Компьютердің жадысын басқару

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 99 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

Глоссарий
Дәрістер
Зертханалық сабақтар
Студенттің оқытушымен бірге орындайтын өздік жұмысы
Студенттердің өздік жұмыстарының құрылымы

Дәріс 1. Компьютердің архитектурасы
Мақсаты: ЭЕМ ұйымдастыру принциптерімен, компьютерлік техниканың даму
тарихымен және ЭЕМ буындары және олардың классификациясы, есептеуіш
машиналардың кластарымен танысу.
Жоспары:
– Кіріспе. ЭЕМ ұйымдастыру принциптері.
– Компьютерлік техниканың даму тарихы.
– ЭЕМ буындары және олардың классификациясы.
– Есептеуіш машиналардың кластары.

Кіріспе. Есептеу техникасының негізгі этаптары

Көпшілік мақұлдаған топтастыруды қолданып, ЕТ дамуын келесі кезеңдерге
бөлуге болады:

1. Қол – б.э. дейінгі елуінші мыңжылдықтан бастап;
2. Механикалық — XVII ғ. Ортасынан бастап;
3. Электрмеханикалық — XIX ғ. 90-шы жылдарынан бастап;
4. Электрондық — XX ғ. 40-шы жылдарынын бастап.
ЕТ-нің қол түрінің даму кезеңі есептеу үшін адам денесінің мүшелерін,
бірінші кезекте саусақтарын және есептеу нәтижелерін белгілеу үшін, әр
түрлі заттарды, мысалы, есептеу таяқшаларың түйіншіктерді, белгілер қоюды
қолдануға негізделген.
Қолмен санау түрінің даму кезеңі:
1. Ондық пен он екілік санау жүйесіндегі саусақ есебі;
2. Колумқа дейнгі Америка халықтарының түйіншек санауы;
3. Заттарды топтастыру және бір жерден басқа жерге санап қою көмегімен
санау;
4. Есепшотпен санау;
5. 17-ғасырдың басында Дж. Непердің логарифм және логарифм кестесін ойлап
табуы және есептеу таяқшаларымен Дж. Непердің есептеу тақтасын ендіру.
Механикалық құралдардың даму кезені:
1. Механикалық есептеу принциптерін қолданатын есептеу құрылғылары мен
аспаптарын жасау;
2. 1642 жылы Блез Паскаль ойлап тапқан он разрядты сандармен арифметикалық
амалдарды механикалық түрде орындайтын машина;
3. 1673 жылы Г.В. Лейбниц алғашқы арифмометрді құрастырды;
4. 19-ғасырдың бірінші жартысында Чарльз Бэббидж әмбебап есептеуіш машина
құрастыруға талаптанды.
Электрмеханикалық құралдардың даму кезеңі:
1. 1887 ж., Г. Холлерит, У. Бэббидж бен Г. Джоккардтың идеяларын қолданып,
алғашқы есептеуіш-аналитикалық кешенін құрды;
2. 1941 ж., Конрад Цузе бағдарламалық басқаруы мен жадтайтын құрылғысы бар
алдыңғыларға ұқсас машина жасап шығарды;
3. 1944 ж., Айкен IBM фирмасының кәсіпорнында Бэббидж жұмыстарынын
көмегімен электрмеханикалық реледегі Марк-1 аналитикалық машинисын
құрастырды;
4. 1957 ж. – ССРО-да релелік есептеуіш машина жасалды. Бұл релелік ЕТ-ның
ең ірі және соңғы жобасы болды.
Электрондық құралдардың даму кезеңі:
1. 1943-45 ж. АҚШ-та Моучли мен Эккерт басқарған топ электрондық шамдардың
негізіндегі ең алғашқы ENIAC ЭЕМ-ін құрастырды;
2. 1945 ж. Джон фон Нейман цифрлық емептеуіш машинаның жалпы принциптерін
ойлап тапты, ол қазіргі кезге дейін ДК-де қолданылады;
ЭЕМ буындары және олардың классификациясы

Компьютердің пайда болуына себепкер болған маңызды оқиғаларды
қарастырайық. Біріншіден, ХІХ ғасырдың соңында математикалық физика
қарқынды дамыды. Бірнеше рет есептеу жұмыстарын қайталай алатын машиналар
қажеттігі туды.

Екіншіден, 1880 жылы американ ойлап тапқышы Томас Алва Эдисон
электронды лампаның вакуумды баллоннына электрод енгізді және ток ағымын
байқады. Ол термоэлектронды эмиссия құбылысын ашты.

Үшіншіден, 1904 жылы ағылшын физигі Джон Амброз Флеминг Эдисон ашқан
жаңалығының негізінде диод жасады, кейінірек триод ойлап табылды.

Төртіншіден, ағылшын математигі Джордж Буль 1848 жылы логика ережесін
сипаттады, оны Буль алгебрасы деп атады. Осыған сәйкес логикалы алгебралық
элемент екі мән ғана қабылдай алады – ақиқат (0) немесе жалған (1). Осы
логикаға байланысты логикалық сызбанының конструкциясын ойлап тапты.

Бесіншіден, 1918 жылы орыс ғалымы М.А. Бонч-Бруевич және оған тәуелсіз
ағылшын ғалымдары электронды реле жасады, ол 0 немесе 1 екі жағдайдың
бірінде ғана бола алады және осы база негізінде триггер жасалды.

ХХ ғасырға компьютерді жасауға барлығы дайын болды.

Барлық электронды-есептеуіш техниканы буындарға бөледі. Буындардың
алмасуы ЭЕМ-ның элементтік базасына тәуелді, яғни оның техникалық негізіне.
ЭЕМ-ның қуаттылығы элементтік базаға тәуелді, ол ЭЕМ-ның архитектурасының
өзгеруіне әкелді, қолданушы мен компьютер арасындағы қарым қатынастың
өзгеруіне қарай қолдану шеңбері кеңейді.

Алғашқы ЭЕМ релелі есептегіш машиналалар болды. Реле екілік түрдегі
ақпараттарды қосулы-өшірулі күйге кодтауға мүмкіндік берді. Мұндай
машиналардың жұмыс процесінде мыңдаған релелер бір күйден екінші күйге
ауысып отырған. Бұндай машиналар өте төмен жылдамдықпен жұмыс істеген
(секундына 50 қосу немесе 20 көбейту амалы).

ХХ ғасырдың бірінші жартысында радиотехника жылдам дами бастады және
реленің орнына электронды-вакуумды лампалар пайда болып, олар бірінші
буындағы есептегіш машиналардың элементтік базасы болды.
Бірінші буынның ең алғашқы машинасы ENIAC 1945 жылы құрылды. Оның
конструкторлары американ оқымыстылары Дж.Моучли және Дж.Эккерт, СССР да
компьютер жасаумен академик С.А.Лебедев айналысты. Оның машиналары
БЭСМ-1, БЭСМ-3М, БЭСМ-4, М-220 әлемдегі ең жақсылар болып танылды (Кесте
1).

Кесте 1. І буын компьютерлерінің сипаттамасы

Сипаттамасы І буын
Жылдары 1949-1958 ж.ж.
Элементтік базасы Электронды-вакуумды лампы
Өлшемі (габариті) Мыңдаған лампыдан тұратын, көлемі үлкен бір жүздеген
квадрат метр ғимаратты алатын, жүздеген киловатт
энергияны қажет ететін
Процессордың Секундына 20 мың операция
максималды жылдамдығы
ЖЖҚ (ОЗУ) максималды Бірнеше мың және программа командалары
көлемі
Перифериялық құрылғы Перфолента және перфокарталар
Программалық жабдық Программалар машиналық команда тілінде құрылған, сондықтан
программалауды барлығы білі бермеген. Стандартты
программалар кітапханасы болған
Қолданылу аймағы Үлкен көлемдегі мәліметтерді өңдеумен байланыспаған
инженерлік және ғылыми есептеулер
Мысалы Mark I, ENIAC, БЭСМ, Урал

1949 жылы АҚШ-да бірінші жартылай өткізгіштік прибор – транзистор
жасалды, ол электронды лампаны алмастырды. Транзистор он есе аз орын алды,
аз жылу бөлді, электроэнергияны аз мөлшерде қажет етті, сенімді түрде жұмыс
жүрді. Транзисторлар радиотехникаға жылдам ендірілді және ЭЕМ-ның бірінші
бунынан екінші буынға өтуіне себепші болды (Кесте 2).
Кесте 2. ІІ буын компьютерлерінің сипаттамасы

Сипаттамасы ІІ буын
Жылдары 1959-1963 ж.ж.
Элементтік базасы Транзистор
Өлшемі (габариті) ЭЕМ жинақы (компактнее), сенімді, энергия шығыны аз
Процессордың Секундына ондаған және жүз мыңдаған операциялар
максималды жылдамдығы
ЖЖҚ (ОЗУ) максималды Жүз есеге артты
көлемі
Перифериялық құрылғы Ішкі жады магниттік барабандар мен ленталарда
Программалық жабдық Жоғарғы деңгейдегі программалау тілдері ФОРТРАН, АЛГОЛ,
КОБОЛ дами бастады. Программалар қарапайым, түсінікті,
қолжетерлік және программалау жоғары білімді адамдар
арасында тарай бастады
Қолданылу аймағы Ақпараттық жүйе және ақпараттық-анықтамалар жасауда
Мысалы М-220, Мир, БЭСМ-4, Урал-11, ІВМ-7094

ЭЕМ өндірісі жұмысы көп, әрі қымбат болды. Транзисторларды біркелі
етіп жинау керек болды, оларды көп мөлшерде проводтармен жалғау, олар
блоктарды және компьютердің кейбір бөліктерін түгелдей орап алатын болды.
Осыған байланысты ЭЕМ күрделілігі күнен күнге арта түсті. ЭЕМ өндірісін
технологиясында революцияны интегралды схема-электронды схемалардың жасалуы
тудырды, мұнда транзистордағы конденсатор және резистор жартылайөткізгіштің
бір кішкене бөлігінде ғана жинақталды. Интегралды схемаларды дайындау
операциялары күнен күнге кемелденіп, дами түсті және нәтижесінде бір
кремний пластинкада жүздеген кристалды интегралды схемаларды орналастыру
мүмкіндігі туды. ЭЕМ үшінші буынына көшу кезеңі туды (Кесте 3).

Кесте 3. ІІІ буын компьютерлерінің сипаттамасы.

Сипаттамасы ІІІ буын
Жылдары 1964-1976 ж.ж.
Элементтік базасы Интегралды схемалар
Өлшемі (габариті) ЭЕМ үлкен, орташа, мини және микро болып бөлінді
Процессордың Секундына 30 млн. операция. Процессорларды жобалауда
максималды жылдамдығы микропрограммалау техникасын қолдана бастады, процессордың
күрделі командарларын қарапайымнан құрастырды
ЖЖҚ (ОЗУ) максималды 16 Мбайт. ТЖҚ (ПЗУ) пайда болды.
көлемі
Перифериялық құрылғы Ішкі жады магниттік дискілерде, дисплей, графопостроитель
Программалық жабдық Операциялық жүйе және көптеген қолданбалы программалар
пайда болды. Жоғарғы деңгейдегі алгоритмдік тілдер. Бір
уақытта бірнеше программаларды орындау мүмкіндігі, яғни
жұмыстың көппрограммалы режимі
Қолданылу аймағы Мәліметтер қоры, жасанды интеллект жүйесінде, басқару және
автоматтандырылған жобалар жүйесінде
Мысалы PDP-11, IBM360, CDC 6600, БЭМС-6б Минск-32

Алғашқыда интегралды схемаларға ондаған транзисторларды орнатуға
болды, алайда интегралды схемаларды өндіру технологиясы үнемі дамып,
кемелденіп отырды, нәтижесінде ҮЛКЕН интегралды схемалар (БИС-ҮИС), ол
мыңдаған, жүз мыңдаған және одан да көп транзисторлардан тұрды, және де
1Мбайт жадымен өте үлкен интегралды схемалар (СБИС-сверхбольшие инт. схем)
пайда болды. Өте үлкен интегралды схемалар микропроцессорды жасауға
мүкіндік тудырды, ол есптеуіш техникада келесі революцияны болдырды және
ЭЕМ келесі төртінші буынына әкелді (Кесте 4). Микропроцессор компьютердің
негізгі блогы – процессордың функциясының жұмысын орындай алды. Ол оған
орнатылған программамен жұмыс істеді және әртүрлі техникалық құрылғыларға
қарай баптауға болды (станок, автомобиль, самолет). Микропроцессорды енгізу-
шығару құрылғысына және ішкі жадыға қоса отырып, жаңа типтегі ЭЕМ –
микроЭЕМ алды. Бүгінгі күнде кең тараған ЭЕМ түрі дербес компьютерлер (ДК).

Кесте 4. ІV буын компьютерлерінің сипаттамасы.

Сипаттамасы ІV буын
Жылдары 1977-қазіргі кезге дейін
Элементтік базасы ҮИС және ӨҮИС
Өлшемі (габариті) МикроЭВМ – кіші габаритті, суперкомпьютерлер, жеке
блоктардан тұратын
Процессордың алғашқы модельдерінде 2,5 МГц және 109 оперсек.
максималды жылдамдығы
ЖЖҚ (ОЗУ) максималды 16 Мбайт бастап және 107 Кбайттан артық
көлемі
Перифериялық құрылғы Түрлі түсті графикалық дисплей, тышқан түріндегі
манипуляторлар, джойстик, пернетақта, магнитті және
оптикалық дискілер, принтерлар және т.б.

Программалық жабдық Қолданбалы программалық жабдықтар пакеті, желілік ПЖ,
мультимедиа және т.б.
Қолданылу аймағы Барлық жерде ғылымда, өндірісте, білім саласында,
демалыста, көңіл көтеруде, Интернет
Мысалы IBM PC, Macintosh, Cray, ЭЛЬБРУС

Дербес компьютерлер – ЭЕМ-дың төртінші буынының бір бөлігі. Бүгінгі
таңда ДК пайдалану күнделікті тұрмыстық техникалар телевизор, музыкалық
орталық сияқты үйреншікті затқа айналды.

ЭЕМ бесінші буыны – алыс емес болашақтың машиналары. Олардың негізі
сапасы жоғары интеллектуальды деңгейде болуы керек. Егер болашақта ЭЕМ
сезім логикасымен қаруландыра алатын болса, онда машиналар адамзат
өміріндегі тірі эксперттерді алмастырады.
Сонымен қатар кейінгі кезде компьютерді байланыс құралы және тұрмыстық
прибормен қосу екпінді түрде дамып келеді. Бір интегралды схемада
микропроцессор және оны қоршаған орта мен программалық жабдық орналасқан
жаңа жүйелер жасалатын болады.

Болашақта қалталы компьютерлер иесін соңғы жаңалықтармен таныстырып,
қоңырау шалу арқылы билеттерге тапсырыс беру, салық төлеу сияқты
қызметтерді атқара алатын болады.

Компьютерлердің топтасуы

Компьютерлік техниканың әр-түрлі топтасуы бар:
– даму кезеңі бойынша;
– архитектурасы бойынша;
– өнімділігі бойынша;
– пайдалану шарты бойынша;
– процессорлар саны бойынша;
– пайдаланушы қасиеттері бойынша т.б.
Компьютер кластарының арасында нақты шекара жоқ. Өндіріс технологиясы
мен құрылым дамуына байланысты жаңа компьютерлер класы пайда болады,
кластар арасындағы шекара сәйкесінше өзгереді.
Дәріс №1.Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. ЕТ дамуының кезеңдерін сипаттап бер.
2. ЭЕМ буындарының әрқайсысының сипаттамасы қандай?
3. ЭЕМ буындары несімен ерекшеленеді?
4. Компьютерлер қалай топтасады?

Дәріс 2. ЭЕМ мәліметтерді көрсету. ЭЕМ-ның арифметикалық негіздері
Мақсаты: Негізгі логикалық элементтермен танысу және алгебра логика негізі
туралы түсініктерін қалыптастыру.
Жоспар:
- Вентильдер және Буль алгебрасы
- Буль функцияның жүзеге асырылуы
- Үрділердің баламалығы
- Интегралды үрділер
- Қиыстыру үрділері
- Арифметикалық үрділер

Вентильдер және Буль алгебрасы
Компьютерлік жүйелердің тармақталған үрдісінің ең төменінде сандың
логикалық деңгей орналасқан, немесе оның аппараттык жабдықталуы. Бұл
деңгейдің саласы информатика мен электротехника пәндері арқылы оқытылады.
Сандық үрділерінің құрамы бірнеше жай элементтердің бірлесуімен және
элементтердің түрлі комбинациялары арқылы жүзеге асырылады.
Сандық үрді деп тек екі логикалық мәні бар үрдіні айтамыз. Көбінесе 0-
ден 1В-қа дейінгі сигналдар бір ғана мәнді 0-ді, ал 2-ден 5 В-қа дейінгі
сигналдар екінші мәнді 1-ді көрсетеді. Вентильдер деп аталатын арнайы
электронды құралдар осы екі таңбалы сигналдардың әр түрлі функцияларын
есептей алады. Вентильдер барлық цифрлік компьютерлердің аппараттық
жабдықталуын құрайды. Қазіргі заманғы цифрлік логика транзисторлардың
бинарлы ауыстырғыш сияқты өте тез жұмыс істей алатындығына негізделген.
Транзистор (1.а-сурет) сыртқы ортамен үш түрлі жолмен біріктірілуі мүмкін
коллектор, база және эмиттер арқылы. Егер енгізілетін кернеу Vіп қандай да
бір шекті мәннен төмен болса, транзистор сөнеді де өте үлкен қарсыласудың
рөлін атқарады. Бұл шығарылатын Vоиt жақын Vсс сигналына беріледі,
көбінесе +5 В. Егер Vin шекті мәннен көп болса, транзистор қосылады да
Vout сигналының жерге кетуін қамтамасыз етеді. (0 В) сымның рөлін атқарады.

Сурет 1. Транзисторлық инвертор (а), ЕМЕС-ЖӘНЕ вентиль (б), ЕМЕС -НЕМЕСЕ
вентиль (в)

Сурет 1.а) Егер кернеу төмен Viп болса, Vout жоғары және керісінше
болатынын атап айтқан жөн. Бұл үрді логикалық 0-ді логикалық 1-ге және
керісінше логикалық 1-ді логикалық 0-ге айналдыратын инвертор деп аталады.
Резистор (сынық сызық) транзистор арқылы өтетін ток шамасын шектеу үшін
қажет. Бір күйден екінші күйге өту үшін бірнеше наносекунд керек.
Сурет 1.б) - суретінде транзисторлар тізбектей қосылған. Егер V1 және
V2 кернеулері жоғары болса, онда екі транзистор да өткізгіш ретінде қызмет
етеді де Vout мәнін төмендетеді. Егер енгізілетін кернеулердің бірінің мәні
төмен болса, оған сәйкес транзистор сөнеді де шығу жолындағы кернеу жоғары
болады.
Сурет 1.в) - суретінде транзисторлар параллель қосылған. Егер
енгізілетін кернеулердің бірінің мәні жоғары болса, оған сәйкес транзистор
қосылады да шығу жолындағы кернеуді темендетеді. Егер енгізілетін
кернеулердің екеуі де төмен болса, шығу жолындағы кернеу жоғары болады.
Бұл үш үрді үш қарапайым вентильді құрайды. Олар ЕМЕС, ЕМЕС-ЖӘНЕ және
ЕМЕС-НЕМЕСЕ. ЕМЕС вентилі инвертор деп аталады. Жоғары Vсс кернеуін
логикалық 1 деп ал төменгі кернеуін логикалық 0 деп қарауға болады, сонда
шығу көзіндегі мән ену мәндерінен тәуелді функция түрінде керсетіледі.
Сурет 2. а)-б)-в) суреттерінде осы 3 типті вентильдердің белгішелері және
әрбір үрді үшін функцияның өзгерісі келтірілген. Мұндағы А мен В
енгізілетін сигналдар да, X - шығатын сигнал. Кестенің әрбір жолы шығатын
сигналдардан түрлі мәндері үшін берілген енгізілетін сигналдарды анықтайды.

Сурет 2. Негізгі 5 вентильдердің белгішелері. Әрбір вентиль үшін функцияның
өзгерісі

Егер шығатын сигналды (1.б-суретін қараңыз) инверторға берсе, ЖӘНЕ
вентилі деп аталатын үрді шығады. Дәл осылай ЕМЕС-НЕМЕСЕ вентилі де
инвертормен байланыса алады. Үрділердегі кішкене дөңгелектер инвертирлеуші
шығатындар деп аталады.
Сурет 2-дегі 5 вентильдер цифрлік логикалық деңгейдің негізін құрайды.
Компьютерлерде кебінесе құрамына екі ғана транзистор кіретін ЕМЕС-ЖӘНЕ және
ЕМЕС-НЕМЕСЕ вентильдері қолданылады. Вентильдер екіден көп ену көздерінен
тұруы мүмкін.

Буль алгебрасы
Әр түрлі вентильдердің үйлестірілуі арқылы кұрылатын үрділерді
суреттеу үшін, барлық айнымалылары мен функциялары тек 0 және 1 бірлігін
кабылдай алатын Буль алгебрасы қолданылады. Буль функциясының бір немесе
бірнеше айнымалылары болады және ол тек осы айнымалылардың мағынасына
байланысты нәтиже шығарады.
Буль функциясында п айиымалысынан тек 2п мүмкін комбинациясы ғана
болғандықтан, осындай функцины 2n жолы бар кестеде толығымен сипаттауға
болады. Әр бір жолда айнымалылар бірлігінің әр түрлі комбинациялары үшін
функцияның мағынасы беріледі. Осындай кесте шыншылдық кестесі деп аталады.
Сурет 2-де көрсетілген барлық кестелер шыншылдық кестесі болып табылады.
Егер шыншылдық кестесінің жол-дарын номірлері бойынша орналастырса, онда
бұл функцияны шыншылдық кестесіндегі нәтиже бағанының тік жолы бойынша
салыстырғанда пайда болатын 2n -биттік екілік санмен толықтай суреттеуге
болады. Сонымен. ЕМЕС-ЖӘНЕ - бұл 1110, ЕМЕС-НЕМЕСЕ -1000, ЖӘНЕ - 0001 және
НЕМЕСЕ - 0111. 16 мүмкін болатын 4-биттік тізбек сәйкес келетін
2 айнымалыдан тек 16 Буль функциялар бар екені түсінікті. Сурет 3-тің а)
суретінде көпшілік функциясына арналған шыншылдық кестесі берілген. Ол егер
айнымалылардың көпшілігі 0-ге тең болса, онда ол 0 бірлігін, ал егер
айнымалылардың көпшілігі 1-ге тең болса, онда ол 1 бірлігін қабылдайды. Бұл
функция үш айнымалыға тәуелді: М =(А,В,С).

Сурет 3. Үш айнымалыға тәуелді көпшілік функциясы үшін шыншылдык
кестесі (а), үрдісі (б)

Айнымалылар санының өсуіне байланысты шыншылдық кестесінің орнына
көбінесе жазудың басқа түрі қолданылады.
Буль функциясының бірлігін айнымалылар бірлігінің қандай
комбинациялары 1 беретінін белгілеп алып, кез келген Буль функциясын
анықтауға болады. Сурет 3-тің а)-суретінде келтірілген функция үшін Буль
функциясының 1 бірлігін беретін айнымалылардың 4 комбинациясы бар. Егер
кіріс айнымалыларының бірлігі инверттелінетін болса, онда оның үстінде
сызық койылады. Осы сызықтың болмауы айнымалының инверттелінбейтінін
білдіреді. Көбейту белгісі (түсірілуі мүмкін) ЖӘНЕ Буль функциясын
белгілеуге қолданылады, ал "+" белгісі НЕМЕСЕ Буль функциясын белгілеуге
қолданылады. Сурет 3-тің а)-суретіндегі кестеде функция 1 бірлігін төрт
жолда кабылдайды: АВС, АВС, АВС, АВС .
Егер, осы төрт шарттың біреуі шыншыл болса, онда М функциясы 1 мәнін
қабылдайды. Демек, оны былай жазуға болады:
М = АВС + АВС + АВС + АВС
Бұл - шыншылдық кестесінің шағын түрде жазылуы. Осыдан келе п
айнымалыдан тәуелді функцияны максимум 2п туынды сомасымен көрсетуге
болады. Осындай тұжырымдау аса маңызды, өйткені ол стандартты вентильдерді
қолданумен берілген функцияны тура жүзеге асыруға алып келеді.
Буль функциясы кіріс және шығыс айнымалылары, және вентильдер (мысалы:
ЕМЕС, ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ) болып саналатын сигналдарды қолданатын электрондық
кесте көмегімен жүзеге асырылуы мүмкін.
Буль функцияның жүзеге асырылуы
Сурет 3-тегі кез-келген Буль функциясы үшін үрдіні қалай жүзеге
асыратынын керсетеді:
1. Берілген функция үшін шыншылдық кестесін құру;
2. Әрбір кіріс сигналы үшін инверсияларды туғызу үшін, инверторларды
қамтамасыз ету;
3. Нәтижесі бір болатын шыншылдық кестесінің әр бір жолы үшін ЖӘНЕ
вентилін салу;
4. ЖӘНЕ вентилін сәйкес кіріс сигналдарымен қосу;
5. Барлық ЖӘНЕ вентильдерінің шығыстарын НЕМЕСЕ вентиліне шығару.

Берілген алгоритм ЖӘНЕ, ЕМЕС және НЕМЕСЕ вентильдерін пайдаланады. Бір
типті вентильдерді қолданып қүру қолайлырақ болып табылады. Алдыңғы
алгоритм бойынша құрылған кестелерге ЕМЕС-ЖӘНЕ – және ЕМЕС-НЕМЕСЕ
вентильдері арқылы оңай езгертуге болады, өйткені кез-келген Буль
функциясын тек ЕМЕС-ЖӘНЕ немесе ЕМЕС-НЕМЕСЕ вентилдерін пайдалану арқылы
есептеп шығаруға болады. Ешбір басқа вентильдің бұндай қасиеттері жоқ,
сондықтан кесте құрғанда көбінесе вентильдің осы екі типін пайдаланады.
Үрділердің баламалығы
Үрді құрған кезде оның бағасын, алатын орнын энергия шығынын төмендету
үшін көп жағдайда вентиль санын азайтуға тырысады. Үрдіні жеңілдету үшін
дәл сол функцияны есептеп шығара алатын, сонымен қатар вентильді азырақ
қажет ететін басқа үрдіні табу қажет.
Буль алгебрасы оны орындауға мүмкіндік береді (Сурет 4).

Сурет 4. Тек ЕМЕС-ЖӘНЕ вентилін қолдану арқылы немесе тек ЕМЕС-НЕМЕСЕ
вентилін қолдану арқылы вентильдерді жобалау ЕМЕС (а), ЖӘНЕ (6) және НЕМЕСЕ
(в)

Барлық мүмкін айнымалылар үшін екі функция бірдей мағына қабылдағанда
ғана бұл екі функция балама болып табылады.
Әдетте құрушы белгілі бір Буль функцияға сүйенеді де, ал содан кейін
бастапқыға балама болып келетін жеңілірек функция табу үшін, Буль
алгебрасының негізгі заңдарын қолданады. Алынған функция негізінде кестені
құрастыруға болады. Осындай әдісті қолдану үшін, Буль алгебрасының негізгі
заңдарын білу қажет. Кесте 1-де осы зандардың кейбіреуі көрсетілген. Де
Морган заңдары тек екіден көп айнымалысы бар өрнекке ғана қолданылады
мысалы: АВС= А + B+С .

Кесте 1. Буль алгебрасының кейбір теңдестіру заңдары
Теңдік заңы 1А=А 0+А=А
Нөл заңы ОА=0 1+А=1
Идемпотенттік АА=А А+А=А
заңы
Инверсия заңы АА = А А + А = А
Коммуникативтік АВ=ВА А+В=В+А
заңы
Ассоциативтік (АВ)С=А(ВС) (А+В)+ОА+(В+С
заңы )
Дистрибутивтік А+ВС=(А+В)(А+С) А(В+С)=АВ+АС
заңы
Сіңіру заңы А(А+В)=А А+АВ=А
Де Морган заңы АВ=А+В А+В=А+В

Интегралды үрділер
Вентильдер интегралды үрділер немесе микроүрділер деп аталатын
модульдерде өндіріледі және сатылады. Интегралды кесте бірнеше вентиль
орналасқан көлемі 5x5 мм кремнийдің квадрат түріндегі бөлігі болып
есептеледі.
Құрамындағы вентиль санына қарай микроүрділерді жіктеудің келесідей
түрі бар:
– МИС (кіші интегралды кесте): 1 ден 10 вентильге дейін;
– СИС (орта интегралды кесте): 1 ден 100 вентильге дейін;
– БИС (лкен интегралды кесте): 100 ден 1 000 000 вентильге дейін;
– СБИС (өте үлкен интегралды кесте): 100 000 вентильден көп.
Төменірек микроүрділердің түрлері көрсетілген.

Қиыстыру үрділері
Сандық логиканың қолдану шығыс сигналдары ағымдағы кіріс сигналдарымен
анықталатын үрділердің болуын қажет етеді. Осындай кесте қиыстыру үрдісі
деп аталады. Мұндай қасиеттер барлық үрділерде жоқ .
Қиыстыру үрділері : мультиплексорлар. Сандық логикалық деңгейде
мультиплексор 2n кірісі бір шығысы және кірістердің бірін таңдайтын n
басқару жолдары бар үрді болып табылады . Таңдалған кіріс шығыспен
байланыстырылады. Сурет 5-те мультиплексордың сегіз кірістік үрдісі
берілген. Басқарудың үш жолдары А,В және С сегіз кіріс жолдарының қайсысы
НЕМЕСЕ вентилімен және шығыспен керектігін көрсететін 3 биттік санды
кодтайды. Басқару жолдарында қандай бірлік болғанына қарамастан жеті ЖӘНЕ
вентильдері әр шығыста 0-ді, ал қалғаны таңдалған кіріс жолының бірлігіне
байланыст 0 немесе 1-ді береді.

Сурет 5. Сегіз кірісті мультиплексордың үрдісі.

Қиыстыру үрділері: декодерлар
Әрбір ЖӘНЕ вентилі белгілі бір басқару сызықтарының біреуін таңдау
үшін пайдаланады (Сурет 6). Әр қайсысы 1 Мбайт болатын 8 микроүрдіден
тұратын ЕС берілді дейік. Сурет 6-да бұл үш бит –А, В және С үш кіріс болып
көрсетілген. Кіріс сигналдарына байланыста 8 шығыс жолдарының біреуі
(D0, ... .,D7) бір мағынасын, ал қалған жолдар 0 мағынасын қабылдайды .
Әрбір шығыс жолы 8 ЕС микроүрдісінің ішінен біреуін енгізеді. Мағынасы
1 болатын бір ғана жол болғандықтан, тек бір ғана микроүрді қосылды.

Сурет 6. 3 кірісті мен 8 шығысы
Қиыстыру үрділері: компараторлар
Компаратор кіріске келіп түскен екі сөзді салыстырады. 7-суретінде
көрсетілген компаратор,әр қайсысының ұзындығы 4 бит болатын екі кіріс
сигналдары 1 мағынасын,сәйкес келмесе 0–мағынасын шығарып береді.Үрді
НЕМЕСЕ вентилін қоспайтын вентильге негізделген.
Сурет 7. Қарапайым төрт разрядты декодердін үрдісі компаратор

Арифметикалық үрділер
Бұл бөлімде арифметикалық амалдарды орындау үшін қолданылатын СИС
қиыстыру үрділері қарастырылады. Олар: жылжыту үрділері, сумматорлар,
арифметикалық, логикалық құрылғылар.
Арифметикалық үрділер: жылжыту үрділері
Сурет 8-де 8 кірісі мен 8 шығысы бар жылжыту үрдісі берілген. 8 кіріс
биттері D0, ... ..,D7 жолдарына беріледі. 1 битке жылжытылған кіріс
мәліметтері болып табылатын шығыс мәліметтері S0, ... .,S7 жолдарында
енгізіледі. С басқару мәліметтері болып табылатын шығыс мәліметтері
S0, ... .S7 жолдары жылжу бағытын анықтайды: 0–солға, 1-оңға.

Сурет 8. Жылжыту үрділері

Арифметикалық үрділер: сумматорлар
9.а-суретінде бір разрядты бүтін сандарды қосу үшін қолданылатын
шыншылдық кестесі көрсетілген. Бұл жерде екі нәтиже бар: А және В кіріс
айнымалыларының қосындысы және келесі (сол) позицияға көшу. Қосындының
битін және көшіру битін есептеп шығару үшін қолданылатын үрді 9.б-суретінде
керсетілген. Осындай кесте әдетте жартыяай сумматор деп аталады. Жартылай
сумматор екі көп биттік сөздердің теменгі раз-рядтарының биттерін қосу үшін
ғана сәйкес келеді, өйткені үрді бұл позицияға көшуді жүзеге асырмайды.
Толық сумматор екі жартылай сумматордан тұрады. Егер А, В және көшіру
кірісі айнымалыларының тақ саны 1 бірлігін қабылдаған кезде, қосынды 1-ге
тең болады. Ал егер А және В бірдей 1-ге тең болса немесе олардың біреуі 1-
ге тең және көшіру кірісі де 1-ге тең болса, онда көшіру шығысы 1 бірлігін
қабылдайды (10-сурет). Екі жартылай сумматор қосынды битін де, көшіру битін
де туғызады.
9-сурет. Бір разрядты бүтін сандарды 10-сурет. Толық
сумматор үшін
қосу үшін қолданылатын шыншылдық шыншылдык кестесі (а),
кестесі (а), жартылай сумматордың толық сумматордың
үрдісі (б).
үрдісі (б).

Дәріс №2.Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Вентильдер және Буль алгебрасы дегеніміз не?
2. Буль функцияның жүзеге асырылуы қалай?
3. Үрділердің баламалығы дегеніміз не?
4. Интегралды үрділер дегеніміз не?
5. Қиыстыру үрділері дегеніміз не?
6. Арифметикалық үрділер дегеніміз не?

Дәріс 3. ЭЕМ-ның логикалық негіздері
Мақсаты: Компьютердегі ақпараттардың берілу тәсілдерімен таныстыру.
Жоспар:
– Ақпаратты кодтау тәсілдері, компьютерде ақпараттың берілуі;
– Негізгі логикалық элементтер;
– Алгебра логикасының негіздері;
– Логикалық құрылымды синтездеу.

Арифметикалық үрділер: арифметикалық логикалық құрылғылар
АЛҚ келесі 4 функцияның біреуін есептеп шығара алады: А ЖӘНЕ В, А
НЕМЕСЕ В, В және А+В (Сурет 1). Функцияны таңдау Ғо және Ғ, жол-дарына
қандай сигналдар: 00, 01,10 және 11 түсетіндігіне байланысты.
Кестенің сол жақ астыңғы бұрышында 4 операция үшін қосу сигналдарын
туғызатын екі разрядты декодер орналасқан. Кестенің сол жак үстіңгі
бұрышында А ЖӘНЕ В, А НЕМЕСЕ В және В-ны есептеп шығару үшін арналған
логикалық құрылғы орналасқан. Ең болмағанда осы нәтижелердің біреуі НЕМЕСЕ
вентилінен етеді. Оң жақ астынғы бүрышта А және В қосындысын есептеуге және
көшіруді іске асыру үшін қолданылатын толық сумматор орналасқан.

Сурет 1. Бірразрядты АЛҚ

Қазіргі кезде ЭЕМ-дерінде ақпаратты қабылдайтын, өңдейтін мыңдаған
логикалық элементтер (электрондық схемалар) бар. Оларға информация электр
сигналдары түрінде беріледі де, схемаларда жоғарғы деңгейлі кернеу (U) I-
ге, төменгі деңгейлі кернеу 0-ге теңестіріледі. Логикалық элементтердің ең
қарапайым түрлері: ЕМЕС, ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ. Осы элементтердің әрқайсысының
белгілері бар. I - ші логикалық элемент-ЕМЕС (не,not). ЕМЕС элементінің
белгілері: ЕМЕС қарсы мән беретін элемент, оның бір кірісі және бір шығысы
бар. Егер кіріске сигнал берілсе, онда шығыста сигнал мүлдем болмайды. Ал
кірісте сигнал жоқ болса, онда шығысқа сигнал түседі.

ЕМЕС элементінің логикалық жұмысы - кіріспе Х сигналының мәніне қарсы
мән беретін Y сигналды өндіреді. Әдетте схемаларда ЕМЕС элементінде бір
кіріс, бір шығысы бар.

II - ші логикалық функция - ЖӘНЕ (и, and). ЖӘНЕ конъюкцияны беретін
элемент: онда екі немесе бірнеше кірістер және бір шығысы бар. Егер
кірістерге сигнал берілсе, онда шығысқа да сигнал түседі. ЖӘНЕ элементінің
көмегімен бірігетін А және В пікірлері логикалық көбейту немесе осы
пікірлердің конъюкциясы деп аталады. Сонымен А және В пікірлерінің шындық
мағынасы келесі шындық кестемен анықталады. ЖӘНЕ элементінің белгілері:

III-ші логикалық элемент - НЕМЕСЕ (или,OR). НЕМЕСЕ элементі
дизъюкцияны береді:онда екі немесе одан да көп кірістер және бір шығысы
бар.Егер кіріске бір сигнал берілсе, онда шығысқа сигнал түседі. НЕМЕСЕ
элементімен біріккен екі пікір логикалық бөлу немесе дизъюкция деп аталады.
А және В пікірінің дизъюкциясы мынадай жаңа пікірімен көрсетіледі: А v В.
Сонымен А v В дизъюнкцияның шындық мағынасы А және В шындық мағынасынан
тәуелді келесі шындық кестемен анықталады.

Дәріс №3.Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Логикалық құрылғы деген не?
2. Аргументі n=3, n=6 болатынлогикалық құрылғы үшін о және 1 типті
бинарлық комбинацияны қалай алуға болады?
3. 79 санын екілік санау жүйесіне көшіру мысалын келтір.
4. НЕМЕСЕ логикалық опрециясының қабылеттілігін көрсет.
5. ЖӘНЕ- ЕМЕС логикалық операцияларының қасиеттері.
6. НЕМЕСЕ- ЕМЕС логикалық операцияларының қасиеттері.
7. ЖӘНЕ логикалық операцияның қасиеттері.
8. ЕМЕС логикалық операцияның қасиеттері.
9. Ондық санау жүйесінен екілік санау жүйесіне көшу ережесін бөлу
арқылы айтып беріңіз.
10. Ақпараттың өлшем бірлігінің (бит, байт) сандық бағалауын айтып
бер?

Дәріс 4. ЭЕМ-ның функционалды ұйымдастырылуы. Процессордың командалық
циклі. ЭЕМ құрылғысын ұйымдастыру

Мақсаты: Компьютерлік ортаның архитектурасы туралы түсініктерін
қалыптастыру.
Жоспар:
- Компьютерлік ортаның логикалық құрылымы
- Компьютерлік жүйелердің құрылымдық ұйымдастырылуы
- Компьютерлік жүйелердің архитектурасы
- Компьютердің жалпыланған құрылымы

Компьютерлік ортаның логикалық құрылымын тармақтық жүйе ретінде
көрсетіуге болады (1 сурет).

Қолданушы қосымшалары
Аралық деңгей жүйелері
Операциялық жүйелер
Аппараттық жабдықталу

Сурет 1. Компьютерлік ортаның логикалық құрылымын

Компьютерлік ортаның ең төменгі деңгейінде компьютердің аппараттық
жабдықталуы орналасқан. Аппараттық жабдықтар көзге көрінбейтін
объектілерден, атап айтқанда, интегралдық үрділерден, бастап шығарушы
тақшадан, кабельдерден, электр көздерінен, еске сақтаушы құрылғылардан
тұрады. Машиналық тілде жазылған программа интерпретаторлар мен
трансляторлардың көмегінсіз компьютердің электронды үрділері арқылы
орындалады. Бірақ көптеген компьютерлерде бұйрықтар жүйесі, жады құрылымы,
деректерді енгізу мен шығару машина тілі деңгейінде қолданушының
программасын орындауға ыңғайсыз.
Аппараттық жабдықтау жайлы шындықты жасырушы программа операциялық
жүйе деп аталады. Қолданушы олардың мүмкіндіктерін өз программаларында
жүйелік шақырулар деп аталатын арнайы бұйрықтардың көмегімен пайдалана
алады. Компьютерлік ортаның осы жұмыс атқарылатын деңгейін операциялық жүйе
деңгейі деп атайды. Қолданушы үшін операциялық жүйе компьютерді нақты
құрушы аппараттық жабдықтауға қарағанда программалауға жеңілдік беретін
жұмыс істеуге ыңғайлы кеңейтілген немесе виртуалды машинаның рөлін
атқарады.
Әртүрлі компьютерлер мен желілерді біріккен жүйе түрінде көрсету үшін
бөлшектелген жүйелер программалық жабдықтаудың қолданушылар және қосымшалар
орналасқан жоғары деңгейі мен операциялық жүйелерден тұратын төменгі
деңгейдің арасындағы қосымша деңгейді қолданады. Бұл деңгей аралық деңгей
деп аталады.
Ең жоғарғы деңгейде қолданушы қосымшалары орналасқан. Одан төмен
орналасқан деңгейлердің барлығы осы жоғары деңгейдің жұмысын қамтамасыз
етеді. Компьютердің бүкіл ішкі жұмысының механизімі қолданушы назарынан тыс
қалады. Бұл жерде бұйрықтар интерпретаторлары, терезелер жүйесі,
компиляторлар, редакторлар орналасқан. Бұл деңгей қолданбалы
программалаушыларға арналған тілдерден тұрады. Ол тілдерді жоғарғы деңгейлі
тілдер деп атайды.
Компьютер әрбір келесі алдыңғысына қарай икемделетін деңгейлердің
тармақтық үлгісі ретінде жобаланады. Әрбір деңгей - әртүрлі объектілер мен
амалдардан тұратын анықталған абстракция.
Компьютерлік жүйелердің құрылымдық ұйымдастырылуы
Қарапайым компьютерлер процессорлар, жады және енгізу-шығару
құрылғыларынан құралады (Сурет 2). Процессор мәліметтерді өңдеуге арналады.
Енгізу құрылғылары ақпараттарды тасушылардан мәліметтерді оқу және оларды
жадыға немесе процессорларға тасымалдау үшін арналған. Шығару құрылғылары
өңделген мәліметтерді қайтарумен тығыз байлынысты болып келеді. Ал жады
мәліметтер мен командалардың сақталуын қамтамасыз етеді.

Сурет 2. Компьютерлік жүйелердің құрылымдық ұйымдастырылуы

Қазіргі уақытта әртүрлі компьютерлік жүйелердің архитектурасы болады.
Бірақ олардың бәрінің де өз құрылымында қарастырылған элементтер болу керек
және олар міндетті түрде компьютерлік жүйелердің функцияларының негізгі
қағидаларын қолданады. Ол қағидаларға келесілерді жатқызуға болады:
модульдік принципі, магистралдік, микропрограммалық.
Модульдік - модульдер негізінде компьютерлерді құрастыру әдісі.
Модуль дегеніміз стандартты түрде жасалған конструктивті және функционалды
түрде аяқталған электронды блок.
Магистральдік дегеніміз – бұл әр түрлі компьютерлік модульдердің
біріктірілуі. Бұл жерде кіріс және шығыс модуль құрылғылары бір сыммен
қосылады, осылардың жиынтығы шина деп аталады. Компьютерлер магистралі
бірнеше шина топтарынан құралады және олар функционалдық белгі бойынша
ажыратылады – шина адресі, мәліметтер шинасы, басқару шинасы.
Микропрограммалау дегеніміз – жүйені программалық басқару принципін
жүзеге асыру тәсілі. Осы қарастырылған қағидалар мен электрондық
технология жетістіктері төменгі суретте көрсетілген жүйе құрылымына алып
келеді.

Сурет 3. Компьютерлік жүйелердің архитектурасы

Дербес компьютерлердің негізгі аппараты және конструктивті модулі
ретінде аналық немесе жүйелік тақташа қарастырылады.
Компьютерлік жүйе құрылымы келесідей құрылғылармен толықтырылуы
мүмкін: сопроцессор, кэш-жады, ҮИҮ перефериалық жинақ (chipset).
Сопроцессор – орталық процессормен келісіп жұмыс істейтін және оған
қосымша мүмкіндіктер беретін көмекші процессор. Сопроцессор программалық
түрде жүзеге асыратын аппараттық функцияларды жүзеге асырады. Сопроцессор
негізгі процессордың командаларының жүйесін кеңейтеді (графикалық,
математикалық сопроцессорлар).
Кэш-жады – негізгі жадыдан толтырылатын процессорға жақын арада керек
болады деген мәліметтерді сақтау үшін арналған тез әркет ететін буферлік
жады.
Чипсет (chipset) – бұл бір функционалдық жиынтығы бар ҮИҮ. Ал біздің
жағдайымызда бұл перефериалық құрылғылармен қамтамасыз етілген ӨҮИҮ
(жиынтығы). Осы құрылғылардың кейбіреулері контроллер деп те атайды.
Жүйелік тақташада орналастырылған жалпыланған құрылғылардың құрылымын
келесідей үрдіден көруге болады (Сурет 4).

Сурет 4. Компьютердің жалпыланған құрылымы

Дәріс №4.Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Модульдік және магистральдік құрылым дегеніміз не?
2. Микропрограммалау деген не?
3. Сопроцессор деген не?
4. Кэш жады дегеніміз не?
5. Чипсет дегеніміз не?
6. Контроллер дегеніміз не?

Дәріс 5. ЭЕМ-ның жадысын ұйымдастыру. Компьютердің жадысын басқару
Мақсаты: Жады құрылымын және оның элементтерімен, олардың
қолданылуы, мүмкіндіктері және жұмыс жасау принциптерімен таныстыру
Жоспар:
– Жады микроүрділері;
– Триггерлар (flip-flops);
– Жады, негізгі жады;
– Екінші реттік жады;
– Сыртқы (тасымалданатын) қатты диск.

Жады микроүрділері
Ілгішек
Алдыңғы кіріс бірліктерін жадыда сақтайтын үрділерді жады биттерін
жүзеге асыру үшін қолданады. Сурет 1 (а)-да көрсетілгендей бұндай кестені
ЕМЕС-НЕМЕСЕ екі вентильден кұрастаруға болады. Осыған үқсас үрділерді ЕМЕС-
ЖӘНЕ вентильдерінен куруға болады.
Сурет 1 (а)-да көрсетілген кесте SR - ілгішек деп аталады. Оның екі
кірісі: S (Setting- орнату) және R (resetting- шығарып тастау), және қосым-
іші екі шығысы: және

Сурет 1. 0 қалып-күйіндегі ЕМЕС-НЕМЕСЕ ілгішегі (а); 1 қалып-күйіндегі
ЕМЕС -НЕМЕСЕ ілгішегі (б); ЕМЕС-НЕМЕСЕ функциясы үшін шыншылдық кестесі
(в).
Ілгішектің шығыс сигналдары ағымдағы кіріс сигналдарымен анықталмайды.
2 кестесінде ілгішектің жұмысы көрсетілген.
Кесте 2. Ілгішек жұмысы
S R [piБаяндау
c]
0 0 0 1 Ауқатты жағдай
0 0 1 0 Ауқатты жағдай
1 0 1 0 S=1 қү_рылғысы Q=1 болғанда өзгертуді тудырмайды
1 0 01 1 S=1 құрылғысы Q=0-ді Q=1-ге ауыстырады
0 1 0 I R=1 құрылғысы Q=0 болғанда өзгертуді тудыр-майды
0 1 10 0 R=1 құрылғысы Q=1 жағдайдан Q=0-ге ауысады
1 1 0 1 Кесте детерминацияланбаған болады
1 1 1 0 Кесте детерминацияланбаған болады
1 1 0 0 Ілгішек екі тұрақты жағдайдан бір түрақтылыққа
ауысу керек

Нәтиже R=S=0 болганда ілгішектің Q белгісіне қарай 0 және 1 деп
аталатын екі түрақты күйі бар. Егер S=1 болса, онда ілгішектің бастапқы
күйіне қарамай Q=1 болады. R-дің бір бірлігіне көшуі Q=0-ге алып келеді.
Кесте соңғы рет қай сигнал, R немесе S болғанын есте сақтайды. Осы қасиетті
пайдаланып, компьютер жадысы құрылады.
Триггерлар (flip-flops)
Триггер деп аталатын жады үрділерінде таңдау және жадыда сақтауды
синхрондау сигналының 0-ден 1-ге (өсу фронты) немесе 1-ден 0-ге (артқы
фронт) көшуі кезінде орындалады.
Триггер мен ілгішек арасындағы ерекшелік осыдан көрінеді. Триггер
сигналдың фронтымен, ал ілгішек сигнал деңгейімен іске қосылады. Сурет 2-де
триггер кестесі көрсетілген.

Сурет 2. D –триггер
Жады микроүрділері
Жадының көлеміне қарамастан микроүрділерді құрастырудың бірнеше әр
түрлі әдістері бар. Сурет 3-те микроүрдінің мүмкін екі кұрылымы берілген
4Мбит512К*8 және 4096К*1.
Сурет 3 (а)-да 219 байттың біреуіне айналуы үшін 19 адрестік Мшддарды
алған байтты сақтау және салу үшін 8 мэліметтер жолдарын көруге болады.
Компьютерде микроүрділер саны көп болғаннан, керекті микроүрдіні таңцау
үшін сигнал қажет. Бұл сигнал жұмыс істегенде оны гок ксректі микроүрдіде
ғана сезінетіндей болу керек. Осы мақсатта CS(Chip Select - жады элементін
таңдау) сигналы қолданылады. Ол микроүрдіні жұмысқа қосу үшін орнатылады.
Сонымен катар салыстырып оқуды жпіудан ерекшелендіру эдістері қажет.
WЕ (Write Enable - жазудың шешілуі) сигналы салыстырылып оқылмай
жазылуы керектігін керсету үшін қолданылады.
ОЕ (Оиtput Enable) - шығыс сигналдарының жіберілуін шешу) сигналы
шығыс сигналдарын жіберу үшін орнатылады. Бұл сигнал жоқ кезінде Шығыс
үрдінің басқа бөліктерінен бөлінеді. Сурет 3 (б)-да адрестеудің бвсқа
үрдісі қолданылады. Микроүрді 4 Мбитті құрайтын 2048x2048 бір биттік
үяшықтардың матрицасы болып саналады. Микроүрдіні құру үшін алдымен жолды
таңдау керек. Ол үшін осы жолдың 11-биттік нөмірі адрестік түйінге
беріледі. Содан кейін RAS (ROW Address strobe - жолдың строб адрестері)
сигналы орнатылады. Адрестік түйіндерге бағана нөмірі өсріледі және СAS
(Column Address Strobe- адрес бағанасының стробы ) сигналы орнатылады.
Микроүрді бір бит мәліметті қабылдаған немесе жіберген кезде сигналға
әсерін білдіреді.

Сурет 3. 4 Мбит жадыны ұйымдастырудың екі әдісі
Жады
Кез келген компьютердің ең негізгі құрамдас бөлігі ол - жады. Сурет 4-
те жады жүйесінің қалай кұрастырылғандығы көрсетілген.

Сурет 4. Жадынын кәдімгіленген тармақтық түрі

Жоғарғы қабат орталық процессордың ішкі регистрлерінен құралады. Олар
процессор жасалған материалдардан жасалады және олар процессор сияқты өте
жылдам жұмыс істейді. Ішкі регистрлер 32-разрядтық процессорда 23x23 битті
сақтауға, ал 64-разрядты процессорда 64x64 битті сақтауға мүмкіндік бар.
Программалар аппаратураның қатысуынсыз регистрлерді басқаруға алады.
Келесі қабатта құрал-жабдықтармен байланысатын кэш-жады орналасқан.
Жедел жады кэш-жолдарға бөлінген, әдетте ол 64 байт болады, ал адресация
мен нөлдік жолда 0-ден 63-ке дейін, ал бірінші жолда 64-тен 127-ге дейін
және т.б. Кэштің көп қолданылатын жолдары орталық процес-сорлардың ішінде
немесе оған өте жақын орналасқан жоғары жылдамдықгы кэш-жадыда сақталады.
Программаға жадыдан бір сөзді оқу керек болатын болса, онда кэш-микроүрді,
кэшта осындай жол бар ма, әлде ондай жол жоқ па екендігін тексереді. Егер
осындай болатын болса, онда кэш-жадыға тиімді хабарласу болады, берілген
сұранысымыз кэштан түіелімен қанағаттандырылады, Кэшке тиімді хабарласу 2
такт уақытты болады, ал тиімді емес хабарласу кезінде уақыт көп жұмсалады.
Кэш жадының көлемі өте шектеулі, сол себептен оның бағасы өте жоғары бошды.
Кейбір машиналарда кэштің 2 немесе 3 деңгейі бар, әдетте олардың
кейінгілері алдыңғылардан баяу және үлкендеу болып келеді.
Негізгі жады
Негізгі жады - бұл ақпараттарды сақтау құрылғысы. Ол жедел және
тұрақты еске сақтап отыратын құрылғылардан құралады. Жедел еске сақтайтын
құрылғы (орысша баламасы ОЗУ), белгілі бір уақытта орындалатын
программаларды дискіден көшіріп отырады. Оны көбінесе жедел жады деп те
атайды.
Тұрақты еске сақтайтын құрылғы (ТЕСҚ) - ол компьютерді құрастырған
кезде жазылатын тұрақты ақпараттар сақталатын жер. Тұрақты жады (ROM, Read
Only Memory— тек оқуға ғана арналған жады) — энергияға тәуелсіз жады, бұл
өзгертулерді қажет етпейтін мәліметтерді сақтау үшін қолданылады. ТЕСҚ-ны
тек оқуға ғана болады.
Қайта программаланатын тұрақты жады (ҚПТЖ,Flash Mtmory). Өзінің
мазмұнын қайта жазуға болатын энергияға тәуелсіз жады. Тұрақты жадыға
процессордың жұмысының басқару программасы жазылады. ҚПТЖ-да дисплейды,
пернетақтаны, принтерді, сыртқы жадыны басқару, компыотсрді іске қосу және
тоқтату, құрылғыларды тестілеу программалары орналасқан.
BIOS(Basic InputOutput System - енгізу және шығару базалық жүйесі) -
компьютер іске қосылғаннан кейін құрылғыларды автоматты түрде тестілеу;
операциялық жүйені жадыға қосу үшін арналған программалар жиынтығы. BIOS
-тың ролі екі түрлі: бір жағынан бұл аппаратураның (Hardware) ажырамас
элементі, ал екінші жағынан бұл кез-келген операциялық жүйенің (Software)
негізгі модулі.
Тұрақты еске сақтау құрылғыларының түрлері - СMOSRАМ.
CMOSRАМ - бұл жоғары жылдамдықты әрекет ететін және батарейкадан аз
энергияны қамтамасыз ететін жады. Бұл компьютерлер конфигурациясы туралы
ақпараттарды және компьютерлер кұрамындағы құрылғы-ларды, сонымен қатар
оның жұмыс істеу режимдері туралы мәліметтерді сақтау үшін қолданылады.
CMOS-та ағымдағы күн мен уақыт сақталынады. Уақыт үшін жауап беретін
СМОS-жады және уақыт микроүрдісі кішкентай аккумулятордан қорек алады. СМОS-
тың мазмұнын өзгерту ВIOS-та орналасқан арнайы Setup программасымен
езгертіледі.
Графикалық ақпартарды сақтау үшін бейне жадысы қолданылады.
Бейне жадысы (VRАМ) — кодталған бейнелер сақтайтын жедел еске
сақтаудың (ЕС) бір түрі. Осы ЕС-тің құрылуы 2 құрылғыға да бір уақытта
қызмет керсетеді - процессор және дисплей. Сол себелтен экрандағы бейне
жадыда видео мәліметттердің жаңартылуымен сәйкес өзгертіліп отырыды.
Жедел жады модулъдері
Жадының ең алғашқы модульдерінің бірі SIMM (Single In-line Memory
Module)- бір тізбекті контактілі жады) болып табылады.
Кезінде 32 контактілі 8 битті модульдер шығарылған. Кейіннен 72
контактілі 23-битті модульдер шығарыла бастады. 486 машинелерде мұндай
модульдер бір-біріне орналастырылған, ал Реntiuт 2 топпен орналасқан
модульдер бар. Осындай орналасудың басты себебі Реntiumдағы жады шинасы 64-
разрядты.
Келесі даму барысында 64-разрядты 168-контактілі модуль DIMM (Dual In-
line Memory Module) — 2 тізбекті контактілі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.