Компьютерлік проектілеу және өндіріс: ЭЕМ-де сызу

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ- 3

І. ЭЛЕКТРОНДЫ ЕСЕПТЕУІШ МАШИНАЛАР ТУРАЛЫ ТОЛЫҚ МӘЛІМЕТТЕР 4

1. ЭЛЕКТРОНДЫ ЕСЕПТЕУІШ ТЕХНИКАНЫҢ ТАРИХЫ4

2. ДЕРБЕС ТАСЫМАЛДАЙТЫН ЭЕМ-дер6

3. ЭЕМ-нің ТОЛЫҚ ЖҰМЫСЫ8

4 . КОМПЬЮТЕРЛІК ПРОЕКТІЛЕУ ЖӘНЕ ӨНДІРІС: ЭЕМ-де СЫЗУ--10

ҚОРЫТЫНДЫ12

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР13

КІРІСПЕ

Кез келген ЭЕМ-құрамына процессор, зерде, информацияны енгізу және шығару құрылғылары кіреді процессор тікелей информацияны өңдеумен айналысады - бұл, былайша айтқанда, ЭЕМ-нің "миы". Процессордың негізгі сипаттамалары - әрекет тездік (бір секундта орындалатын амалдар саны) және разрядтылық. Разрядтылық бір амал орындалғанда процессордың өңдейтін информация көлемін сипаттайды: 8-разрядты процессор бір амал орындағанда 8 бит (байт) информация, ал 32-разрядты процессор 32 бит информация өңдейді.

ЭЕМ-нің оперативті зердесінде (ОЗК, ) өңделетін информация, оның өңдеу программасы, аралық мәндер және жұмыс нәтижелері екілік түрде сақталады. Оперативті зердеден басқа ЭЕМ-де тұрақты зерде (ТЗК, ) болуы мүмкін, оның ішіндегісі оны жасайтын зауытта орналастырылады да, одан кейін өзгермейді. Зерденің негізгі сипаттамасы - оның көлемі (есте сақталатын информацияның мөлшері) .

Енгізу және шығару құрылғылары ЭЕМ зердесіне информация енгізуді және оны сыртқа шығаруды, ягни сыртқы дүниемен информация алмасуды қамтамасыз етеді, Мектеп ЭЕМ-дері үшін мұндай құрылғылардың ең маңыздысы - монитор немесе экран. Экрандағы бейне жеке нүктелерден құралады. Бұл нүктелердің саны неғұрлым көп болса, экраңдағы бейненің сапасы соғұрлым жоғары болады. Бейнені есте сақтау үшін арнайы зерде - бейне зердесі қолданылады.

І. ЭЛЕКТРОНДЫ ЕСЕПТЕУІШ МАШИНАЛАР ТУРАЛЫ ТОЛЫҚ МӘЛІМЕТТЕР

1. ЭЛЕКТРОНДЫ ЕСЕПТЕУІШ ТЕХНИКАНЫҢ ТАРИХЫ

Ерте кезден бастап-ақ адам баласы есептеулерді оңайлату үшін өзіне көмекші әр түрлі қүрылғылар құрас-тырған. Біздің эрамызға дейінгі V ғасырдың өзінде-ақ гректер мен мысырлықтар абакты - орыс есеп шотына ұқсас құрылғыны пайдаланған.

XVII ғ. 40-жылдарында адамзат тарихындағы ең ірі ғалымдардың бірі - математик, физик, философ және дін зерттеушісі Блез Паскаль сандарды қосатын механикалық құрылғыны ойлап тауып, жасап шығарды.

Сандарды қосып қана қоймай, оларды көбейте алатын механикалық құрылғыны XVII ғ. аяғында екінші бір ұлы математик және философ Готфрид Вильгельм Лейбниц ойлап шығарды. Лейбництің еңбектерінде сөздермен және басқа ұғымдармен амалдар орындай алатын механикалық ққрылғы туралы да сөз болған.

Есептеулерге арналған құрылғылармен қатар, берілген программа бойынша автоматты түрде жұмыс істейтін механизмдер де (музыкалық автоматтар, шарманкалар, дабыл қағатын сағаттар және т. с. с. ) дамыды. Мысалы, шарманкаға әрқалай орналасқан таяқшалары бар дискілер орнатылған - таяқшалардың орналасуына байланысты қандай да бір әуен орындалатын. Жаккардтың тоқу станогында матаға түсетін өрнек жіңішке картон карталардағы (перфокарталардағы) тесіктердің көмегімен берілетін. Өрнекті ауыстыру үшін перфокартадағы тесіктерді басқаша тесіп шығу жеткілікті болатын.

Есептеуіш техника саласындағы маңызды прогресс Чарльз Беббидждің (XIX ғ. ортасы) есімімен байланысты. Лейбництің механикалық арифметикалық машинасы идеясын программамен басқару идеясымен біріктіре отырып, Беббидждің өзі "аналитикалық" деп атаған машинаның жо-басын жасап шығарды. Бұл жоба іске асырылған жоқ, алайда өзінің мүмкіндіктері бойынша, Беббидждің машинасы алғашқы ЭЕМ-нен кем түспейтін: онда 50 ондық таңбадан тұратын 1000 санды сақтайтын зерде жасалған; арифметикалық амалдар Жаккардтық перфокарталарға жазылған программага сәйкес орындалатын. Программада арифметикалық амалдардың бір тобын автоматты түрде қайталау, сонымен қатар амалдар тобын қайсыбір шарт сақталғанда ғана орындау мүмкін болатын. Беббидж машинасына байланысты программалаушы мамандығы пайда болды. Дүние жүзінің алғашқы программалаушысы ақын Дж. Байронның қызы Ада Лавлейс болды. Ада Лавлейс жазған программалар қайсыбір сандық функциялардың мәндерін есептеуге арналды.

XX ғ. 30-жылдарының аяғында американдықтар Дж. Атанасов (шыққан тегі болгар) пен К. Берри ЭЕМ жасап шығарды, онда электронды зерде және қосу мен азайтуға арналған электронды құрылғы, оларға қоса біраз механикалық бөліктер болды. Бұл машина әлде де болса әмбебап емес еді, алайда оның пайдалану салалары механикалық арифмометрмен салыстырғанда әлдеқайда кең болды. 1942 ж. Атанасов - Берри ЭЕМ-інің жетілдірілген моделі жасалды, ол ең алдымен сызықтық теңдеулер жүйесін (30-ға дейін белгісізі бар 30 теңдеуден тұратын) шешуге арналды.

40-жылдардың аяғына дейін бұлардан қуаттырақ және жетілдірілген біраз басқаша машиналар жасалды. 1946 ж. үш американдық ғалымның - Дж. фон Нейман, Г. Голдстайн, А. Бернстын - ғылыми мақаласынада әмбебап ЭЕМ құрастырудың негізгі принциптері баяндалған, онда өңделетін мәліметтерді сақтауға және есептеу программасын сақтауға ортақ бір ғана зерде пайдаланылатын. Осы принциптер іске асырылған алғашқы машина - ЕО5АС ЭЕМ -1949 ж. Англиядағы Кембридж (онда бір кездері Беббидж оқыған) университетінде М. В. Уилкстын басқаруымен жасалды. Бір жылдан соң АҚШ-та әмбебап ЕОУАС ЭЕМ жасалды.

Біздің еліміздегі есептеуіш техниканың негізін қалаушы Сергей Алексеевич Лебедев болды. Оның басқаруымен алғашқы отандық ЭЕМ-дер жасалды: 1951 ж. Киевте - МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) және 1952 ж. Москвада - БЭСМ (Быстродействующая Электронная Счетная Машина) . БЭСМ-мен бір уақытта дерлік М -2 және "Стрела" ЭЕМ-дері жасалды.

50- жылдардың ортасынан бастап есептеуіш техниканың күрт дамуы басталды. Қазір дүние жүзінде 50 миллионнан астам дербес компьютерлер, овдаған миллион баска қүрал-дарға іштей орналастырылған, ойынға арналған, үй түрмы-сьщцағы компьютерлер жұмыс істейді. Қоғамның даму деңгейі энергияны меңгеру шамасымен емес, "информацияны меңгеру" шамасымен: жұмыс істейтін бір адамға келетін ЭЕМ саны мен оның жұмыс өшмділігі, дүние жүзілік байланыс желілеріне қосылу мүмкіндігі және т. б. анықтала бастады.

2. ДЕРБЕС ТАСЫМАЛДАЙТЫН ЭЕМ-дер

Дербес ЭЕМ адаммен диалог жасап жұмыс істеуге арналған. Мұндай ЭЕМ-нің енгізу және шығару құрылғылары адам мен ЭЕМ-нің арасындағы информация алмасудағы ыңғайлы түрін қамтамасыз етеді. Ондай құрылғылар - клавиатура; 'тышқан"; монитор (немесе экран) : басу құрылғысы (немесе принтер) ; сыртқы зерде.

Клавиатура информацияны адамнан ЭЕМ-ге беруге арналған және ол кәдімгі басу машинкасының клавиатурасына ұқсайды.

"Тышқан" да информацияны адамнан ЭЕМ-ге беруге арналған. "Тышқан"- кішкене қорапша, оны адам үстел үстінде қозғалта алады және ол осыңдай қозғалыс кезінде ЭЕМ-ге сигналдар жібереді. Осындай құрылғыны пайдаланып, мысалы, ЭЕМ-ге суреттерді енгізуге болады - ол үшін суретті үстелге қойып, оны "тышқанмен" айиалып шығу жеткілікті.

Монитор информацияны (текстер мен бейнелерді) ЭЕМ-нен адамға беруге арналған. Басқаша айтқанда, монитор - кәдімгі телевизор, тек оңдағы бейнені ЭЕМ салады.

Басу құрылғысы информацияны ЭЕМ-нен адамға қағазға басылған текстер мен бейнелер түрінде беруге арналған.

Магниттік дискілердегі сыртқы зерде информацияның үлкен көлемін сақтауға және қайта шығаруға арналған. Сыртқы зерде, сонымен қатар, информацияны ЭЕМ өшіп түрған кездері сақтауға мүмкіндік береді. Магниттік дискілердегі сыртқы зерде кадімгі магавтофоздағы сияқты принциптерге негізделген, тек айырмашылығы таспалы кассетаның ориына информация тасымалдаушы ретінде магниттік дискілер - магниттік затпен қапталған дөңгелек пластинкалар қолданылады. Магниттік дискілдердегі сыртқы зерде информацияны ЭЕМ-нен бөлек сақтауға және информацияны бір ЭЕМ-нен екіншісіне тасымалдауға мүмкіндік береді.

Егер дербес ЭЕМ-ді модем арқылы кадімгі телефон желісіне қосса, оңда ол баска ЭЕМ-дермея информация алмаса алады. Информацияны телефон арқылы бергенде модем алектр импульстарының ізбегін әр түрлі тощағы дыбыс сигналдарьшың тізбегіне айналдырады. Қабылдау кезінде модем кері түрлендіру жасайды.

Бұларға қоса, ЭЕМ-нің құрамында әр түрлі датчнктерден информация алуға арналған және әр түрлі манипуляторларды, роботтарды және басқа орындаушы құрылғыларды (немесе қысқаша атқарушыларды) басқаруға арналған сигналдарды шығаратын енгізу және шығару қүрылғылары болуы мүмкіи. Осындай құрылғының мысалы ретінде график салғышты алуға болады, оя ЭЕМ мандалары бойынша бейнені қағаз бетіне түсіріп немесе, пластмасса бетіне бояумен салады.

Жеке мектеп ЭЕМ-дерімен қоса, оқу есеіггеуіш техникасының комплектілері (ОЕТК) де шығарылады. Комплектіде бір оқытушы ЭЕМ-і және (шшен қосылған бірнеше оқушылар ЭЕМ-дері болады.

Оқытушы ЭЕМ-інің құрамдас бөліктері және олардың жұмыс кезіндегі өзара әрекеті 1-суретте көрсетілген.

Клавиатура басылған клавиштер туралы информацияны жүйелік блокқа береді.

3. ЭЕМ-нің ТОЛЫҚ ЖҰМЫСЫ

ЭЕМ-нің құрылысын және жұмысын әр түрлі деңгейде оқып-үйренуге болады. Информацияны электрондық өңдеудің физикалық негіздерін білуге болады.

Кернеу, транзисторлар, вентильдер, микросхемалар және т. б. жөнінде ештеңе білмей-ақ процессордың логикалық құрылысын, яғни оның комавдалар жүйесін, жүмыс алгоритмін, ішкі зердеде сақталатын информацияның құрылымын (§18) оқып үйренуге болады. Осы параграфта біз тагы бір деңгейге көтеріліп, ЭЕМ-нің жүмысын то-лығымен сипаттайтын боламыз.

ЭЕМ Бейсик, Паскаль, мектептік алгоритмдік тіл сияқты әр түрлі тілдерде жазылған программаларды орын-дай алады. §18-та машина кодтарында жазылған програм-малармен танысқанбыз, сондықтан да ЭЕМ-нің іс жүзівде әркашанда машиналық программа бойынша жүмыс істегендігін білеміз. Алайда алгоритмдік тілдегі программа мен машиналық программалардың айырмашылығы "жер мен көктей". Сонцықтан алгоритмдік тілде немесе басқа бір программалау тілінде жазылған программаларды ЭЕМ қалай орындайды?- деген сұрақ туады.

Осыңцай программаларды орыңдаудың негізгі екі тәсілі бар. Олар компиляция және интерпретация деп аталады.

Алгоритмдік тілдегі программа дегеніміз - бүл информация, ал ЭЕМ - ииформацияны өңдеуші (бесаспап) машина. Сондықтан машиналық программа (ол компи-лятор деп аталады) қүрып, ол орындалғанда ЭЕМ ал-горитмдік тілдегі программаның тексін өңдеп, оны машиналық кодтармен берілген эквивалент программаға (ягаи байттар тізбегіне) түрлендіреді. Осылайша түрлендірудің өзі компиляция деп аталады. Компиляция нәтижесінде машиналық кодтардағы программа шыгатын болгандықтан, оны ЭЕМ-нің зердесіне орналастырып орьшдай беруге болады.

Сонымен, компиляция бойынша жүмыс екі кезеннен тұрады; бірінші кезеңде ЭЕМ программаны алгоритмдік тілден машиналық кодтарға айналдырады, ал екінші ке-зеңде - шыққан машиналық кодтардағы программаны орындайды.

Алайда, программа орындалған кезде ЭЕМ алгоритмдік тілдегі программа тексін талдап, одан кейін оны маши-налық кодтарға аудармай-ақ осы программада анықталған амалдарды бірден орындайтын машиналық кодтардағы ин-терпретатор деп атзлатын іірограмма қүруга болады. Программаның осылайша орыңдалу тәсілін интерпрета-циялау деп атайды.

Компиляция мен интерпретацияның арасьшдагы айырмашылықты салыстыру арқылы түсіңдіруге болады. Шет тілінде жазылған рецепт (нүсқау) бойышпа тамақ даярлау керек болсын делік. Оның екі түрлі жолы бар. Ең алдымен нүсқауды ана тіліне аударып (компиляциялап), одан кейін ғана тамақты ана тілівде жазылған нүсқау бойынша даярлауға болады. Алайда, нүсқауды оқи және аудара отырып, тиісті әрекеттерді бірден орьшдауға болады (бұл жол - интерпретацияға сәйкес келеді) . Соңғы жағдайда біз нүсқаудың ана тіліндегі тексін емес, бірден дайын тамақтың өзін аламыз. Әрине, егер тамақты бірнеше рет даярлауға тура келсе, онда нүсқауды бірнеше рет аударуға тура келеді.

Алгоритмді орындау мүмкіндігі болуы үшін ең алдымен алгоритмдік тілдің компиляторын немесе интерпретаторын ЭЕМ зердесіне орналастырып орындауды бастауымыз қажет. Компилятордың өзі - машиналық кодтардағы программа, яғни 0 мен 1-лер тізбегі (информация!) Әрине, процессор бүл информацияны магниттік дискіден де оқи алады, бірақ бұл жағдайда ол тағы бір программа бойын-ша жұмыс істеуі керек болады, өйткені процессордың білетіні машиналық программаны орындау ғана. Осы "тағы бір" программаны да дискіден оқуға немесе басқа бір енгізу қүрылғысынан енгізуге болады. Бірақ оны кім істей алады? Тек қана процессор, ал ол үшін тағы да жаңа программа керек және т. с. с. Айналып шыға алмайтындай жағдайға келеміз!

Осы мәселені толық талдау үшін ЭЕМ жұмысқа қосылғанда не болатыныв байқайық. ЭЕМ жұмысқа қосылысымен процессор арнайы алгашқы жуктеу программасын орьгадай бастайды. ЭЕМ-ді заводта жасап да-ярлағанда осы программа оның түрақты зердесіне жазылады, совдықтан ЭЕМ жүмысын тоқтатқанда жоғалып кетпейді. Бүл программаны дискіден оқудың қажеті жоқ. Бүл қандай программа? Мүғалімнің машинасында (басқа да жеке қолданылатын ЭЕМ-дердегі сияқты) алғашқы жүктеу программасы орьшдалғанда процессор дискідегі алдын ала белгіленген орындагы машиналық про-грамманы (ол операциялық жуйе деп аталады) оқыды да, оны зердеге жазады және осы программаның бірінші командасының адресін КС-қа орналастырады (яғни оны орындай бастайды) . Оқушының машинасында дискілер жоқ, совдықтан алғашқы жүктеу программасы күте түрып программаны мұғалімнің машинасынан ("электроника УКНЦ" класьгада) алады немесе түрақты зердедегі басқа программаны, мысалы Бейсик тілінің интерпретаторын ("Ямаха", "Корвет") жібереді.

4 . КОМПЬЮТЕРЛІК ПРОЕКТІЛЕУ ЖӘНЕ ӨНДІРІС

ЭЕМ-де СЫЗУ

Қазіргі өңдірістегі конструктор мен технологқа ЭЕМ не бере алады? Ең алдымеи ол сызбалармен істейтін жұмыстарды жеңілдетеді. Жаңа сызбаны ЭЕМ-нің көмегімен кульманмен салыстырғанда біриеше есе жылдамырақ да-ярлауға болады. Егер де сызба ЭЕМ-де бүрышшн сақталған болса және оган қосымша өзгерістер енгізу қажет болса, онда мұндай жұмыстарды кульманмен салыстырғанда ошпақты есе жылдамырақ істеуге болады. ЭЕМ-ге ескі сызбаның қандай бөліктерін ауыстыру және олардың орнына не орналастыру керектігін көрсетсе болғаны, ол жаңа сызба жасап береді. Сызбалардың жиі кездесетін үзінділерін, дербес блоктар мен тораптарын ЭЕМ-нің зердесіне сақтап, оларды жаңа сызбалар жасағанда пайдалануға болады. Осындай сызбалар кітапханасын пайдалану инженердің "электрондық кульманмен" еңбек өнімділігін көтеруге мүмкіңдік жасайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.