Эем архитектурасы

Кіріспе

Есептеу техникасы – кез келген ақпарат түрін автоматты түрде жылдам өңдеуге арналған электрондық құрылғылар жиыны.
Бір-бірімен нақты түрде байланысып, біртұтас кешендік қызмет атқара алатын құрылғылар жиыны есептеу жүйесі деп аталады. Есептеу жүйелерінің орталық құрылғысы электрондық есептеу машинасы (ЭЕМ) немесе компьютер болып саналады. ЭЕМ құрылғылары белгілі бір заңдылықтармен өз деңгейлеріне, яғни архитектурасына сәйкес жұмыс атқарады. Барлық ЭЕМ-дер жұмысы осы негізгі архитектураға сәйкес жүзеге асырылады.
Архитектура сөзі әдетте ғимараттарға байланысты айтылады да, оның сыртқы пішінін, ішкі бөлмелерінің орналасуын көрсетеді. Әйтсе да архитектура тек ғимарат жоспары ғана емес, оның барлық бөліктерінің бір-біріне сәйкес келуі. ЭЕМ-ге қатысты ғылымда да “архитектура” сөзі осы соңғы мағынада қолданылады.
ЭЕМ архитектурасы – компьютер құрылғыларының құрамы, орнала¬суы және солардың бір-бірімен байланысуының сипатталуы. Бұған қоса, архитектура – ЭЕМ-нің жұмыс істеу ерекше¬ліктері (принциптері).

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

4. ЭЕМ архитектурасы. Компьютер архитектурасын анықтау принциптері. Дербес компьютердің негізгі құрылғылары (жүйелік блок, монитор, перне тақтасы, тышқан). Жүйелік блоктың ішкі және сыртқы құрылғылары (аналық тақша, микропроцессор) Дербес компьютердің шеткері құрылғылары, олардың түрлері (мәліметтерді енгізу, мәліметтерді шығару, мәліметтерді сақтау, мәліметтерді алмастыру құрылғылары). Заманауи компьютерлер архитектурасының анықталу принциптері (программалық басқару принципі, программаны жадта сақтау принципі, адрестелу принципі). Компьютерлік жүйелер. Компьютерлерді жіктелу топтары (көпшілікке арналған дербес компьютер (Consumer PC), жұмыс бабында қолданылатын дербес компьютер (Office PC), алып жүруге ыңғайлы (портативті) дербес компьютер (Mobile PC), жұмыс станциясы (WorkStation), көңіл көтеруге арналған (развлекательный) дербес компьютер (Entertai-ment PC), мамандандырылу деңгейіне қарай жіктеу (әмбебап (универсальные), арнайы (специализированные) компьютерлер, үстелге қойылатын (desktop) компьютерлер; қалтаға салынатын (palmtop) компьютерлер).
Есептеу техникасы - кез келген ақпарат түрін автоматты түрде жылдам өңдеуге арналған электрондық құрылғылар жиыны.
Бір-бірімен нақты түрде байланысып, біртұтас кешендік қызмет атқара алатын құрылғылар жиыны есептеу жүйесі деп аталады. Есептеу жүйелерінің орталық құрылғысы электрондық есептеу машинасы (ЭЕМ) немесе компьютер болып саналады. ЭЕМ құрылғылары белгілі бір заңдылықтармен өз деңгейлеріне, яғни архитектурасына сәйкес жұмыс атқарады. Барлық ЭЕМ-дер жұмысы осы негізгі архитектураға сәйкес жүзеге асырылады.
Архитектура сөзі әдетте ғимараттарға байланысты айтылады да, оның сыртқы пішінін, ішкі бөлмелерінің орналасуын көрсетеді. Әйтсе да архитектура тек ғимарат жоспары ғана емес, оның барлық бөліктерінің бір-біріне сәйкес келуі. ЭЕМ-ге қатысты ғылымда да "архитектура" сөзі осы соңғы мағынада қолданылады.
ЭЕМ архитектурасы - компьютер құрылғыларының құрамы, орнала - суы және солардың бір-бірімен байланысуының сипатталуы. Бұған қоса, архитектура - ЭЕМ-нің жұмыс істеу ерекше - ліктері (принциптері).
Архитектура ұғымының мағынасын ашатын, оған жақын термин функционалдық схема сөзі. Құрылғылардың функционалдық схемасы бір-бірімен байланысқан көптеген төртбұрышты блоктардан тұрады, әр төртбұрыш белгілі бір әрекетті орындайтын тәуелсіз бөлік болып табылады. ЭЕМ жұмысын сипаттау кезінде программа және мәлімет (данные) терминдері жиі қолданылады.
Программа - компьютер орындай алатын командаларжиыны,Программаны орындау арқылы ЭЕМ берілген тапсырмаларды автоматты түрде орындай алады.
Мәліметтер - компьютер өңдеуге тиіс берілген информация. Ол сандар, мәтіндер, суреттер дыбыстар сияқты алдын ала ақпараттардан тұруы мүмкін.
Сонымен, программалар - компьютерде информацияны өңдеуге арналған басқару құралдары болса, мәліметтер өңдеуге болатын бастапқы информация.

1. Компьютер архитектурасын анықтау принциптері
Компьютерлердің жұмыс істеу негіздері олардың барлығына ортақ бірнеше қағидаларға (принциптерге) негізделген. Оларды алғаш рет 1945 ж. венгр елінен шыққан американ ғалымы Джон фон Нейман ұсынған еді.
Дербес компьютердің негізгі құрылғылары
ДК - дің құрамына кіретін жабдықтарды қажетіне қарай өзгертіп отырады. Оның құрамына кіретін құрылғыларды компьютердің конфигурациясы деп атайды. Негізгі конфигурация ретінде төрт құрылғы кіреді.
1.Жүйелік блок
2.Монитор
3.Перне тақтасы
4.Тышқан
Жүйелік блок
Компьютердің негізгі құрылғысы - жүйелік блок. Ол тік қораптың ішіне салынған. Оның ішінде дербес компьютердің негізгі түйіндері орналасқан. Жүйелік блоктың құрамына кіретіндер:
* процессор;
* жедел жад (RAM);
* тұрақты есте сақтау жады (ROM);
* қоректендіру блогы;
* енгізу-шығару порттары;
* ақпарат тасушылар.
Бұлар жүйелік блоктың ішінде жатқан құрылғылар болғандықтан ішкі құрылғылар деп аталады. Ал сыртына қосылатын құрылғылар сыртқы құрылғылар деп аталады.
Аналық тақша
Компьютерде жұмыс істеу кезінде барлық мәлімет аналық немесе жүйелік тақша арқылы өңделеді. Аналық тақша - жүйенің ядросы. Бұл шынында да ДК-дің басты бөлшегі- қалғандарының барлығы онымен жалғастырылған және жүйедегі құрылғылардың бәрін нақты сол басқарады.
Микропроцессор
Процессор немесе микропроцессор компьютердегі орталық мәліметтер өңдеу құрылғысы болып табылады. Ол компьютерді басқарады және программадағы командаларды орындайды.
Процессор микросхема ретінде ұсынылған және оперативтік жадымен қатар аналық тақшада орналасады. Процессор неғұрлым шапшаң болса, компьютердің жұмыс істеу жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Процессордың жылдамдығы мегагерцпен (МГц) өлшенетін оның тактілік жиілігімен анықталады.
Кең тараған модельдерге Іntel - 8088 (5МГц), 80286 (20МГц), 80386SX (25МГц), 80386DX (40МГц), 808486 (100МГц-ке дейін), Pentuіm (75МГц-тен жоғарғы) және Pentuіm - Pro ( 200МГц-тен жоғары) жатады, бұл тізім олардың жұмыс өнімділігі мен соған сәйкес бағасының өсуі бойынша реттеліп келтірілген. Кейде конс - трукциялық ерекшеліктеріне қарай бір модельге кіретін процессорлардың жиіліктері әртүрлі бола береді - жиілігі артқан сайын оның жұмыс жыл - дамдығы да өсе түседі.
Іntel 8088, 80286, 80386 тәрізді бұрын шыққан микропроцессорлар - дың аралас сандар мен амалдарды жылдам орындайтын арнаулы командалары жоқ, сондықтан олар жұмыс өнімділіктерін арттыратын қосымша математи - калық сопроцессорлармен жабдықталады. Математикалық сопроцессорлар өзінің командалар жүйесі бар және ол негізгі процессормен қатар оның басқаруымен жұмыс істейді. Операциялар ондаған есе жылдамдатылады.
Дербес компьютердің шеткері құрылғылары
Дербес компьютердің шеткері құрылғылары көмекші операцияларды орындауға арналған. Олар мынадай түрлерге бөлінеді:
* Мәліметтерді енгізу құрылғысы;
* Мәліметтерді шығару құрылғысы;
* Мәліметтерді сақтау құрылғысы;
* Мәліметтерді алмастыру құрылғысы.
Модем (модулятор-демодулятор) -- телефон желісі арқылы басқа компьютерлермен ақпарат алмасуға арналған құрылғы, мәлімет алмасу процедурасының белгілі бір стандарттары (хаттамасы) бойынша жұмыс атқарады. Модем - компьютер желісіне (Іnternet, Relсоm, FіdоNеt, т.б.) немесе электрондық поштаға байланысты ең керекті құрылғы - телефон арналарына қосылған.
ЭЕМ-нің мультимедия мүмкіндігі - ақпаратты бейнелеудің ең керекті түрі. Ол экранға мәліметтерді түрлі-түсті мәтіндік, графикалык, дыбыстық мүмкіндіктерді біріктіре отырып шығарады, ЭЕМ-нің барлық жылжыту, сөйлету, музыка беру жақтарын толық пайдаланады. Мультимедиялы компьютер фотоаппараттарды, бейне магнитофондарды, бейне-камераларды қосуға арналған арнаулы бейнелік тақшамен жабдықталады, ол көптеген бейнелік суреттерді өңдегенде қажет болады.
Принтерлер мен плоттерлер
Принтер (баспа құрылғысы) мәтіндік және графикалық мәліметтерді компьютердің жедел жадынан қағазға басып шығаруға арналған.
Қазіргі кезде принтерлердің матрицалық, лазерлік, сия бүріккіш және термографиялық түрлері бар.
Матрицалық принтерлер олардың қағазға таңба салатын баспа тиегі тік орналасқан металл инелерден тұрады.
Сия бүріккіш принтерлерде бүрку арқылы шығарылады. Бірақ олар қалыңырақ қағазды және тұрақты түрде қадағалап қарап тұруды керек етеді.
Лазерлік принтерлер - ксерография принципін қолданатын құрал - дарға жатады, бұларда әріп бейнелері электрлік тәсілмен бояу жұқты - рылған доңғалақ арқылы қағазға түседі. Доңғалаққа әріптер бейнесіндегі бояу жұқтыру компьютер командалары арқылы лазерлік сәулелермен жүргізіледі. Лазерлік принтерлер өте сапалы басылым бере алады және жылдамдықтары да жоғары - орташа есеппен алғанда, секундына 330 символ (бір бетті 5 - 15 секундта) басып бере алады.
Плоттер (графиксызғыш) сызбаларды (графиктерді,суреттерді) қағазға шығаруға арналған құрылғы. Плоттердің әрекеті қарапайым: жазу құралы (қалам) із қалдыра отырып қағазда жылжиды. Сызбаларды салу барысында график тұрғызғыштар сегіз түрлі-түсті фломастерлерді немесе қарындаштарды қолданады, олар қажеттілік жағдайда автоматты түрде алмасады. Кез-келген күрделі геометриялық фигураларды бейнелеу сапасы тұрақты және өте жоғары.
Колонка - дыбыстық ақпаратты шығаруға арналған құрылғы.
Енгізу құрылғылары
Сканер (ізкескіш) - қағазға бетіндегі мәліметтерді (мәтін, сурет, график) оптикалық негізге сүйене отырып компь - ютерге жылдам енгізе алатын құрылғы.
Сканердің түрлері: планшетті, қолмен істейтін, барабанды, парақтық, форма сканерлері, штирх сканерлер.
Сканер көріністі машина кодына айыстырып, компьютер жадына жазады. Сканердің жұмыс атқару принципі былай: жарық сәуле жол-жолы бойынша жазық суретті сканерлейді. Бұл электрондық сәуленің дисплей экранын сканерленгені сияқты. Сканерлеу нәтижесінде қағаз құжаттың сызба бейнесі жасалады.
Мәліметтерді алмасу құрылғысы
Желілік адаптер - компьютерді жергілікті желіге қосуға мүмкіндік тудырады. Мұнда пайдаланушы басқа компьютердегі мәліметтерге қол жеткізе алады.
Модемдер (модулятор - демодулятор) компьютерлер арасында мәлімет алмасу үшін керек, олар негізінен мәліметті жеткізу жылдамдығына қарай бөлінеді. Қазіргі кезде олардың жылдамдығы 2400 битсек - 2500 битсек аралығында. Олар мәлімет алмасу процедурасының белгілі бір стандарттары (протоколы) бойынша жұмыс атқарады. Компьютер желісіне (Іnternet, Relcom, FіdoNet, т.б.) немесе электрондық почтаға байла - нысты ең керекті құрылғы осы модем болып саналады.
Енгізу - шығару порттары ішкі негізгі құрылғылармен байланыс жасайтын арнайы порттан және шеткері құрылғылармен (принтер, тышқан тетігі т.с.с) байланыстыратын жалпы мақсаттағы порттардан тұрады. Жалпы мақсаттағы порттар LPT1-LPT3 деп белгіленетін параллель және COM1-COM3 болып белгіленетін тізбекті бөліктерге жіктеледі. Параллель порттар жұмысты жылдам істейді, бірақ байланысу үшін көбірек сым шоғырларын керек етеді.(принтермен жалғасатын порт параллель, ал модеммен телефон желісі арқылы байланысатын порт тізбекті түрге жатады.)
Компьютер жадысы мен адрестеу жүйесін ұйымдастыру
Жады - компьютердің құрамына міндетті түрде енетін элементтердің бірі. Ол бірнеше түрге бөлінеді және бір - бірінен өлшеміне, ақпаратты сақтау мерзіміне жіне т.б. параметрлеріне қарай ажыратылады. Компьютер жадысын екі түрге бөлуге болады: ішкі және сыртқы.
Дербес компьютердің (ДК) архитектурасы дегеніміз аппараттық құрылғылардың және программалық жабдықтардың жиынтығы, сол сияқты олардың өзара қатынасы мен дербес компьютерде жұмыс істеу кезіндегі өзара байланыс жүйелері.
Дербес компьютер бір-бірімен байланысты екі бөлімнен тұрады: аппараттық құрылғылар (Нагdwаге), және (Sоftwаге) программалық жабдықтар.
Аппараттық құрылғылар: жүйелік блок пен шеткері құрылғылардан тұрады.
Жүйелік блок - процессор, жад, адаптер (бақылаушы), жүйелік шина, таймер, қоректену блогы мен енгізу-шығару порттары орналастырылған компьютердің негізгі бөлімі. Олар орналасқан тақшаны аналық тақша немесе жүйелік тақша деп аталады. Жүйелік блоктың ішіне орналасқан құрылғылар компьютердің ішкі құрылғылары деп, ал басқа құрылғылар (пернетақта, монитор, принтер, т.б.) шеткері құрылғылар деп аталады.
Процессор - компьютерді басқару құрылғысы. Ол жадта орналасқан жүйелік программалар арқылы компьютер жұмысын автоматты түрде басқарады. Компьютердің жылдамдығы (жұмыс өнімділігі) процессордың бір секунтта орындай алатын қарапайым операция санымен өлшенеді. Такт - процессор орындайтын ішкі операцияға жұмсалған уақыт. Тактілік жиілік - процессорде 1 секунтта орындалатын такт саны, өлшем бірлігі - МГЦ (мегагерц). Процессор барлық есептеу және информация өңдеу істерін орындайды. Бір интегралдық схемадан тұратын процессор - микропроцессор деп аталады.
Микропроцессор - компьютердің негізгі компоненті. Арифметикалық және логикалық операцияларды орындайды, қажетті программалық есептерді басқарады. Микропроцессор екілік разрядтармен ғана жұмыс істейді. Микропроцессор өңдей алатын сандардың максимум ұзындығы (разрядтар саны) - оның разрядтылығы.
Микропроцессор үлгілері. Қазіргі кездегі кәсіби дербес компьютерлерде пайдланылатын микропроцессорлар, типіне қарай 100 МГц - тен асатын тактілік жиілікпен жұмыс істей алады. (1 МГц=1000000 тактсек).
Микропроцессордың құрамы:
* Басқару құрылғылары;
* Арифметикалық - логикалық құрылғы (АЛҚ);
* Микропроцессордың интерфейстік жүйесі - жалпы міндет атқаратын регистрлер.
* Микропроцессорлық жад- кэш жад.;

Программалық басқару принципі
Бұл принцип бойынша компьютердегі программа командалар тізбегінен құралып, олар белгілі бір кезекпен автоматты түрде біртіндеп орындалу арқылы атқарылады. Программалық басқару ісінің тиімділігі бастапқы мәліметтерді өзгерте отырып бір программаны бірнеше рет қайталап пайдалану болып табылады.
Программа компьютер жадынан командалар санауышы (счетчик ) көмегімен бір-бірлеп шақырылады. Процессор бір команданы орындап болған соң, санауыш регистріадресті бірге өсіріп, келесі команданы шақырып орындайды, т.с.с. Командалар реттеліп бірінен кейін бірі орналасқандықтан, программа машина жадында қатар тұрған ұяларда сақталып, жылдам орындалады.
Егер бір команданы орындағаннан кейін келесі команда емес, компьютер жадының басқа бір жерінде тұрған команда орындалуы керек болса, шартты немесе шартсыз көшу командасы санауыштағы нөмірді керектісіне өзгертеді. Командаларды орындау программа соңындағы "соңы" ("стоп") командасына жеткенде тоқталады.
Программа осылай адамның қатысуынсыз автоматты түрде орындалады.
Программаны жадта сақтау принципі
Программа командалары компьютер жедел жадында сандар секілді сақталып, сандар сияқты өңделеді. Мәліметтер мен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.