Компьютердің негізгі блоктарының элементтерін ұйымдастыру. Процессордың архитектуралық ұйымдасуы

Пәннің атауы: ЭЕМ-ді ұйымдастыру

Тақырып: Компьютердің негізгі блоктарының элементтерін ұйымдастыру. Процессордың архитектуралық ұйымдасуы

Дәрістің қарастыратын негізгі сұрақтары:

Компьютердің негізгі блоктарының элементтерін ұйымдастыру

Процессордың архитектуралық ұйымдасуы

Дербес клмпьютердің негізгі конфигурациясы келесі бөлімдерден тұрады:

Жүйелік блок;

Мәтіндік жыне графи калық информацияны кескіндеуге арналған монитор немес дисплей;

Әр түрлі символдарды компьютерге енгізуге арналған пернетақта.

Жүйелік блок.

Компьютердің қызметі - қолданушының берген командаларын орындау, ақпаратты қабылдау, өңдеу, сақтау мен шығару. Кез келген ЭЕМ құрамына процессор, жад, ақпаратты енгізу мен шығару құрылғылары жатады.

Жүйелік блок компьютердің басқа бөліктеріне қарағанда сырт көзге айқын көрінбейді, бірақ ол компьютердің ең негізгі құрылғысы болып табылады. Онда компьютердің барлық негізгі түйіндері орналасқан:

- компьютердің жұмысын басқаратын электрондық схемалар (микропроцессор, оперативтік жад, құрылғылардың контроллерлері т. с. с. ) ;

- компьютердің электрондық схемасына берілетін, желінің электор қорегін төмен кернеулі тұрақты токқа айналдыратын, қоректену блогі;

- иілгіш магнитттік дискіден (дискеттен) тікелей оқуға және жазуға мүмкіндік беретін иілгіш магниттік дискідегі жинақтауыштар (немесе дисководтар) ;

- орнынан алынбайтын қатты магниттік дискіден (винчестерден) тікелей оқуға және жазуға мүмкіндік беретін қатты магниттік дискідегі жинақтауыштар;

- және басқада жабдықтар .

Информацияны сақтау құрылғылары

Компьютерде информацияны сақтауда магниттік дискілердегі жинақтауыштар қолданылады. Магниттік дискідегі жинақтауыштар (МДЖ) екі түрлі болады: иілгіш магниттік дискідегі жинақтауыш (ИМДЖ) және қатты магниттік дискідегі жинақтауыш (ҚМДЖ) .

Иілгіш дискілер (дискеттер) құжаттар мен программаларды бір компьютерден екінші компьюдерге тасымалдау үшін қолданылады және мәліметтерді компьютерден тыс сақтап қою үшін қажет.

Қатты диск - барлық компьютерлерде болатын мәліметті сақтау құрылғыларының ішіндегі (оперативтік жадтан басқа) ең жылдам мәлімет алу, мәліметті тез жазу мен оқу мүмкіндігін беретін құрылғы. Қатты дискідегі мәлімет жинақтауыштар (винчестер) компьютер жұмысы кезінде қолданылатын ақпараттарды тұрақты түрде сақтайды, ол ақпараттар: операция жүйесінің программалары, жиі қолданылатын программа пакеттері, құжаттар редакторы, программалау тілдерінің трансляторлары т. б.

Қатты дискілердің негізгі сипаттамалары:

1) Сыйымдылығы, яғни дискіге қанша ақпарат сыяды;

2) жылдамдылығы, мәлімет алу, мәліметті тез жазу мен оқу мүмкіндігі;

3) интерфейсі, қатты диск жалғасатын контроллер типі (көбінесе - ІDE /EІDE мен SCSІ жеке варианты) .

Қатты диск орнынан алынбайды, ауа кірмейтіндей жабық корпусқа салынып, жүйелі блокта орналасады. Винчестерге өте көп мәлімет көлемі сияды.

Компакт-дискілерді (CD-ROM-дискі немесе CD) іс жүзінде барлық қамту программаларын жасаушылар ақпаратты сақтайтын құрал ретінде қолданады (соңғы кезде оларды DVD технологиясы ығыстырып келеді) .

Информацияны енгізу құрылғылары

Қазіргі кездегі көпшілік программаларда тышқан немесе оның орнына басқа сілтегіш құрылғыларсыз (тышқан және басқа сілтегіш құрылғылар, трекбол, сенсорлық тақта, трекпойнттар т. с. с. ) жұмыс істеу мүмкін емес. Сондай-ақ информацияны енгізу құрылғыларына джойстик, пернетақта, сканер, дигитайзер (графиктік планшет), түрлендіру платалары (АЦП, ЦАП) жатады.

IBM PC компьютерлерінің пернетақтасы алты пернелер тобынан тұрады:

1. Алфавитті - цифрлы және таңбалы пернелер, 0-9 араб цифрлары, A-Z латын әріптері, А-Я кириллица таңбалары, тыныс белгілері, «+», «-», «/» т. с. с. қызметші таңбалар;

2. F1, F2, …, F10 функционалды пернелері;

3. Enter, Esc, Tab қызметші пернелері;

4. Курсордың бағытын басқаратын Left, Right, Up, Dn, Home, End және т. с. с. редакторлау пернелері;

5. Көмекші сандар пернелігі;

6. Жарықдиодтары пернелері.

Информацияны шығару құрылғылары

Компьютер мониторы (дисплей) мәтін мен графикалық ақпараттарды экранға шығару үшін қажет. Мониторда көрсетілетін бейнені анықтау үшін бейнелеу сигналын беретін электрондық схемаларды видеоконтроллер дейміз. Олар түрлі-түсті монохромды болып бөлінеді. Сонымен қатар, мәтіндік және графиктік режимдерде жұмыс істейді. Графиктік режимде бейне теледидар экраны сияқты мозайкадан, әртүрлі түске боялған нүктелерден тұрады. Экрандағы бейненің ең кіші элементі (нүктесі) пиксель деп аталады. Мәтіндік режимде әр таңба үшін пиксельдерден құрылған «матрица» түзіледі де, бейне бүтін матрица ретінде экранға шығарылады. Сондықтан да мәтіндік режимде бейне графиктік режимге қарағанда экранға тез шығады. Видеобластер (видеокарта) - мониторға сыртқы құралдардан түскен кескіндерді (видеокамера, фотоаппарат, телевизор т. б. ) монитор экранына шығарады.

Принтерлер - баспа құрылғысы, алуан шрифт түрлері пайдаланылған күрделі мәтіндік және графиктік ақпараттарды компьютердің жедел жадынан қағазға басып шығаруға арналған, олар көптеп басып береді. Қазіргі кезде принтерлердің матрицалық, лазерлік, сия бүріккіш және термографиктік түрлері бар. Өте сапалы түрлі түсті бейнелерді қағазға шығару үшін арнайы принтерлер - сублимациялық (dye sublіmatіon) қолданылады. Бұлардан басқа шығару құрылғыларына плоттерлер (графостроитель), саундбластер (дыбыс картасы) жатады.

Модем және факс-модем - компьютер арқылы факс жіберу мен қабылдауға, компьютерлер арасында мәлімет алмасуға, жалпы электрондық Іnternet желісін қолдануға, электрондық почтамен жұмсы істеуге т. б. іс әрекеттер жасауға қажетті қосымша құрылғылар.

Мультимедиа жабдықтары экранға мәліметтерді түрлі-түсті мәтіндік, графикалық, дыбыстық мүмкіндіктерді біріктіре отырып шығарып, компьютердің барлық жылжыту, сөйлету, музыка беру жақтарын толық пайдаланады.

ЭЕМ-нің ішкі архитектурасы

Процессорлар тікелей ақпаратты өңдеумен айналысады, ЭЕМ-нің “миы”. Оны CPU (Central Processіng Unіt) - орталық процессорлық құрылғы деп те атайды. Процессордың негізгі параметрлеріне - ең үлкен тактылы жиілік; тактілі жиіліктің еселігі; ішкі регистрлердің бит бойынша разрядтылығы; мәліметтер шинасының бит бойынша разрядтылығы; ішкі кэш-жады; қосалқы процессор; транзисторлар саны; кристалдық элементтердің көлемі; корпусы; электр қуатын қолдануы; қорек қысымы және қолдану уақытын жатқызуға болады.

Микропроцессор - компьютердің ең басты элементі болып табылады, шаєын электрондық схема. . Орталық процессордан тұратын микропроцессорды кейде чип (chіp) деп атайды. Компьютердің арифметикалық және логикалық амалдарды орындайтын, командаларды танып оны орындауға жіберетін бөлігін орталық процессор дейміз.

Қадамдық (тактіліқ) жиілік -- микропроцессордың ішіндегі қарапайым операцияларды орындау жылдамдығының көрсеткіші. Микропроцессордың дұрыс жұмыс істеуі компьютерге қосылған барлық жабдықтардың өз ара үйлесімді, синхронды және бірсарынды жұмыс істеуіне байланысты.

Бірдей моделді микропроцессорлардың әртүрлі қадамдық жиілігі болуы мүмкін, микропроцессордың қадамдық жиілігі жоғары болуына байланысты жұмыс істеу мүмкіндігі мен бағасы да жоғары. Қадамдық жиілік мегагерпен өлшенеді (МГц) .

Қосалқы процессор (сопроцессор) . Компьютерде көпшілік математикалық есептеулер кезінде нақты сандарға математикалық амалдар қолдануды микропроцессордың өзінің орындағаны тиімді. Іntel-8088, 80286, 80386, 80486SX микропроцессорларының мұндай мүмкіндіктері жоқ, сондықтан оларға математикалық сопроцессорлар қосылады. Іntel фирмасының жаңа микропроцессорлары (80486DX, Pentіum және Pentіum Pro) нақты сандарға математикалық амалдарды өздері орындай алады, сопроцессордың қажеті жоқ.

Электрондық платалар, контроллер мен шиналар

Электрондық плата. ІBM PC компьютерлерінің электрондық мүмкіндіктері бірнеше модульдер - электрондық платалар арқылы орындалады. Әр плата өзара сымдармен жалғасатын электрондық компоненттер (микросхемалар, конденсаторлар т. б. ) мен әртүрлі тетіктер (разъем) бекітілген жазық пластинкадан тұрады.

Жүйелік (аналық) плата. Компьютердегі ең үлкен электрондық плата жүйелік немесе аналақ, плата. Онда негізгі микропроцессор, оперативтік жад, кэш-жад, шина (немесе шиналар) мен BІOS, кейбір құрылғыларын басқаратын электрондық схемалар (контроллерлер) орналасқан. Ол компьютердің жұмыс жылдамдығын, жад көлемі мен жаңа моделдерін жасауды анықтайды. Компьютердің толық жұмыс істеуіне тек орталық процессор мен жад жеткіліксіз, оған енгізу құрылғылары, шығару құрылғылары, мәліметтер сақтайтын құрылғылар қажет.

Аналық платада чипсет (chіp set) деп аталатын, орталық процессорға (ОП) компьютер жүйесін басқаруға көмектесетін бірнеше микросхемалар, немесе чиптер орналасқан. Әдетте чипсет құрамына: шина контроллерлері; жад контроллерлері; адрес пен мәліметтер үшін буфер; шеткері (перифериялық) құрылғы контроллерлері кіреді.

Контроллерлер. Компьютердің әртүрлі құрылғыларын басқаратын электрондық схемаларды контроллерлер деп атаймыз. Барлыќ ІBM PC компьютерлерінде перне тақтаны, мониторды, дискіқозғағышты, қатты дискіні т. б. басқаратын контроллерлер бар. Қазіргі компьютерлердегі контроллерлердің көбі аналық плата құрамына кіреді, оларды іштей орналасқан немесе интегралдық дейді. Көп жағдайда контроллерлер жеке электрондық платада - контроллерлер платасында орналасады. Контроллерлер платасын өзгерту мен қосу арқылы қолданушы өз қажетіне байланысты компьютерге факс-модем, дыбыстық карта сияқты т. б. құрылғыларды қоса алады. Контроллерлерге жалғастырылу әр жабдық үшін әр түрлі:

- дискіқозғағыш, перне тақта және т. с. с. жабдықтар компьютердің ішіндегі стандарттық контроллерлерге бірден жалғастырылады;

- дыбыс карталары, факс-модемдер және т. с. с. жабдықтар электрондық плата сияқты орындалған, яғни өз контроллерімен бірге бір платаға бекітілген;

- қалған жабдықтар їшін: компьютердегі жүйелік блокќа жабдықтың жұмысын басқаратын электрондық плата (контроллер) қойылады да, ал жабдықтың өзі бұл платаға кабель арқылы жалғасады.

Барлық компьютерлерде болатын контроллерлердің бірі аналық платадағы енгізу-шығару порттарының контроллерлері. Енгізу-шығару порттарының түрлері:

- Параллель (LPT1-LPT4 деп белгіленеді) принтерді қосу үшін;

- Тізбекті (СОМ1-СОМЗ деп белгіленеді) тышқан, модем және басқа құрылғыларды қосу үшін;

- Ойын порты джойстикті қосу үшін. Бұл порт барлық компьютерлерде кездесе бермейді.

Шиналар. Контроллерді аналық плата тетігіне орнату үшін шинаға (контроллер мен оперативтік жад арасындағы байланыс жеткізу магистралі) жалғастырады. Компьютерлерде әдетте екі шина болады:

Баяу жылдамдықты құрылғылар (яғни, пернетақтамен, тышқанмен, дискіқозғағышпен, модеммен, дыбыс картасымен т. с. с. мәлімет алмастыру үшін) контроллерлері үшін ІSA шинасы.

Жоғары жылдамдықты құрылғылардағы - (қатты диск, видеоконтроллер т. с. с. ) . мәліметтерді алу үшін PCІ шинасы.

Орталық процессор барлық есептеу жұмыстары мен ақпарат өңдеу істерін орындайды, бірақ көлемі үлкен ақпараттарды сақтай алмайды. Ақпараттарды сақтау үшін процессор арнайы микросхемаларды қолданады. Бұл микросхемалардың әртүрлі атауы бар: ОҚЖ (оперативтік сақтау жады), RAM (Random Access Memory, жедел жад), оперативтік жад.