دیتاپد

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
یک میکرومعماری دیتاپد که پیرامون یک گذرگاه منفرد سازماندهی شده‌است.

یک دیتاپد (به انگلیسی: datapath) یا مسیرداده گردآوردی از واحدهای تابعی است (مانند واحد حساب و منطق یا ضرب‌کننده دودویی که عملیات پردازش داده را انجام می دهد، ثبات‌ها و گذرگاه‌ها).[۱] دیتاپد همراه با واحد کنترل، واحد پردازش مرکزی را می‌سازد.[۱] یک دیتاپد بزرگتر را می‌توان با اتصال بیش از یک مسیرداده و به کمک تسهیم‌کننده‌ها ایجاد کرد.

در اواخر دهه نود میلادی، تحقیقات بسیاری در حوزه دیتاپد در حال رشد بود. .[۲]

بلوک‌های عملیاتی از یک دیتاپد[ویرایش]

در پردازنده‌های کامپیوتری دیتاپد اغلب شامل بلوک‌های عملیاتی زیر است:

  • ریجیستر دستورها، دستورهای جاری برای اجرا ذخیره می‌شود.
  • شمارنده برنامه (به انگلیسی: program Counter) آدرس بعدی دستورها را برای واکشی ذخیره می‌کند.
  • رجیستر آدرس حافظه (MAR) رجیستری که آدرس حافظه داده‌هایی که در سی پی یو واکشی شده‌اند یا آدرس داده‌هایی که ذخیره یا ارسال می‌شود را در خود ذخیره می‌کند.
  • رجیستر داده حافظه (MDR) یک رجیستر از واحد کنترل کامپیوتر است که داده‌هایی که می‌خواهند در ذخیره ساز کامپیوتر به عنوان مثال در رم ذخیره شوند در آن ذخیره می‌شوند؛ یا داده‌هایی بعد از واکشی از ذخیره ساز کامپیوتر را در خود ذخیره می‌کند.

همچنین دو ریجیستر ذاتی در پردازنده وجود دارد که ارتباط پردازنده را با حافظه تهسیل می‌کند. یا اساساً به عملیات‌های حافظه در رجیستر کمک می‌کند.

سازمان تک باس در دیتاپد[ویرایش]

مهم‌ترین و معروف‌ترین قسمت ارتباط داخلی برای رجیسترهای درون پردازنده، باس سیستم است. این باس به باس پردازنده است. این باس با باس‌های خارجی مانند باس‌های ارتباطی با حافظه و دستگاهای خروجی و ورودی در پردازنده قاطی نمی‌شود.

این باس‌های خارجی با باس‌های داخلی به وسیله رجیسترهای MDR و MAR متصل می‌شوند. خطوط دیتا از باس خارجی به MDR و خطوط آدرس به MAR متصل می‌شوند. MDR یک ریجستر دو طرفه است؛ که می‌تواند داده‌ها را در هر یک از باس‌های داخلی و خارجی دریافت و ارسال کند. MAR یک ریجیستر یک طرفه است. این ریجیستر آدرس را از باس داخلی دریافت و آن را بر روی باس خارجی قرار می‌دهد.

واحد حساب و منطق (alu) برای اجرای عملیات حسابی و منطقی بر روی داده‌های مختلف ریجیسترها اجرا می‌شوند؛ که قلب پردازنده هست.

یک مولتی پلکسر یک انتخاب با مقدار ثابت ۴ یا ریجیستر X را فراهم می‌کند. مقدار ثابت ۴ وقتی انتخاب می‌شود که دستور کامل شده است و شمارنده برنامه افزایش پیدا می‌کند. {همان‌طور که قبلاً ذکر شده: (PC ← (PC)+4)}.

پردازنده از تمام این بلوک‌ها به منظور عملیات اولیه زیر استفاده می‌کند:

  1. ریجیستر داخلی انتقال داده
  2. عملیات منطقی یا ریاضی
  3. بازیابی اطلاعات از حافظه
  4. نوشتن داده‌ها به حافظه

پانویس[ویرایش]

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ Null, Linda; Lobur, Julia (2006). The Essentials of Computer Organization and Architecture. Jones & Bartlett Learning. p. 2016. ISBN 978-0-7637-3769-6. All computers have a CPU that can be divided into two pieces. The first is the datapath, which is a network of storage units (registers) and arithmetic and logic units... connected by buses... where the timing is controlled by clocks.
  2. J. R. Hauser and J. Wawrzynek, Garp: a MIPS processor with a reconfigurable coprocessor, FCCM’97, 1997, pp. 12–21.[پیوند مرده]

منابع[ویرایش]

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Datapath». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۲۵ آوریل ۲۰۲۱.