கணினி

கணினிகள் செயல்படும் முறை

பொதுத் தேவைகளுக்கான ஒரு கணினி நான்கு முக்கியமான பிரிவுகளைக் கொண்டுள்ளது. இவை, # கணித ஏரண அகம் (arithmetic and logic unit)

1. கட்டுப்பாட்டகம் (Control unit)
2. நினைவகம் (memory)
3. உள்ளிடு சாதனங்களும், வெளியீட்டுச் சாதனங்களும்

இப் பகுதிகள், கம்பித் தொகுதிகளினால் உருவாக்கப்படும் பாட்டைகளினால் (busses) ஒன்றுடன் ஒன்று தொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

கட்டுப்பாட்டகம், கணித ஏரண அகம், பதிவகம் (registers), அடிப்படையான உள்ளிடு - வெளியீட்டுச் சாதனங்கள், இவற்றுடன் நெருக்கமாக இணைக்கப்படும் பிற வன்பொருட்கள் என்பன ஒருங்கே மையச் செயலகம் (central processing unit) எனப்படுகின்றன. தொடக்ககால மையச் செயலகங்கள் தனித்தனியான கூறுகளைக் கொண்டிருந்தன. ஆனால் 1970களின் நடுப்பகுதியில் இருந்து இவையனைத்தும் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு ஒரே ஒருங்கிணை சுற்றமைப்பாக (integrated circuit) உருவாக்கப்படுகின்றது. இது நுண்செயலகம் (microprocessor) எனப்படுகின்றது.

கட்டுப்பாட்டகம்

கட்டுப்பாட்டுத் தொகுதி அல்லது மையக் கட்டுப்படுத்தி என்றும் சில சமயங்களில் அழைக்கப் படுகின்ற கட்டுப்பாட்டகம், கணினியில் பல்வேறு கூறுகளை இயக்குகிறது. இது ஆணைகளை ஒவ்வொன்றாக வாசித்து அவற்றைக் குறிநீக்குகிறது (decode). கட்டுப்பாட்டுத் தொகுதி குறிநீக்கிய ஆணைகளைத் தொடராக கட்டுப்பாட்டுக் குறிப்புகளாக்கி அவற்றின் மூலம் கணினியின் பிற பாகங்களை இயக்குகிறது. உயர்தரக் கணினிகளில், கட்டுப்பாட்டகம், செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்காக ஆணைகளின் ஒழுங்கை மாற்றவும் கூடும்.

எல்லா மையச் செயலகங்களிலும் பொதுவாக இருக்கும் ஒரு கூறு ஆணைச்சுட்டியாகும். சிறப்பு நினைவகமான இக் கூறு, அடுத்த ஆணையை நினைவகத்தின் எவ்விடத்திலிருந்து வாசிக்க வேண்டும் என்பதை நினைவில் வைத்திருக்கிறது.

கட்டுப்பாட்டகத்தின் செயல்பாட்டு ஒழுங்குகளும், அவற்றின் வகைகளைப் பொறுத்து மாறுபாடாக அமையக் கூடும். சில படிமுறைகளை ஒன்றன்பின் ஒன்றாகச் செய்யாமல் ஒரே நேரத்தில் செய்யும் நிலைகளும் உண்டு. கீழே தரப்பட்டுள்ள செயல்முறைகள் எளிமைப் படுத்தப்பட்ட ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஆகும்.

1. ஆணைச்சுட்டியினால் சுட்டப்படும், அடுத்த ஆணைக்குரிய குறிமுறையை வாசித்தல்.
2. கணினியின் பிற தொகுதிகளுக்கு ஆணை வழங்குவதற்காக எண்முறைக் குறியீடுகளை குறிப்புகளாக மாற்றும் பொருட்டு அவற்றைக் குறிநீக்குதல்.
3. ஆணைச்சுட்டி அடுத்த ஆணையைச் சுட்டும் வகையில் அதனை ஏறுமானம் (Increment) செய்தல்.
4. ஆணைகளைச் செயல்படுத்தத் தேவையான தரவுகளை நினைவகத்திலிருந்து அல்லது உள்ளிடு சாதனத்தில் இருந்து வாசித்தல். தேவைப்படும் தரவுகள் இருக்கும் இடம் பெரும்பாலும் ஆணைக் குறிமுறைகளுள் தரப்பட்டிருக்கும்.
5. தேவையான தரவுகளை கணித ஏரண அகத்துக்கு அல்லது பதிவகத்துக்கு வழங்குதல்.
6. ஆணைகளை நிறைவேற்றுவதற்கு, கணித ஏரண அகத்தின் அல்லது வேறு சிறப்பு வன்பொருட்களின் தேவை இருப்பின், அவ்வேலையைச் செய்வதற்குக் குறித்த வன்பொருளுக்கு ஆணையிடுதல்.
7. கணித ஏரண அகத்திலிருந்து கிடைக்கும் முடிவுகளை நினைவகத்தின் ஒரு இடத்திலோ, பதிவகத்திலோ, வெளியீட்டுச் சாதனம் மூலமாகவோ எழுதுதல்.
8. மீண்டும் முதலாவது படிமுறைக்குச் செல்லுதல்.

கருத்துரு அடிப்படையில், ஆணைச்சுட்டி என்பது இன்னொரு நினைவகமே என்பதால், இது கணித ஏரண அகத்தில் செய்யப்படும் கணிப்பீடுகளினால் மாற்றப்படலாம். ஆணைச் சுட்டிக்கு 100 ஐக் கூட்டுவதன் மூலம் அது அடுத்த ஆணையை நிரலில் 100 இடங்கள் கீழே தள்ளியுள்ள இடத்திலிருந்து வாசிக்கும்படி செய்யலாம். ஆணைச்சுட்டியை மாற்றும் ஆணைகள் தாவல்கள் எனப்படுகின்றன. இவை, கணினிகளால் திரும்பத் திரும்ப நிறைவேற்றப்படக் கூடிய ஆணைகளான கண்ணிகள், நிபந்தனை ஆணைகள் என்பவற்றுக்கும் இடமளிக்கின்றன.

ஒரு ஆணையைச் செயல்படுத்துவதற்காகக் கட்டுப்பாட்டகம் நடைமுறைப்படுத்தும் இயக்கங்களுக்கான படிமுறைகள் ஒரு சிறிய கணினி நிரல்களைப் போன்றவை என்பது கவனிக்கத் தக்கது. உண்மையில் சில சிக்கலான மையச் செயலக வடிவமைப்புக்களில், இத்தகைய வேலைகளைச் செய்யும் நுண்குறிமுறைகளை இயக்குவதற்காக நுண்வரிசைமுறையாக்கி (microsequencer) என்னும் சிறிய கணினி பயன்படுத்தப்படுவது உண்டு.