri icra eder.

Aritmetik işlemlerin icrasısırasında işlemci yazaçlarında bulunan veri tipleri buyruğun içinde

belirtilmiştir. Bir aritmetik buyruk ikili veya ondalık veriyi belirler. Her iki durumda da veri

sabit noktalıveya kayan noktalıolabilir.Sabit noktalısayılar tamsayılarıveya kesirli sayıları

gösterebilir.Negatif sayılar işaretli veya tümleyen gösterimiyle verilebilir. Eğer ikili sabit

noktalısayılar için toplama buyruğu icra edilecekse aritmetik işlemci çok basittir. Eğer 4

aritmetik işlemin hepsi hem ikili hem de ondalık veri için sabit noktalıve kayan noktalıolarak

yapılacaksa işlemci daha karışık olacaktır.

2.1. Tanımlamalar

Bit : Sayısal bir elektronik devrenin çıkışına bir bit (binary digit) adıverilir. 0 veya 1 olmak

üzere yalnız iki değer alabilir. Bu durumlar;

Lojik – 0 :0 ile 0.8 Volt

Lojik – 1: 2 ile 5 Volt arasında tanımlanmıştır.

Sözcük (word) : Bir bilgisayarın sözcük uzunluğu o bilgisayarın bir anda işleyebileceği bit

Sayısını gösterir. Şu anda piyasada 4, 8, 16, 32, 64 bitlik mikroişlemciler mevcuttur.

Byte : Sekiz bit bir byte dir. Bir byte, harfleri, sayılarıve diğer karakterleri kodlamak için

uygun bir uzunluktur.

8 bit = 1 byte,

 

1024 byte = 1 KB, 1024 KB = 1 MB, 1024 MB = 1 GB

2.2. SayıSistemleri

İkili sayısistemi : {0,1}

 

 

 

 

3. MİKROİŞLEMCİ VE MİKROBİLGİSAYARLAR

A) BİLGİSAYAR MİMARİSİ

Bilgisayar mimarisi, komut kümesinin,donanım elamanlarının ve sistem

organizasyonunun dahil olduğu bir bilgisayarın tasarımıdır. Mimari iki farklı yaklaşımla

tanımlanmaktadır:

• ISA – Komut kümesi mimarisi

• HSA – Donanım sistem mimarisi

ISA, bir bilgisayarın hesaplama karakteristiklerini belirleyen komut kümesinin

tasarımıdır.

HSA;  CPU, depolama ve G/Ç sistemlerinin dahil olduğu alt sistem ve bunların

bağlantı  şekilleridir.

Komut kümesinin yazılım ve donanımla ilişkisi  Şekil 3.1.’de

görülmektedir.

 

Bilgisayar sistemlerinde bütün mesele, bu iki kavramı yerli yerine oturtmaktır. Mimari

bir kavram olarak HSA’nın ne olduğu ve hangi elemanlardan meydana geldiği yukarıda

açıklanmıştır. ISA ise, programcının bu elemanlara yön verecek programı yazması

durumunda nasıl bir kabul göreceğidir. Farklı şirketler tarafından üretilen farklı bilgisayarların

fiyat/performans açısından elbette farklı mimarileri olabilir. Özel bilgisayar

sistemleri (günümüzde bir çeşit oyun konsolları) için programcı kodlarını makinanın doğrudan

özel donanımına göre yazmaktaydı.Böylece bir makine için yazılan program aynı firma tarafından üretilse bile,ne rekabet ettiği bir makinasında ne de diğer makinasında

çalışabilmekteydi. Mesela, A makinası için yazılan bir oyun B makinasında veya C

makinasında çalışmayacaktır. Programcı tarafından yazılan kodlar donanımı açma anahtarı

olarak düşünülebilir (Şekil 3.2..).

 

 

Programsal yaklaşım

Bilgisayar sistemlerinde bütün mesele sistemi meydana getiren tüm elemanların bir

komutla nasıl devreye sokulacağıdır. Ufak tefek ayrıcalıklarıolsa da birbirine benzer yapıdaki

bilgisayarlar için farklıprogramlar yazmak oldukça maliyetli olduğundan ,programcının

yazdığıkomutların her bilgisayar tarafından algılanarak yürütülmesi esas hedeftir. Ortaya

atılan ilk çözüm mikrokod yaklaşımı daha sonraları iki standarttan biri olmuştur.

Donanımı devreye sokacak öz bilgilerin yani komut kümesinin yer aldığı bu yere

(bölgeye) mikrokod motoru denilmektedir. (Şekil 3.3.).

Burası, CPU içinde CPU olarak da ifade edilebilir. Programcının yazdığıkodları

işlemcinin daha çabuk anlayabileceği veya çalıştırabileceği küçük mikrokodlara dönüştüren

bu mikrokod motoru,işlemciye ROM bellek vasıtasıyla yerleştirilmiştir. Mikroprogram ve icra

birimi tarafından meydana gelen mikrokod ROM’un görevi,özel komutların bir dizi kontrol

sinyallerine çevirerek sistem elemanlarının denetlenmesini sağlar. Aynı zamanda, mikrokod

CISC tipi işlemcilerdeki temel işlevi, alt düzey komut kümesiyle programcının çalıştığı üst

düzey komutlar arasında soyutlama düzeyi oluşturmaktır.

 

 

 

Mikroişlemci üreticileri, sistem tasarımında iki yönlü düşünmek zorundadırlar.

Birincisi, mimariyi meydana getiren elemanların işlevleri, ikincisi bu elemanların nasıl devreye

sokulacağıdır. Elemanlarıdevreye sokmak için programyazmak gerekecektir.Bu işin bir yanı;

diğer yanıise donanımdır.Donanımla tasarım mühendisleri ilgilenir.Fakat programcıöyle bir

program yazmalıki,sistem tarafından algılanarak doğru zamanda doğru eleman devreye

sokulabilsin. Donanım mimarisini programcıya aktaracak en iyi yol ona kullanabileceği

komut kümesini hazır vermektir. Bilgisayar sisteminin donanımsal tüm özelliklerini içeren

sistemekomut kümesi mimarisi denildiğine göre, programcıbu kümeye bakarak veya bu

kümeyi kullanabilen derleyicileri kullanarak hiçbir endişeye gerek duymaz. Programcının

yazdığıbir komut işletildiğinde, mikrokod ROM bu komutu okurve sonra o komuta karşılık

gelen uygun mikrokodlarıyükler ve çalıştır.

 

Donanımsal Yaklaşım

Mikrokod kullanılarak ISA sisteminin yürütülmesinin başlıca sakıncasıbaşlangıçta

komutların doğrudan çalıştıran sisteme göre yavaş olmasıdır. Mikrokod, ISA tasarımcılarına

programcının ara sıra kullandığıher çeşit komutların komut kümesine eklenmesini ister. Daha

çok komut demek daha fazla mikrokod, çekirdek büyüklüğü ve güç demektir. ISA

mimarisinin yaşanan aksaklıklarından dolayıdaha sonraları,komutların doğrudan donanım

elemanlarıtarafından yorumlanarak sistemin denetlendiği diğer bir mimari yaklaşımda

donanımsal çalışma modelidir..Komutların anlaşılır standart bir boyutagetirilerek çalışıldığı

sisteme RISC modeli denilmektedir.Yani komutların donanımsal çalışma modeline sahip

RISC tipi bilgisayarlarda, komut kümesindeki komutların sayısı azaltılmışve her bir özel

komutun boyutu düşürülmüştür.

 

 

HAFTA 4

 

B) MİKROİŞLEMCİ MİMARİSİ

1. CISC

Bu mimari, programlanması kolay ve etkin bellek kullanımını sağlayan tasarım

felsefesinin bir ürünüdür.Her ne kadar performans düşüklüğüne sebep olsa ve işlemciyi daha

karmaşık hale getirse de yazılımı basitleştirmektedir.

 

 

 

CISC mimarisinin karakteristik iki özelliğinden birisi,

  • değişken uzunluktaki komutlar,
  • diğeri ise karmaşık komutlardır.

 

Değişken ve karmaşık uzunluktaki komutlar bellek

tasarrufu sağlar. Karmaşık komutlar iki ya da daha fazla komutu tek bir komut haline

getirdikleri için hem bellekten hem de programda yer alması gereken komut sayısından

tasarruf sağlar. Karmaşık komut karmaşık mimariyi de beraberinde getirir.Mimarideki

karmaşıklığın artması,işlemci performansında istenmeyen durumların ortaya çıkmasına neden

olur.Ancak programların yüklenmesinde ve çalıştırılmasındaki düşük bellek kullanımıbu

sorunu ortadan kaldırabilir.

CISC mimarisi çok kademeli işleme modeline dayanmaktadır.İlk kademe yüksek

düzeyli dilin yazıldığı yerdir.Sonraki kademeyi makine dili oluşturur ki yüksek düzeyli dilin

derlenmesi sonucu bir dizi komutlar makine diline çevrilir.Bir sonraki kademede makine

diline çevrilen komutların kodlarıçözülerek ,mikroişlemcinin donanım birimlerini kontrol

edebilen en basit işlenebilir kodlara (mikrokod) dönüştürülür.En alt kademede ise işlenebilir

kodlarıalan donanım aracılığıyla gerekli görevler yerine getirilir.Bu durum şekil 10’da

görülmektedir.

CISC Tasarımının Özellikleri:

80’li yıllara kadar çıkarılan çipler kendine has tasarım yollarınıtakip ettiler. Bunlardan çoğu

“CISC tasarım kararları“ denilen kurallara uydular. Bu çiplerin hepsinin benzer komut

kümeleri ve donanım mimarileri vardır. Komut kümeleri, Assembly dili programcılarının

rahatlığı için tasarlanırlar ve donanım tasarımları oldukça karışıktır.

CISC Mimarisinin Üstünlükleri:

CISC makinalar ilk gelişim sıralarında bilgisayar performansınıyükseltmek için mevcut

teknolojileri kullandılar.

•  Mikroprogramlama, assembly dilinin yürütülmesi kadar kolaydır ve sistemdeki

kontrol biriminden daha ucuzdur.

•  Yeni komutlar ve mikrokod ROM’a eklemenin kolaylığıtasarımcılara CISC

Makinalarını geriye doğru uyumlu yapmalarına izin verir.Yeni bir bilgisayar aynı

Programları ilk bilgisayarlar gibi çalıştırabilir çünkü,yeni bilgisayar önceki

bilgisayarların komut kümlerini de içerecektir.

•  Her bir komut daha yetenekli olmaya başladığından,verilen bir görevi yürütmek için

daha az komut kullanılır. Bu, nispeten yavaş ana belleğin daha etkili kullanımını

sağlar.

•  Mikroprogram komut kümeleri, yüksek seviyeli dillerin yapılarına benzer biçimde

yazılabildiğinden,derleyici karmaşık olmak zorunda değildir.

CISC Mimarisin Mahsurları:

•  İşlemci ailesinin ilk kuşaklarıgenelde her yeni versiyon tarafından

kabullenilmiştir. Böylece komut kodu ve çip donanımıbilgisayarların her

kuşağıyla birlikte daha karmaşık hale gelmiştir.

•  Mümkün olduğu kadar çok komut,mümkün olan en az zaman kaybıyla belleğe

depolanabiliyor ve komutlar neredeyse her uzunlukta olabiliyor.Bunun anlamı

farklıkomutlar farklımiktarda saat çevrimi tutacaktır. (makinenin

performansını düşürecektir).

•  Çoğu özel güçlü komutlar geçerliliklerini doğrulamak için yeteri kadar sık

kullanılmıyor.tipik bir programda mevcut komutların yaklaşık %20’sini

kullanıyor.

•  Komutlar genellikle bayrak (durum) kodunu komuta bir yan etki olarak kurar.Bu

ise ek saykıllar yani bekleme demektir. Aynızamanda,sıradaki komutlar işlem

yapmadan önceden bayrak bitlerininmevcut durumunu bilmek durumundadır.bu

da yine ek saykıl demektir.Bayraklarıkurmak zaman gibi,programlar takip eden

komutun bayrağın durumunu değiştirmeden önce bayrak bitlerini incelemek

zorundadır.

 

2. RISC

RICS Mimarisi, CISC mimarili işlemcilerin kötü yanlarınıpiyasanın tepkisi ve ona bir

alternatif olarak,işlemci mimari tasarımlarında söz sahibi olan IBM, Apple ve Motorola gibi

firmalarca sistematik bir  şekilde geliştirilmiştir. (CISC, piyasa  şartlarıdoğrultusunda

şekillenen ve kendiliğinden oluşan bir sistemdir.) RISC felsefesinin taraftarları,bilgisayar

mimarisinin tam anlamıyla bir elden geçirmeye ihtiyacıolduğunu ve neredeyse bütün

geleneksel bilgisayarların mimari bakımdan birtakım eksikliklere sahip olduğu ve eskidiğini

düşünüyorlardı. Bilgisayarların gittikçe daha karmaşık hale getirildiği ve hepsinin bir kenara

bırakılıp en baştan yeniden başlamak gerektiği fikrindeydiler.

RISC Mimarisinin Özellikleri:

RISC mimarisi aynıanda birden çok komutun birden fazla birimde işlendiği iş-hattı

(pipelining) tekniği ve süperskalar yapılarının kullanımıyla yüksek bir performans

sağlamıştır.

Daha önce değinildiği gibi,bu tasarım tekniği yüksek bellek ve gelişmişderleme

teknolojisi gerektirmektedir. Bu mimari, küçültülen komut kümesi ve azaltılan adresleme

modları sayısı yanında aşağıdaki özelliklere sahiptir:

•  Bir çevrimlik zamanda bir komut işleyebilme

•  Aynı uzunluk ve sabit formatta komut kümesine sahip olma

•  Ana belleğe sadece “load” ve “store” komutlarıyla erişim; operasyonların sadece

kaydedici üzerinde yapılması

•  Bütün icra birimlerinin mikrokod kullanılmadan donanımsal çalışması

•  Yüksek seviyeli dilleri destekleme

•  Çok sayıda kaydediciye sahip olması

 

RISC Mimarisinin Üstünlükleri

RISC tasarımıolan bir işlemciyi kullanmak,karşılaştırılabilir bir CISC tasarımınıkullanmaya

göre pek çok avantaj sağlar.

•  Hız: Azaltılmışkomut kümesi,kanal ve süperskalar tasarıma izin verdiğinden RISC

işlemciler genellikle karşılaştırılabilir yani yarıiletken teknolojisi ve aynısaat oranları

kullanılan CISC işlemcilerinin performansının 2 veya 4 katıdaha yüksek performans

gösterirler.

•  Basit Donanım: RISC işlemcinin komut kümesi çok basit olduğundan çok az çip

Uzayı kullanırlar.Ekstra fonksiyonlar,bellek kontrol birimleri veya kayan noktalı

aritmetik birimleri de aynıçip üzerine yerleştirilir.

•  Kısa Tasarım Zamanı:RICS işlemciler CISC işlemcilere göre daha basit olduğundan

daha çabuk tasarlanabilirler ve diğer teknolojik gelişmelerin avantajlarınıCISC

tasarımlarına göre daha çabuk kabul edebilirler.

RICS Mimarisinin Sınırlılıkları

CISC tasarım stratejisinden RICS tasarım stratejisine yapılan geçiş kendi problemlerini de

beraberinde getirmiştir. Donanım mühendisleri kodlarıCISC işlemcisinden RISC işlemcisine

aktarırken anahtar işlemleri göz önünde bulundurmak zorundadır.

CISC ve RISC Tabanlı İşlemcilerin Karşılaştırılması

CISC ve RISC tabanlıişlemcilerin karşılaştırılmasında iki önemli faktör farklılıklarını

ortaya çıkarmada yeterlidir.

Hız:Genelde RISC çipleri kanal tekniği kullanarak eşit uzunlukta segmentlere bölünmüş

komutlarıçalıştırmaktadır. Kanal tekniği komutlarıkademeli olarak işler ki bu RISC’in bilgi

işlemini CISC’den daha hızlıyapmasınısağlar RISC işlemcisinde tüm komutlar 1 birim

uzunlukta olup kanal tekniği ile işlenmektedir. Bu teknikte bazılarıhariç komutlar, her bir

basamağında aynıişlemin uygulandığıbirimlerden geçerler. Kanal teknolojisini açıklamak

için herhangi bir komutun işlenmesindeki adımlar ele alınırsa:

Komut kodu ve işlenecek veriler dahil bütün bilgilerin MIB’deki kaydedicilerde

olduğu düşünülürse, birinci adımda yapılacak işin kaydedicide bulunan komut kodu çözülür,

ikinci adımda üzerinde çalışılacak veri (işlenen) kaydediciden alınıp getirilir, üçüncü adımda

veri, komuta göre Aritmetik ve Mantık Biriminde işleme tabii tutulur ve dördüncü adımda da

 

sonuç kaydediciye yazılacaktır. Böylece bir komutun işlemesi için her bir basamak bir saat

çevrimi gerektirirse, dört çevrimle (adımda) gerçekleşmişolmakta ve bir adım bitmeden

diğeri başlayamamaktadır.

Kanal tekniği ile çalışan işlemcilerde birinci adımda komut kodu çözülür, ikinci

adımda birinci komutun üzerinde çalışacağıveri (işlenen) kaydediciden alınırken, sıradaki

ikinci işlenecek olan komutun kodu çözülür. Üçüncü adımda ilk komutun görevi ALU’da

yerine getirilirken, ikinci komutun işleyeceği işlenen alınıp getirilir. Bu anda sıradaki üçüncü

komutun kodu çözülür ve işlem böylece devam eder.

Kanal (Pipeline) tekniğinde çevrim zamanın düşmesi için komut kodlarının hızlı

çözülmesi gereklidir. RISC mimarisindetüm komutlar 1 birim uzunlukta olduklarıiçin komut

kodunu çözme işlemi kolaylaşır. Sistemde kullanılan kaydedicilerin simetrik bir yapıda

olması, derleme işlemini kolaylaştırmaktadır. RISC işlemcilerde belleğe yalnız yükle ve

depola komutlarıyla ulaşılır.

Bazıeski CISC mimarisinde de olmasına rağmen RISC mimarisinin sabit uzunluktaki

basit komutlarla çalışmasıpipeline sistemini daha iyi kullanmasına sebep olmaktadır. Bu

yüzden hesaplama oranlarının birinci öncelik arz ettiği yerlerde iş-istasyonlarıve dağıtıcılarda

çok tercih edilmektedir.

Transistör sayısı:CISC mimarisinde kullanılan transistor sayısı RISC’e nazaran daha

fazladır. Transistör sayısının bir yerde çok olmasıfazla yerleşim alanıve ayrıca fazla ısı

demektir. Bundan dolayıda fazla ısıüretimi soğutma olayınıgündeme getirmektedir. CISC

tabanlıPentium işlemcilerde karışık ısıdağıtıcısıveya soğutma fanlar kullanılmaktadır.

RISC mimarisindeki önemli üstünlüklere karşıbazımahzurlarıortaya çıkmaktadır.

RISC mimarisi, CISC’in güçlü komutlarından yoksundur ve aynıişlemi yapmak için daha

fazla komut işlenmesini gerektirir. Bundan dolayıda RISC’in bant genişliği artar. Bu

sistemde güçlü komutların yokluğu ikinci bir yardımcıişlemciyle ya da işlemci içinde

oluşturulacak ayrıbir pipeline bölümüyle giderilebilir. Komut ön-belleğinin kullanılması

yüksek komut alıp getirme işlemini azaltmaktadır. RISC mimarisi diğerine nazaran daha

kompleks yazılımlara ihtiyaç duyar.

 

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir