16 биттік әмбебап микропроцессорлар. Intel 8086. Intel 80286.

Тақырып: 16 биттік әмбебап микропроцессорлар. Intel 8086 және Intel 80286

 

---

 

 Кіріспе

 

16 биттік әмбебап микропроцессорлар – мәліметтерді өңдеуде және басқаруда жоғары өнімділікке ие болған алғашқы микропроцессорлар. Бұл процессорлар бір уақытта 16 биттік мәліметтерді өңдей алады және кең ауқымды бағдарламаларды орындауға мүмкіндік береді. 16 биттік процессорлар дербес компьютерлер мен өнеркәсіптік құрылғылардың дамуына зор әсер етіп, олардың негізінде заманауи есептеу техникасы дамыды.

 

Intel 8086 және Intel 80286 – 16 биттік әмбебап микропроцессорлардың ең танымал үлгілері және олар көптеген сандық құрылғыларда қолданылды. Intel 8086 1978 жылы, ал Intel 80286 1982 жылы Intel компаниясы шығарған, және олардың мүмкіндіктері сол кезеңде компьютерлік технологиялар үшін жаңа мүмкіндіктер ашты.

 

---

 

 Intel 8086 микропроцессоры

 

Intel 8086 – бұл Intel компаниясы шығарған алғашқы 16 биттік микропроцессор, оның бір уақытта 16 биттік мәліметтерді өңдеу мүмкіндігі бар. Intel 8086 негізінде алғашқы дербес компьютерлер жасалып, ол IBM PC компьютерлерінде кеңінен қолданылды.

 

# Intel 8086 микропроцессорының негізгі сипаттамалары:

 

1. Биттік тереңдік: 16 бит, яғни процессор бір операцияда 16 биттік мәліметтерді өңдей алады.

2. Адрес кеңістігі: 20 биттік адрес шинасы бар, ол 1 Мбайт жадты адрестей алады (2^20 = 1,048,576 байт).

3. Тактілік жиілігі: Бастапқы үлгілерде 5, 8 және 10 МГц.

4. Жады сегментациясы: Intel 8086 1 Мбайт жадыны сегменттерге бөлуді қолданады. Әрбір сегмент 64 Кбайт жадыдан тұрады.

5. Регистлер: 14 жалпы тағайындалған регистрлер бар, олардың ішінде AX, BX, CX, DX, SP, BP, SI, DI регистрлері негізгі мәліметтерді өңдеу және сегменттерді басқару үшін қолданылады.

 

# Intel 8086 микропроцессорының құрылымы

 

Intel 8086 құрылымы екі негізгі блоктан тұрады:

- Орындау құрылғысы (Execution Unit, EU): Мәліметтерді өңдеумен және командаларды орындаумен айналысады. Бұл блоктың құрамында АЛҚ, регистрлер және басқару блогы бар.

- Шина интерфейсі құрылғысы (Bus Interface Unit, BIU): Мәліметтерді, адрестерді және командаларды шина арқылы алмасуды қамтамасыз етеді. Бұл блок жады және кіріс-шығыс құрылғыларымен байланыс орнатады.

 

Intel 8086 сегментациялау арқылы жадыны тиімді пайдаланады. Жады 4 сегментке бөлінеді: код сегменті, мәліметтер сегменті, стек сегменті және қосымша сегмент.

 

# Intel 8086 микропроцессорының жұмыс принципі

 

Intel 8086 жұмыс принципі командалар циклынан тұрады: алу, декодтау және орындау. Командалар жадтан алынып, шина арқылы орындау құрылғысына жіберіледі. Орындау құрылғысы команданы декодтап, қажетті операцияны орындайды. Бұл процесс үздіксіз қайталанып, процессор командаларды жылдам орындайды.

 

---

 

 Intel 80286 микропроцессоры

 

Intel 80286 – бұл Intel компаниясы шығарған 16 биттік микропроцессорлардың жетілдірілген үлгісі. Intel 80286-да жадыны басқару жақсартылып, 8086 процессорына қарағанда тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік беретін жаңа мүмкіндіктер қосылған. Бұл процессор IBM PC AT компьютерлерінде кеңінен қолданылып, оның арқасында компьютерлік технологиялар жаңа деңгейге көтерілді.

 

# Intel 80286 микропроцессорының негізгі сипаттамалары:

 

1. Биттік тереңдік: 16 бит.

2. Адрес кеңістігі: 24 биттік адрес шинасы бар, бұл процессорға 16 Мбайт жадты адрестеуге мүмкіндік береді.

3. Тактілік жиілігі: 6, 8 және 12.5 МГц.

4. Қорғалған режим (Protected Mode): 80286 процессоры жаңа қорғалған режимде жұмыс істей алады, ол арқылы операциялық жүйеге бірнеше қолданбаларды бір уақытта қорғаумен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

5. Сегментация және виртуалды жады: Сегментация арқылы үлкен жад аймағын басқару мүмкіндігі бар және жадты тиімді қолдануға жағдай жасайды.

 

# Intel 80286 микропроцессорының құрылымы

 

Intel 80286 микропроцессорында орындау құрылғысы және шина интерфейсі құрылғысы бар, бірақ оның ішкі архитектурасында қосымша мүмкіндіктер бар:

 

- Қорғалған режимді қолдау: Бұл режимде әрбір қолданбаға арнайы жады аймағы бөлініп, басқа қолданбалардың жадына кіру мүмкіндігі шектеледі. Бұл жүйенің сенімділігін арттырады.

- Мәліметтерді және кодты қорғау: Жадыға рұқсатсыз қол жеткізуге жол бермейді, бұл қосымша қауіпсіздік деңгейін қамтамасыз етеді.

- Кэш жады жоқ: 80286 процессорында кэш жады қарастырылмаған, бірақ ол тиімді жады сегментациясы арқылы жетілдірілген.

 

# Intel 80286 микропроцессорының жұмыс принципі

 

Intel 80286 процессоры да командалар циклымен жұмыс істейді. Бірақ бұл процессорда екі негізгі жұмыс режимі бар:

1. Нақты режим (Real Mode): 8086 процессорымен толық үйлесімділік үшін қолданылады. Жады кеңістігі 1 Мбайтпен шектелген.

2. Қорғалған режим (Protected Mode): Кеңейтілген жады кеңістігін пайдаланады (16 Мбайт) және әрбір қолданбаның жады аймағын қорғауды қамтамасыз етеді.

 

Бұл режимдердің болуы 80286 процессорын көпқолданушылық және көптапсырмалық жүйелерде тиімді пайдалануға мүмкіндік берді.

 

---

 

 Intel 8086 және Intel 80286 процессорларының салыстырмасы

 

| Сипаттамасы               | Intel 8086                         | Intel 80286                      |

|---------------------------|------------------------------------|----------------------------------|

| Биттік тереңдік           | 16 бит                             | 16 бит                           |

| Адрес кеңістігі           | 1 Мбайт                            | 16 Мбайт                          |

| Тактілік жиілігі          | 5-10 МГц                           | 6-12.5 МГц                        |

| Жады сегментациясы        | 4 сегмент (64 Кбайт әрбірі)        | Кеңейтілген сегментация           |

| Қорғалған режим           | Жоқ                                | Бар                               |

| Қолдану салалары          | Микрокомпьютерлер, IBM PC          | IBM PC AT, көптапсырмалы жүйелер |

 

---

 

 Қорытынды

 

Intel 8086 және Intel 80286 процессорлары 16 биттік микропроцессорлар эволюциясында маңызды рөл атқарды. Intel 8086 микропроцессоры алғашқы дербес компьютерлердің дамуына жол ашып, өзінің қарапайым құрылымымен ерекшеленді. Ал, Intel 80286 процессоры қорғалған режим және кеңейтілген жадты пайдалану мүмкіндігімен күрделі көпқолданушылық және көптапсырмалы операциялық жүйелерде қолданылды. Бұл процессорлар қазіргі заманғы микропроцессорлық жүйелердің негізін қалап, компьютерлік технологиялардың дамуына зор үлес қосты.