માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ્સ

લગભગ તમામ વિદ્યુત ઉપકરણોમાં માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમનો ઉપયોગ એ આધુનિક સમાજના તકનીકી ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ લક્ષણ છે. વીજળી, ઉદ્યોગ, પરિવહન, સંદેશાવ્યવહાર પ્રણાલીઓ કોમ્પ્યુટર કંટ્રોલ સિસ્ટમ પર ખૂબ નિર્ભર છે. માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમો માપવાના સાધનો, વિદ્યુત ઉપકરણો, લાઇટિંગ ઇન્સ્ટોલેશન વગેરેમાં જડિત છે.

આ બધું ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરને માઇક્રોપ્રોસેસર ટેક્નોલોજીની ઓછામાં ઓછી મૂળભૂત બાબતો જાણવાની ફરજ પાડે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ્સ માહિતી પ્રક્રિયાને સ્વચાલિત કરવા અને વિવિધ પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે.

"માઈક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ" શબ્દ ખૂબ જ વ્યાપક છે અને તેમાં "ઈલેક્ટ્રોનિક કમ્પ્યુટીંગ મશીન (ECM)", "કંટ્રોલ કોમ્પ્યુટર", "કમ્પ્યુટર" અને અન્ય જેવા ખ્યાલોનો સમાવેશ થાય છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમમાં હાર્ડવેર અથવા અંગ્રેજીમાં — હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેર (સોફ્ટવેર) — સોફ્ટવેરનો સમાવેશ થાય છે.

ડિજિટલ માહિતી

માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ ડિજિટલ માહિતી સાથે કામ કરે છે, જે સંખ્યાત્મક કોડની શ્રેણી છે.

કોઈપણ માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમના મૂળમાં એક માઇક્રોપ્રોસેસર હોય છે જે ફક્ત દ્વિસંગી સંખ્યાઓ સ્વીકારી શકે છે (0s અને 1s બનેલા).દ્વિસંગી નંબરો બાઈનરી નંબર સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને લખવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, રોજિંદા જીવનમાં આપણે દશાંશ નંબર સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ જે નંબરો લખવા માટે દસ અક્ષરો અથવા અંકોનો ઉપયોગ કરે છે, 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. તદનુસાર, દ્વિસંગી સિસ્ટમમાં આવા માત્ર બે જ પ્રતીકો (અથવા અંકો) છે - 0 અને 1.

તે સમજવું જરૂરી છે કે નંબર સિસ્ટમ એ માત્ર નંબરો લખવાના નિયમો છે, અને સિસ્ટમના પ્રકારની પસંદગી ઉપયોગની સરળતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે. બાઈનરી સિસ્ટમની પસંદગી તેની સરળતાને કારણે છે, જેનો અર્થ છે ડિજિટલ ઉપકરણોની વિશ્વસનીયતા અને તેમના તકનીકી અમલીકરણની સરળતા.

ડિજિટલ માહિતીના માપનના એકમોને ધ્યાનમાં લો:

થોડી (અંગ્રેજી «BInary digiT» — દ્વિસંગી અંકમાંથી) માત્ર બે મૂલ્યો લે છે: 0 અથવા 1. તમે તાર્કિક મૂલ્ય «હા» અથવા «ના», સ્થિતિ «ચાલુ» અથવા «બંધ», રાજ્ય «ને એન્કોડ કરી શકો છો. ઓપન» «અથવા» બંધ «વગેરે.

આઠ બિટ્સના જૂથને બાઈટ કહેવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે 10010111. એક બાઈટ તમને 256 મૂલ્યોને એન્કોડ કરવાની મંજૂરી આપે છે: 00000000 — 0, 11111111 — 255.

બીટ એ માહિતીનું સૌથી નાનું એકમ છે.

બાઈટ - માહિતી પ્રક્રિયાનું સૌથી નાનું એકમ. બાઈટ - મશીન શબ્દનો એક ભાગ, જેમાં સામાન્ય રીતે 8 બિટ્સ હોય છે અને કમ્પ્યુટર પર તેના સ્ટોરેજ, ટ્રાન્સમિશન અને પ્રોસેસિંગ દરમિયાન માહિતીના જથ્થા માટે એકમ તરીકે ઉપયોગ થાય છે. એક બાઈટ અક્ષરો, સિલેબલ અને વિશિષ્ટ અક્ષરો (સામાન્ય રીતે તમામ 8 બિટ્સ કબજે કરે છે) અથવા દશાંશ અંકો (1 બાઈટમાં પ્રત્યેક 2 અંકો) રજૂ કરે છે.

બે સંલગ્ન બાઇટ્સ એક શબ્દ, 4 બાઇટ્સ એક ડબલ શબ્દ, 8 બાઇટ્સ એક ક્વોડ શબ્દ કહેવાય છે.

આપણી આસપાસની લગભગ બધી માહિતી એનાલોગ છે. તેથી, માહિતી પ્રોસેસર માટે પ્રોસેસરમાં પ્રવેશે તે પહેલાં, તેને ADC (એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર) નો ઉપયોગ કરીને રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.વધુમાં, માહિતી ચોક્કસ ફોર્મેટમાં એન્કોડ કરેલી છે અને તે ડિજિટલ, તાર્કિક, ટેક્સ્ટ (સિમ્બોલિક), ગ્રાફિક, વિડિયો વગેરે હોઈ શકે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ASCII કોડ્સનું કોષ્ટક (ઇન્ફોર્મેશન ઇન્ટરચેન્જ માટે અંગ્રેજી અમેરિકન સ્ટાન્ડર્ડ કોડમાંથી) ટેક્સ્ટ માહિતીને એન્કોડ કરવા માટે વપરાય છે. એક અક્ષર એક બાઈટમાં લખાયેલ છે, જે 256 મૂલ્યો લઈ શકે છે. ગ્રાફિકલ માહિતીને બિંદુઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે (પિક્સેલ), અને દરેક બિંદુનો રંગ અને સ્થિતિ આડા અને ઊભી રીતે કોડેડ કરવામાં આવે છે.

દ્વિસંગી અને દશાંશ સિસ્ટમો ઉપરાંત, MS એક હેક્સાડેસિમલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે જેમાં સંખ્યાઓ લખવા માટે 0 ... 9 અને A ... F પ્રતીકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ એ હકીકતને કારણે છે કે એક બાઈટ બે દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. -અંક હેક્સાડેસિમલ નંબર, જે સંખ્યાત્મક કોડ રેકોર્ડને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે અને તેને વધુ વાંચવા યોગ્ય બનાવે છે (11111111 — FF).

કોષ્ટક 1 — વિવિધ નંબર સિસ્ટમમાં સંખ્યાઓ લખવી

સંખ્યાનું મૂલ્ય નક્કી કરવા માટે (ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ નંબર સિસ્ટમ્સ માટે નંબર 100 નું મૂલ્ય 42, 10010, 25616 હોઈ શકે છે), સંખ્યાના અંતે નંબર સિસ્ટમ દર્શાવતો લેટિન અક્ષર ઉમેરો: દ્વિસંગી સંખ્યાઓ માટે અક્ષર b, હેક્સાડેસિમલ સંખ્યાઓ માટે — h , દશાંશ સંખ્યાઓ માટે — d. વધારાના હોદ્દો વગરની સંખ્યાને દશાંશ ગણવામાં આવે છે.

સંખ્યાઓને એક સિસ્ટમથી બીજી સિસ્ટમમાં રૂપાંતરિત કરવી અને સંખ્યાઓ સાથે મૂળભૂત અંકગણિત અને તાર્કિક કામગીરી તમને એન્જિનિયરિંગ કેલ્ક્યુલેટર (વિન્ડોઝ ઑપરેટિંગ સિસ્ટમની પ્રમાણભૂત એપ્લિકેશન) બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમનું માળખું

માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ માઇક્રોપ્રોસેસર (પ્રોસેસર) પર આધારિત છે જે માહિતી પ્રક્રિયા અને નિયંત્રણ કાર્યો કરે છે. બાકીના ઉપકરણો કે જે માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ બનાવે છે તે પ્રોસેસરને કામ કરવામાં મદદ કરીને સેવા આપે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ બનાવવા માટે ફરજિયાત ઉપકરણો ઇનપુટ/આઉટપુટ પોર્ટ છે અને અંશતઃ મેમરી... ઇનપુટ - આઉટપુટ પોર્ટ પ્રોસેસિંગ અથવા કંટ્રોલ ક્રિયાઓના પરિણામોને પ્રોસેસ કરવા અને આઉટપુટ કરવા માટે માહિતી પ્રદાન કરીને પ્રોસેસરને બહારની દુનિયા સાથે જોડે છે. બટનો (કીબોર્ડ), વિવિધ સેન્સર ઇનપુટ પોર્ટ સાથે જોડાયેલા છે; આઉટપુટ પોર્ટ્સ - ઉપકરણો કે જે વિદ્યુત નિયંત્રણની મંજૂરી આપે છે: સૂચકો, ડિસ્પ્લે, કોન્ટેક્ટર્સ, સોલેનોઇડ વાલ્વ, ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ, વગેરે.

પ્રોસેસરને ઓપરેટ કરવા માટે જરૂરી પ્રોગ્રામ (અથવા પ્રોગ્રામ્સનો સમૂહ) સ્ટોર કરવા માટે મેમરીની મુખ્યત્વે જરૂર પડે છે. પ્રોગ્રામ એ આદેશોનો ક્રમ છે જે પ્રોસેસર સમજે છે, જે માનવ (સામાન્ય રીતે પ્રોગ્રામર) દ્વારા લખવામાં આવે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમનું માળખું આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવ્યું છે. એક સરળ સ્વરૂપમાં, પ્રોસેસરમાં અંકગણિત તર્ક એકમ (ALU) હોય છે જે ડિજિટલ માહિતી પર પ્રક્રિયા કરે છે, અને નિયંત્રણ એકમ (CU).

મેમરીમાં સામાન્ય રીતે વાંચવા માટેની મેમરી (ROM) નો સમાવેશ થાય છે, જે બિન-અસ્થિર હોય છે અને માહિતીના લાંબા ગાળાના સંગ્રહ (દા.ત., પ્રોગ્રામ્સ), અને રેન્ડમ-એક્સેસ મેમરી (RAM) માટે બનાવાયેલ છે, જે અસ્થાયી ડેટા સંગ્રહ માટે બનાવાયેલ છે.

આકૃતિ 1 — માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમનું માળખું

પ્રોસેસર, પોર્ટ અને મેમરી એકબીજા સાથે બસો દ્વારા વાતચીત કરે છે. બસ એ વાયરનો સમૂહ છે જે કાર્યાત્મક રીતે એકીકૃત છે. સિસ્ટમ બસોના એક સેટને ઇન્ટ્રાસિસ્ટમ બસ કહેવામાં આવે છે, જેમાં છે:

• ડીબી ડેટા બસ (ડેટા બસ), જેના દ્વારા પ્રોસેસર, મેમરી અને પોર્ટ વચ્ચે ડેટાની આપલે થાય છે;

• એડ્રેસ બસ એબી (એડ્રેસ બસ), મેમરી સેલ અને પ્રોસેસરના પોર્ટને સંબોધવા માટે વપરાય છે;

• કંટ્રોલ બસ સીબી (કંટ્રોલ બસ), લીટીઓનો સમૂહ જે પ્રોસેસરમાંથી વિવિધ કંટ્રોલ સિગ્નલોને બાહ્ય ઉપકરણોમાં ટ્રાન્સમિટ કરે છે અને તેનાથી વિપરીત.

માઇક્રોપ્રોસેસર્સ

માઇક્રોપ્રોસેસર - એક સોફ્ટવેર-નિયંત્રિત ઉપકરણ ડિજિટલ માહિતી પર પ્રક્રિયા કરવા અને આ પ્રક્રિયાની પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવા માટે રચાયેલ છે, જે એક (અથવા અનેક) એકીકૃત સર્કિટના સ્વરૂપમાં ઇલેક્ટ્રોનિક તત્વોના ઉચ્ચ સ્તરના એકીકરણ સાથે બનાવવામાં આવે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસરને મોટી સંખ્યામાં પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, કારણ કે તે એક જટિલ સોફ્ટવેર-નિયંત્રિત ઉપકરણ અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ (માઇક્રોસિર્કિટ) બંને છે. તેથી, માઇક્રોપ્રોસેસર માટે, બંને કેસ પ્રકાર અને પ્રોસેસર માટે સુચના સેટ… માઇક્રોપ્રોસેસરની ક્ષમતાઓ માઇક્રોપ્રોસેસર આર્કિટેક્ચરની વિભાવના દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

પ્રોસેસરના નામમાં "માઇક્રો" ઉપસર્ગનો અર્થ એ છે કે તે માઇક્રોન ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને લાગુ કરવામાં આવે છે.

આકૃતિ 2 — ઇન્ટેલ પેન્ટિયમ 4 માઇક્રોપ્રોસેસરનું બાહ્ય દૃશ્ય

ઓપરેશન દરમિયાન, માઇક્રોપ્રોસેસર મેમરી અથવા ઇનપુટ પોર્ટમાંથી પ્રોગ્રામ આદેશો વાંચે છે અને તેને એક્ઝિક્યુટ કરે છે. દરેક આદેશનો અર્થ શું છે તે પ્રોસેસરના સૂચના સમૂહ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સૂચના સમૂહ માઇક્રોપ્રોસેસરના આર્કિટેક્ચરમાં બનેલ છે, અને આદેશ કોડનો અમલ પ્રોસેસરના આંતરિક તત્વો દ્વારા ચોક્કસ માઇક્રો-ઓપરેશનના અમલમાં વ્યક્ત થાય છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર આર્કિટેક્ચર - આ તેની તાર્કિક સંસ્થા છે; તે માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ બનાવવા માટે જરૂરી કાર્યોના હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેર અમલીકરણના સંદર્ભમાં માઇક્રોપ્રોસેસરની ક્ષમતાઓને વ્યાખ્યાયિત કરે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર્સની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:

1) ઘડિયાળની આવર્તન (માપનો એકમ MHz અથવા GHz) — 1 સેકન્ડમાં ઘડિયાળના સ્પંદનોની સંખ્યા.ઘડિયાળની કઠોળ ઘડિયાળ જનરેટર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે પ્રોસેસરની અંદર સ્થિત હોય છે. કારણ કે તમામ કામગીરી (સૂચનો) ઘડિયાળના ચક્રમાં કરવામાં આવે છે, પછી કાર્ય પ્રદર્શન (એકમ સમય દીઠ કરવામાં આવતી કામગીરીની સંખ્યા) ઘડિયાળની આવર્તન પર આધારિત છે. પ્રોસેસરની આવર્તન ચોક્કસ મર્યાદામાં બદલાઈ શકે છે.

2) બીટ પ્રોસેસર (8, 16, 32, 64 બિટ્સ, વગેરે.) — એક ઘડિયાળ ચક્રમાં પ્રક્રિયા કરાયેલ ડેટાના બાઈટ્સની સંખ્યા સ્પષ્ટ કરે છે. પ્રોસેસરની બીટ પહોળાઈ તેના આંતરિક રજીસ્ટરની બીટ પહોળાઈ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પ્રોસેસર 8-બીટ, 16-બીટ, 32-બીટ, 64-બીટ, વગેરે હોઈ શકે છે. એટલે કે. ડેટા 1, 2, 4, 8 બાઈટના હિસ્સામાં પ્રોસેસ થાય છે. તે સ્પષ્ટ છે કે બીટ ઊંડાઈ જેટલી વધારે છે, કામની ઉત્પાદકતા વધારે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસરનું આંતરિક આર્કિટેક્ચર

લાક્ષણિક 8-બીટ માઇક્રોપ્રોસેસરનું સરળ આંતરિક આર્કિટેક્ચર આકૃતિ 3 માં બતાવવામાં આવ્યું છે. માઇક્રોપ્રોસેસરની રચનાને ત્રણ મુખ્ય ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

1) આદેશો, ડેટા અને સરનામાંના અસ્થાયી સંગ્રહ માટે નોંધણીઓ;

2) અંકગણિત તર્ક એકમ (ALU) જે અંકગણિત અને તાર્કિક કામગીરી કરે છે;

3) કંટ્રોલ અને ટાઇમિંગ સર્કિટ — કમાન્ડ સિલેક્શન પૂરું પાડે છે, ALU નું ઑપરેશન ગોઠવે છે, બધા માઇક્રોપ્રોસેસર રજિસ્ટરની ઍક્સેસ પ્રદાન કરે છે, એક્સટર્નલ કંટ્રોલ સિગ્નલો અનુભવે છે અને જનરેટ કરે છે.

આકૃતિ 3 — 8-બીટ માઇક્રોપ્રોસેસરનું સરળ આંતરિક આર્કિટેક્ચર

જેમ તમે ડાયાગ્રામમાંથી જોઈ શકો છો, પ્રોસેસર રજિસ્ટર પર આધારિત છે, જે ખાસ (ચોક્કસ હેતુ સાથે) અને સામાન્ય હેતુના રજિસ્ટરમાં વહેંચાયેલું છે.

પ્રોગ્રામ કાઉન્ટર (કોમ્પ્યુટર) — આગામી આદેશ બાઈટનું સરનામું ધરાવતું રજિસ્ટર. પ્રોસેસરને એ જાણવાની જરૂર છે કે આગળ કયો આદેશ અમલમાં આવશે.

બેટરી - તર્ક અને અંકગણિત પ્રક્રિયા માટે મોટાભાગની સૂચનાઓમાં વપરાતું રજિસ્ટર; તે એએલયુ ઓપરેશન માટે જરૂરી ડેટાના બાઈટમાંથી એકનો સ્ત્રોત છે અને જ્યાં ALU ઓપરેશનનું પરિણામ મૂકવામાં આવ્યું છે તે સ્થાન છે.

ફંક્શન રજિસ્ટર (અથવા ફ્લેગ રજિસ્ટર) માઇક્રોપ્રોસેસરની આંતરિક સ્થિતિ વિશેની માહિતી ધરાવે છે, ખાસ કરીને છેલ્લા ALU ઓપરેશનનું પરિણામ. ધ્વજ રજિસ્ટર એ સામાન્ય અર્થમાં રજિસ્ટર નથી, પરંતુ ફક્ત ફ્લિપ ફ્લોપ્સનો સમૂહ છે (ઉપર અથવા નીચે ફ્લેગ કરો. સામાન્ય રીતે શૂન્ય, ઓવરફ્લો, નકારાત્મક અને વહન ફ્લેગ્સ હોય છે).

સ્ટેક પોઈન્ટર (SP) — સ્ટેકની સ્થિતિનો ટ્રૅક રાખે છે, એટલે કે, તે તેના છેલ્લા વપરાયેલ સેલનું સરનામું ધરાવે છે. સ્ટેક — ડેટા સ્ટોરેજ ગોઠવવાની રીત.

કમાન્ડ રજિસ્ટરમાં કમાન્ડ ડીકોડર દ્વારા ડીકોડ કરવામાં આવેલ વર્તમાન કમાન્ડ બાઈટનો સમાવેશ થાય છે.

બાહ્ય બસ લાઇનોને આંતરિક બસ લાઇનથી બફર્સ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે, અને મુખ્ય આંતરિક તત્વો હાઇ-સ્પીડ આંતરિક ડેટા બસ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

મલ્ટિપ્રોસેસર સિસ્ટમના પ્રભાવને સુધારવા માટે, કેન્દ્રીય પ્રોસેસરના કાર્યોને ઘણા પ્રોસેસરોમાં વિતરિત કરી શકાય છે. સેન્ટ્રલ પ્રોસેસરને મદદ કરવા માટે, કોમ્પ્યુટર ઘણીવાર કો-પ્રોસેસરનો પરિચય આપે છે, જે કોઈપણ ચોક્કસ કાર્યોના કાર્યક્ષમ અમલ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. વ્યાપક ગાણિતિક અને ગ્રાફિક સહ-પ્રોસેસર, ઇનપુટ અને આઉટપુટ બાહ્ય ઉપકરણો સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની સરળ પરંતુ અસંખ્ય કામગીરીમાંથી કેન્દ્રિય પ્રોસેસરને ઑફલોડ કરે છે.

વર્તમાન તબક્કે, ઉત્પાદકતા વધારવાની મુખ્ય દિશા એ મલ્ટી-કોર પ્રોસેસર્સનો વિકાસ છે, એટલે કે. સમાંતર (એકસાથે) અનેક કામગીરી કરવા માટે એક કેસમાં બે અથવા વધુ પ્રોસેસરોનું સંયોજન.

ઇન્ટેલ અને એએમડી પ્રોસેસર ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન માટે અગ્રણી કંપનીઓ છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ અલ્ગોરિધમનો

અલ્ગોરિધમ - એક ચોક્કસ પ્રિસ્ક્રિપ્શન જે પ્રારંભિક માહિતીને કામગીરીના ક્રમમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયાને વિશિષ્ટ રીતે સેટ કરે છે જે ચોક્કસ વર્ગના કાર્યોના સમૂહને ઉકેલવા અને ઇચ્છિત પરિણામ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે.

સમગ્ર માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમનું મુખ્ય નિયંત્રણ તત્વ એ પ્રોસેસર છે... તે, કેટલાક વિશિષ્ટ કેસોને બાદ કરતાં, અન્ય તમામ ઉપકરણોને નિયંત્રિત કરે છે. બાકીના ઉપકરણો, જેમ કે RAM, ROM અને I/O પોર્ટ, ગૌણ છે.

જલદી તે ચાલુ થાય છે, પ્રોસેસર મેમરી એરિયામાંથી ડિજિટલ કોડ્સ વાંચવાનું શરૂ કરે છે જે પ્રોગ્રામ્સ સ્ટોર કરવા માટે આરક્ષિત છે. વાંચન પ્રથમથી શરૂ કરીને, કોષ દ્વારા ક્રમિક રીતે કરવામાં આવે છે. સેલમાં ડેટા, સરનામાં અને આદેશો હોય છે. સૂચના એ પ્રાથમિક ક્રિયાઓમાંની એક છે જે માઇક્રોપ્રોસેસર કરી શકે છે. માઇક્રોપ્રોસેસરનું તમામ કાર્ય ક્રમિક વાંચન અને આદેશોના અમલ માટે ઘટાડવામાં આવે છે.

પ્રોગ્રામ આદેશોના અમલ દરમિયાન માઇક્રોપ્રોસેસરની ક્રિયાઓના ક્રમને ધ્યાનમાં લો:

1) આગલી સૂચનાનો અમલ થાય તે પહેલાં, માઇક્રોપ્રોસેસર તેનું સરનામું કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ કાઉન્ટરમાં સંગ્રહિત કરે છે.

2) MP કમ્પ્યુટરમાં સમાવિષ્ટ સરનામાં પર મેમરીને ઍક્સેસ કરે છે અને કમાન્ડ રજિસ્ટરમાં આગામી આદેશનો પ્રથમ બાઇટ મેમરીમાંથી વાંચે છે.

3) આદેશ ડીકોડર આદેશ કોડને ડીકોડ કરે છે (ડિસિફર કરે છે).

4) ડીકોડરમાંથી મળેલી માહિતી અનુસાર, કંટ્રોલ યુનિટ સૂક્ષ્મ-ઓપરેશન્સનો સમય-ક્રમાંકિત ક્રમ જનરેટ કરે છે જે આદેશ સૂચનાઓને અમલમાં મૂકે છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

— રજિસ્ટર અને મેમરીમાંથી ઓપરેન્ડ્સ મેળવે છે;

- આદેશ કોડ દ્વારા સૂચવ્યા મુજબ તેમના પર અંકગણિત, તાર્કિક અથવા અન્ય કામગીરી કરે છે;

- આદેશની લંબાઈને આધારે, કમ્પ્યુટરની સામગ્રીમાં ફેરફાર કરે છે;

- આગલા આદેશ પર નિયંત્રણ સ્થાનાંતરિત કરે છે જેનું સરનામું ફરીથી કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ કાઉન્ટરમાં છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર માટેની સૂચના સેટને ત્રણ જૂથોમાં વહેંચી શકાય છે:

1) ડેટા ખસેડવા માટે આદેશો

ટ્રાન્સફર મેમરી, પ્રોસેસર, I/O પોર્ટ્સ (દરેક પોર્ટનું પોતાનું સરનામું હોય છે), પ્રોસેસર રજિસ્ટર વચ્ચે થાય છે.

2) ડેટા ટ્રાન્સફોર્મેશન આદેશો

તમામ ડેટા (ટેક્સ્ટ, ચિત્ર, વિડિયો, વગેરે) સંખ્યાઓ છે અને માત્ર અંકગણિત અને તાર્કિક ક્રિયાઓ સંખ્યાઓ સાથે કરી શકાય છે. તેથી, આ જૂથના આદેશોમાં સરવાળો, બાદબાકી, સરખામણી, તાર્કિક કામગીરી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

3) નિયંત્રણ આદેશનું સ્થાનાંતરણ

પ્રોગ્રામમાં એક જ ક્રમિક સૂચના હોય તે ખૂબ જ દુર્લભ છે. મોટાભાગના અલ્ગોરિધમ્સને પ્રોગ્રામ બ્રાન્ચિંગની જરૂર હોય છે. પ્રોગ્રામ તેના કાર્યના અલ્ગોરિધમને બદલવા માટે, કોઈપણ સ્થિતિના આધારે, નિયંત્રણ સ્થાનાંતરણ આદેશોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ આદેશો વિવિધ પાથ સાથે પ્રોગ્રામ એક્ઝેક્યુશનના પ્રવાહને સુનિશ્ચિત કરે છે અને લૂપ્સ ગોઠવે છે.

બાહ્ય ઉપકરણો

બાહ્ય ઉપકરણોમાં એવા તમામ ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે જે પ્રોસેસરની બાહ્ય હોય (RAM સિવાય) અને I/O પોર્ટ દ્વારા કનેક્ટેડ હોય. બાહ્ય ઉપકરણોને ત્રણ જૂથોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે:

1) માનવ-કમ્પ્યુટર સંચાર ઉપકરણો (કીબોર્ડ, મોનિટર, પ્રિન્ટર, વગેરે);

2) નિયંત્રણ ઑબ્જેક્ટ્સ (સેન્સર, એક્ટ્યુએટર્સ, ADC અને DAC) સાથે સંચાર માટે ઉપકરણો;

3) મોટી ક્ષમતાવાળા બાહ્ય સ્ટોરેજ ઉપકરણો (હાર્ડ ડિસ્ક, ફ્લોપી ડિસ્ક).

બાહ્ય ઉપકરણો માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ સાથે ભૌતિક રીતે જોડાયેલા હોય છે — કનેક્ટર્સ દ્વારા અને તાર્કિક રીતે — બંદરો (નિયંત્રકો) દ્વારા.

પ્રોસેસર અને બાહ્ય ઉપકરણો વચ્ચે ઇન્ટરફેસ કરવા માટે ઇન્ટરપ્ટ સિસ્ટમ (મિકેનિઝમ) નો ઉપયોગ થાય છે.

વિક્ષેપ સિસ્ટમ

આ એક વિશિષ્ટ મિકેનિઝમ છે જે કોઈપણ સમયે, બાહ્ય સિગ્નલ દ્વારા, પ્રોસેસરને મુખ્ય પ્રોગ્રામના અમલને રોકવા માટે દબાણ કરવા, વિક્ષેપનું કારણ બનેલી ઘટનાથી સંબંધિત કામગીરી કરવા અને પછી મુખ્ય પ્રોગ્રામના અમલ પર પાછા ફરવાની મંજૂરી આપે છે. .

દરેક માઇક્રોપ્રોસેસરમાં ઓછામાં ઓછું એક ઇન્ટરપ્ટ રિક્વેસ્ટ ઇનપુટ INT (ઇન્ટરપ્ટ શબ્દમાંથી) હોય છે.

ચાલો કીબોર્ડ (આકૃતિ 4) સાથે વ્યક્તિગત કમ્પ્યુટર પ્રોસેસરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ઉદાહરણને ધ્યાનમાં લઈએ.

કીબોર્ડ — સાંકેતિક માહિતી અને નિયંત્રણ આદેશો દાખલ કરવા માટેનું ઉપકરણ. કીબોર્ડને કનેક્ટ કરવા માટે, કમ્પ્યુટરમાં વિશિષ્ટ કીબોર્ડ પોર્ટ (ચિપ) છે.

આકૃતિ 4 — કીબોર્ડ સાથે CPU ઓપરેશન

કાર્યનું અલ્ગોરિધમ:

1) જ્યારે કી દબાવવામાં આવે છે, ત્યારે કીબોર્ડ નિયંત્રક સંખ્યાત્મક કોડ જનરેટ કરે છે. આ સિગ્નલ કીબોર્ડ પોર્ટ ચિપ પર જાય છે.

2) કીબોર્ડ પોર્ટ CPU ને ઇન્ટરપ્ટ સિગ્નલ મોકલે છે. દરેક બાહ્ય ઉપકરણનો પોતાનો ઇન્ટરપ્ટ નંબર હોય છે જેના દ્વારા પ્રોસેસર તેને ઓળખે છે.

3) કીબોર્ડમાંથી વિક્ષેપ પ્રાપ્ત કર્યા પછી, પ્રોસેસર પ્રોગ્રામના અમલીકરણમાં વિક્ષેપ પાડે છે (ઉદાહરણ તરીકે, માઈક્રોસોફ્ટ ઓફિસ વર્ડ એડિટર) અને મેમરીમાંથી કીબોર્ડ કોડ્સની પ્રક્રિયા કરવા માટે પ્રોગ્રામ લોડ કરે છે. આવા પ્રોગ્રામને ડ્રાઇવર કહેવામાં આવે છે.

4) આ પ્રોગ્રામ પ્રોસેસરને કીબોર્ડ પોર્ટ પર નિર્દેશિત કરે છે અને સંખ્યાત્મક કોડ પ્રોસેસર રજિસ્ટરમાં લોડ થાય છે.

5) ડિજિટલ કોડ મેમરીમાં સંગ્રહિત થાય છે અને પ્રોસેસર અન્ય કાર્ય કરવાનું ચાલુ રાખે છે.

ઓપરેશનની ઊંચી ઝડપને લીધે, પ્રોસેસર એક સાથે મોટી સંખ્યામાં પ્રક્રિયાઓ કરે છે.