ЭЕМ буындары

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

ЭЕМ буындары

Ең алғашқы пайда болған есептеу құралы есепшот болып табылады. Кейбір деректерге сүйенсек, есепшоттың жасы 2000-5000 жылдар шамасында, ал пайда болған жері ертедегі Қытай немесе ертедегі Египет, тіпті ежелгі Греция болуы да мүмкін. Бұл санау құралын гректер мен Батыс-Еуропалықтар «абак» деп, қытайлықтар «суан-пан», жапондықтар «серобян» деп атаған. Бұл құралмен есептеулер оның шұңғыл тақтада орналасқан тастарын жылжыту арқылы жүргізілген. Тастар піл сүйегінен, түрлі түсті шынылардан, қоладан жасалды. Осындай есепшоттар қайта өркендеу дәуіріне дейін пайдаланылып келді. Оның жетілдірілген түрі осы күнге дейін қолданылып келеді.

Абак (Ежелгі Рим) - V-VI ғасыр

XVII ғасырдың басында шотландиялық математик Джон Непер логарифм түсінігін енгізді және логарифм кестесін жариялады. Ал 1761 жылы ағылшын Д. Робертсон жүгіртпесі бар навигациялық есептеулер жүргізуге арналған логарифм сызғышын жасады. Мұндай құрал жасау идеясын 1660 жылдары Исаак Ньютон ұсынған болатын. Соңғы кезге дейін логарифм сызғыштары инженерлердің бірден-бір есептеуіш құралы болып келді, бірақ өткен ғасырдың екінші жартысында пайда болған электронды калькуляторлар оларды қолданудан ығыстырды.

1642 жылы француз математигі Блез Паскаль он тоғыз жасында дүние жүзінде бірінші рет қосу машинасы деген атпен белгілі, жетектер мен дөңгелектерден тұратын механикалық есептеу машинасын құрастырды. Паскальдың машинасында көпорынды сандарды қосу мүмкін болды.

1694 жылы атақты неміс математигі Лейбниц Паскальдың идеясын дамытып, өзінің механикалық есептеу машинасын - арифмометрді құрастырды. Дөңгелектің орнына мұнда цифрлар жазылған цилиндр қолданылды. Бұл құрал күрделі қосу мен алу есептеулерін жүргізумен қатар, сандарды бөлу, көбейту, тіпті квадрат түбірін табу амалдарын да орындайтын болды. Кейін арифмометр бірнеше рет жетілдірілді Бұл бағытта орыс өнертапқыштары П. Л. Чебышев пен В. Т. Однер көп еңбек етті. Арифмометр қазіргі қолданыста жүрген калькуляторлардың негізін салды. Арифмометр мен қарапайым калькулятор есептеу жұмыстарын механикаландыру құралдарының қызметін атқарады, бұларда есептеуде адамның өзі әрекеттер тізбегін анықтап басқарады.

Есептеуіш техникалардың қарқындап дамуы XIX ғасырдан басталды. Есептеуіш техниканың дамуындағы келесі қадам алдын ала жасалған программа бойынша адамның қатысуынсыз есептеулерді орындайтын құрылғылар жасау болды.

Арифмометр

Алғашқы программалық басқарылатын есептеу машинасын құрастыру идеясын 1821 жылы ағылшын математигі Чарльз Беббидж өзінің аналитикалық машинасында ұсынған болатын. Беббидждің аналитикалық машинасы - ақпаратты өңдеп қана қоймай, оны жадында сақтап, адамның тікелей араласуынсыз алдын-ала жазылған программамен жұмыс істейтін алғашқы әмбебап құрылғы болатын. Бұл машинада қазіргі компьютерлерде бар барлық негізгі құраушылар: бастапқы сандар мен аралық нәтижелерді сақтауға арналған жад, жадтан алынған сандармен амалдар орындайтын арифметикалық құрылғы, берілген программа бойынша есептеу барысын қадағалап отыратын басқару құрылғысы, деректерді енгізу мен оларды басып шығару құрылғылары болды. Басқару программасы перфокарта деп аталған қатырма қағаздардағы тесіктердің көмегімен кодталды.

Бэббидждің идеясы өз уақытынан озық еді. Оның машинасы өте күрделі құрылғы болғандықтан, ол кездегі техникалық мүмкіндік мұны жүзеге асыра алмады. Беббидждің машинасы 1860 жылдары ғана құрастырылып іске қосылған болатын. Осы машинаға қажетті программаны 1846 жылы ағылшынның әйгілі ақыны Джордж Байронның қызы Ада Лавлейс жазды. Сондықтан Ада Лавлейсті алғашқы программалаушы десе де болады.

ХХ ғасырда электронды-есептеуіш машиналардың (ЭЕМ) пайда болуына байланысты есептеуіш техника бұрын болмаған жылдамдықпен қарыштап дамып, айналдырған 50 жылдың ішінде күрделі өзгерістерге ұшырады. Сондықтан электронды-есептеуіш машиналардың даму кезеңін белгілі бір кезеңдерге бөлу қалыптасқан.

Беббидждің аналитикалық машинасы өз заманының озық идеясы болатын. Ол техникалық жағынан алғанда өте күрделі құрылғы болғандықтан, оны құрастыруға қажетті техникалық базаның сол кезеңде болмауына байланысты Беббидждің машинасы 40 жылдан астам уақыт қағаздағы сызба түрінде болды. Алайда осы машинаның жобасында ұсынылған негізгі идеялар ХХ ғасырда алғашқы компьютерлерді құрастыру кезінде басшылыққа алынған болатын. Сондықтан аналитикалық машинаны қазіргі компьютерлердің "арғы атасы" десе де болады.

Шыққан компьютерлер буынға бөлінеді. Қазір компьютерлердің алты буыны белгілі деп айтуға болады. Жалпы, компьютерді буынға бөлу шарты, ол негізінен компьютерлердің элеменнтер базасының өзгеруіне, өзінің құрамына кіретін құрылғылардың түрлері мен қасиеттерінің өзгеруі-не және компьютерлер арқылы шығарылатын есептердің жаңа (сандық емес) топтарының пайда болуына тәуелді.

Компьютердің бірінші буыны - 1959 жылға шейін шыға-рылған электронды дампалық машиналар, жылдамдықта-ры ондаған мың а/с., разрядтылығы 31 - 34 бит, жедел жадыларының көлемі 1 - 4 кб, амалдардың жұмыс ырғағы қатал тізбекті, яғни, келесі орындалатын амал ағымдағы амалдың орындалуы толық біткеннен соң ғана басталады, енгізу/шығару амалдары орындалып тұрғанда орталық процессор тоқтап тұрады. Программа негізінен машиналық тілде қолмен жазылып орындалады. Жұмыс істеу режімі ашық болды, яғни, әрбір программалаушы басқару тетігінде өзі отырып программасын енгізіп жұмыс істетті. Негізінен сандық шамалармен байланысты есептер шығарылады, символдық шамаларды пайдалану жоқ болды. Стандартты программалар жасала бастады.

Компьютердің екінші буыны - 1968 жылға шейін шыға-рылған транзисторлық компьютерлер, жылдамдықтары жүздеген мың а/с., разрядтылығы 31 - 48 бит, жедел жа-дыларының көлемі - 8 - 128 кб. Процессордың жұмысын үзу және оны өңдеу жүйесі пайда болды (ол негізінен енгізу/шығару амалдарын орындау кезінде іске қосыла-ды) . Алгоритмдік тілдерден машиналық тілге автоматты аударатын программалар - трансляторлар шықты, яғни, программа құру үшін деңгейлері жоғары программалау тілдері (Fortran. Algol. Cobol және басқалар) қолданылды, стандартты программалардың қоры үлкейді. Жабық жұмыс істеу режімі қолданылды, яғни, программалаушы тікелей машинамен жұмыс істемейтін болды, ол өзінің жоғары деңгейдегі программалау тілінде жазылған программасын ары қарай машинадан өткізетін қызмет көрсететін топқа тапсырды. Программалардың жұмыс істеуін бақылау және басқару үшін алғашқы мониторлық жүйелер пайда болды. Олардың өзінің тапсырмаларды басқару тіл-дері болған. Индексті арифметиканың шығуы, тікелей емес адрестеуді және динамикалық жадыны қолдану, символдық шамалармен жұмыс істеу мүмкіншілігінің пайда болуы осы буынның құрылымдық ерекшклігін айқындады.

Компьютердің үшінші буыны - 1970 жылдан бастап интегралды микросхемалар арқылы жасалынған компьютерлер мен компьютерлер кешені, жылдамдықтары миллиондаған а/с., разрядтылығы 32 - 64 бит, жедел жадыларының көлемі 64 - 1024 кб. Дамыған түзу жүйесі бар, енгізу/шығару амалдарының орындалуы орталық процессордың жұмысымен параллель жүргізетін қосымша процессорлар (арналар) қолданылады. Бұрын программалар атқаратын көп жұмыстар, соның ішінде үзуді ұйымдастырумен өңдетулер аппарат арқылы жүзеге асатын болды. Компьютерлердің сыртқы ортаны қабылдай және оған әсер ете алатын сенсорлық қондырымдары пайда бола бастады. Осылар компьютерді алдын ала енгізілген деректерді детерминді (бірмәнді) өңдейтін құрылғыдан сыртқы ортада туатын жағдайға қарай жұмыс істей алатын зерделі құрылғыларға айналдырылды. Жедел жадыны қорғау және динамикалық бөлу іске асты. Көптеген жоғары деңгейлі, солардың ішінде символдық есептерге (SNOBOL. LISP. REFAL сияқтылар) және логикалық есептерге (Prolog. Miranda сияқтылар) бағытталған программалау тілдері қолданылды, символдық есептер мен логикалық есептер үлесі көбейді. Программалардың жұмысын бастан аяқ басқаратын (сыртқы және ішкі ортадағы жағдайларға мақ-сатты жауап бере алатын) дамыған операциялық жүйелер жұмыс істеді. Осы буынның негізгі ерекшелік программалары төменнен жоғары қарай ұйқас болатындай мүмкіншіліктері өспелі компьтерлердің бірнеше модельдерінен тұратын машиналар кешенінің пайда болуы (мысалы, со-циялистік елдерде ЕС ЭВМ 1020 - 1050, ал АҚШ - та IBM 360 - 370 сияқты компьютерлердің бірыңғай жүйелері) . Бұл компьютерлер арқылы жедел жадыны немесе сыртқы құрылғылардың өрісін ортақ етуге болатын есептеу жүйелерін жасауға мүмкіншілік туды. Бір уақытты бірнеше программа істей алатындай етіп орталық процессордың уақытын бөлшектейтін мультипрограмдық режім іске асырылды. Сонымен қатар, нақты уақыт масштабында жұ-мыс істей алатын программалар пайда бола бастады. Олар технологиялық процесстерді, ұшатын аппараттардың және басқа күрделі құрылғылардың жұмыстарын басқаруға мүмкіндік берді.

Компьютердің төртінші буыны - 1975 жылдан бастап үлкен немесе өте үлкен интегралды микросхемалар арқылы жасалынған көппроцессорлы суперкомпьютерлер мен микрокомпьютерлер ( кейін оларды дербес компьютерлер деп атап кетті ) . Суперкомпьютерлердің жылдамдықтары жүз миллионға шейін (мысалы, Cray - 1 суперкомпьютері-нің жылдамдығы 100 млн а/с) . Жалпы осы буындағы ком-пьютерлер арқылы байланыс әдістері одан әрі дамып теле-фон, телеграф желілеріне қосылып компьютерлік глобальді( мысалы Интернет ), корпоративтік және локальді желілер құрылды, өте үлкен деректер архиві жиналды, дерек-тердің визуалды (бейнелік) түрдегі берілуі және өңделуі дамыды, нақты уақыт масштабында жұмыс істей алатын жүйелер кеңінен жүзеге асты.

Компьютердің бесінші буыны - 1980 жылы Жапония жариялаған 5 жылдық жобадан басталады, онда компьютер-лік тілдің машиналық тілі ретінде логикалық программа-лау тілі PROLOG - ты аппаратты түрде жүзеге асырып, жасанды зерде (интеллект) жүйесін құру көзделді. Бұл жоба нәтижелі аяқталды, қазір өзінің жасанды зердесі бар, яғни, белгілі есептің берілгені бойынша оның шешуін та-батын тұжырымдарды жасап және оны дәлелдей алатын, белгілі тақырыпқа өлең немесе музыка шығара алатын және тағы сол сияқты интеллектуалды жұмыстарды өздігінен жасай алатын компьютерлер бар. Бірақ олар кең тарамаған, себебі олардың бағасы өте қымбат және олармен жұмыс істеу аса біліктілікті талап етеді.

Компьютердің алтыншы буыны - өткен ғасырдың 90 - шы жылдарының ортасынан бастап қолға алына бастады. Ол жасанды нейрон желісіне, көпмәнді логика және кванттық есептеу теориясына негізделіп жасалынады. Бұл компьютерлердің дамыған жасанды зердесі болады: олардың өзін - өзі оқытатын қабілеті және өздігінен кейбір мәселені түсініп (образды танып), жобалап, оны шешу не-месе жүзеге асыру үшін керекті программаны немесе құ-рылғыны құрастыра алатын мүмкіншілігі болады.

Біздің елдегі кең қолданыстағылар - 4-ші буынға жататын дербес компьютерлер. Сондықтан біз оларды жетік қарастырамыз.

Біз үлкен ЭЕМ-ді немесе дербес компьютерді алсақ та, олар бір-біріне ұқсас принципте жұмыс істейтін мынадай құрамнан тұрады:

Орталық процессор;
Енгізу құрылғысы;
Есте сақтау құрылғысы;
Шығару құрылғысы.

1. Орталық процессор барлық, есептеу және информация өңдеу істерін орындайды. Бір интегралдық схемадан тұратын процессор микропроцессор деп аталады. Күрделі машиналарда процессор бір-бірімен өзара байланысты бірнеше интегралдық схемалар жиынынан тұрады.

: Микропроцессор

Процессор , дәлірек айтсақ микропроцессор - дербес компьютердің басты микросхемасы. Компьютердегі барлық программалардың командаларын осы микропроцессор орындайды. Микропроцессорды компьютердің «миы» десе де болады. Микропроцессор аналық платаның орта тұсында орналасады. Жұмыс кезінде қатты қызатындықтан оны салқындату үшін бетіне кішкене желдеткіш орналастырылады. Қазіргі кездегі процессорларда кремнийдің өте кішкене кристалында ойып жасалған миллиондаған транзисторлар бар. Оның өлшемі қолдың үлкен саусағының тырнағындай-ақ. Процессордың негізгі сипаттамасы - оның тактілік жиілігі . Тактілік жиілік мегагерцпен және гигагерцпен өлшенеді. 1 мегагерц - процессор секундына 1 миллион операция орындайды деген сөз. Микропроцессордағы транзисторлардың саны неғұрлым көп болған сайын оның тактілік жиілігі, сәйкесінше оның жылдамдығы да соғұрлым жоғары болады. Мысалға, қазіргі ең танымал процессорлардың бірі Pentium 4 процессорында 42 миллион транзистор орналасады.

2. Енгізу құрылғысы информацияны компьютерге енгізу қызметін атқарады. Енгізу құрылғы-

: Пернетақта

ларына пернетақта мен сканер жатады.

Пернетақта - компьютердің жұмысын басқара отырып, қажетті ақпаратты енгізу үшін қолданылатын құрылғы. Ол әріптің және цифр пернелерінің көмегімен компьютерге кез келген ақпаратты енгізуге мүмкіндік береді. Қазіргі компьютерлердің пернетақтасында 101 немесе 105 перне, ал оң жақ жоғарғы бұрышында жұмыс режимі туралы ақпарат беріп отыратын 3 жарық индикаторы орналасады. Пернетақтадағы пернелер бірнеше блокқа бөлінеді:

символдық пернелер- пернетақтаның негізгі бөлігі болып табылады. Бұл пернелердің көмегімен кез келген алфавитті-цифрлық ақпаратты енгізуге болады. Пернетақтаның бұл бөлігі латын, орыс, қазақ әріптері, цифрлар, тыныс белгілері және басқа да символдары бар пернелерден тұрады;
функционал пернелер, бұлар символдық пернелердің үстіндегі жолда орналасқан. Олар латынның F (F1, F2, …, F12) әрпімен белгілеген. Функционал пернелер компьютердің күрделі операцияларын тез орындауға мүмкіндік береді (құжатты сақтау, бетті жаңарту, анықтама шақырту, т. б. ) . Әр түрлі жағдайларда (әр түрлі программалармен жұмыс істегенде) олар әр түрлі міндеттер атқарады. Мысалы, Бейсик тілінде F1…F10 пернелерін басып, белгілі командаларды орындауға болады;
нұсқаушы немесе курсорды экранда басқару пернелері. Курсор дегеніміз экранда (сызықша түрінде) жыпылықтап тұратын символ. Ол символдық пернені басқанда, символ пайда болатын орынды көрсетеді. Нұсқаушы пернелер символдық пернелердің төменгі оң жағында орналасқан, олардың үстінде бағдаршалар(стрелкалар) салынған. Олар курсорды экранда жылжытуға арналған;
цифрлықпернелер немесе қосымша пернетақта - пернетақтаның оң жағында орналасқан. Бұлардың көмегімен сандық ақпараттарды компьютерге енгізуге, сондай-ақ курсордың экранда қозғалуын басқаруға болады. <Num Lock> пернесі пернетақтаның оң жақ қосымша бөлігінің жұмыс режимін ауыстырып қосады. Егер осы пернені бір рет басса, онда пернелерде көрсетілген цифрлар енгізіледі. Ал егер оны тағы бір мәрте басса, онда бұл пернелер курсорды экранда жылжыту бағытын басқарады.

Пернетақтада жоғарыда аталған пернелерден басқа, маңызы осылардан кем емес арнайы пернелер де бар. Оларға <Enter>(енгізу пернесі), <Delete>(жою пернесі), <Backspace>(артқа қарай өшіру), <Caps lock>(үлкен регистрді қосу) және т. б. пернелер жатады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.