Компьютердің негізгі блоктарын архитектуралық ұйымдастыру

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Компьютердің негізгі блоктарын архитектуралық ұйымдастыру

Желтоқсан 3, 2010

Жанасыл Рефераттар Компьютердің негізгі блоктарын архитектуралық ұйымдастыру, қазақша рефераттар 2 Comments

1 Vote

Quantcast

Жоспар

1 Аппараттық жабдықтар

2 Дербес ЭЕМ

3 ІВМ дербес компыотерінің негізгі блоктары

4 ЭЕМ-нің жедел жадысы

5 Графиктік адаптерлер

6 Дискідегі информация жинақтауыш

Аппараттық жабдықтар

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

1. орталық процессор;

2. енгізу құрылғысы;

3. есте сақтау құрылғысы;

4. шығару құрылғысы.

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 ннтегралдық схемалар жиынынан тұрады.

Енгізу құрылғысы информацияны компьютерге енгізу қызметін атқарады.

Есте сақтау құрылғысы программаларды, мәліметтерді және жұмыс нәтижелерін компьютер жадына сақтауға арналған.

Шығару құрылғысы компьютердің жұмыс нәтижесін адамдарға жеткізу үшін қолданылады.

Дербес ЭЕМ-нің элементтік базасы

Дербес ЭЕМ-нің (ДЭЕМ) элементтік базасы болатын электрондық компоненттері информация өңдеудің белгілі бір қызметін немесе оны сақтау ісін атқарады. Мұндай компоненттер интегралдық схемалар деп аталады. Интегралдық схема металдан не пластмассадан жасалған қорапқа салынған жартылай өткізгішті кристалдардан тұрады. Жіңішке жіп секілді арнайы сымдар осы кристалды кораптың шеткі тақшаларымен жалгастырады.

Жартылай өткізгішті кристалл көбінесе өте таза кремнийден жасалады, оны жасауда вакуумдық бүрку, тырналау, қоспаларды нондық түрде енгізу, дәлме-дәл фотолитография тәрізді және де басқа жоғары сапалы технологиялар қолданылады.

Осындай күрделі технология нәтижесінде кристалда электр схемасына біріктірілген “электрондық молекулалар” жасалады. Олар бір кристалл көлемінде (5×5 мм) жүз мыңнан аса бір-бірімен байланысқан “электрондық молекулаларды” құрастырып, өте күрделі информацияны түрлендіру жұмыстарын орындай алады. Мүмкін болашақта осындай схемалар элементтері рөлін тікелей ұғымдағы заттардың молекулалары атқаратын шығар.

Интегралдық схемаларды жасау, тексеру, олардың сапаларын бақылау - барлығы да автоматтандырылған, оның үстіне оларды сериялық түрде шығару да меңгерілген. Интегралдық схемаларды шығаруды баспаханалардағы кітапты көбейтіп шығарумен салыстыруға болады. Олар өздсрінің атқаратын функцияларына қарай ЭЕМ-нің әр түрлі тетіктерінің - шифраторлардың, сумматорлардың, күшейткішердің түрлеріне байланысты бөлек-бөлек топтарға жіктеліп, серияларға бөлініп шығарылады.

Бұл схемалардың интегралдық (біріктірілген) деп аталу себебі, олардың бір кристалы күрделі логикалық функциялардың белгілі біреуін орындай алады, сосын олардан транзисторлар мен диодтардан құрастырылатын сияқты машина қондырғылары оңай жасалады.

ДЭЕМ бірыңғай аппараттық жүйеге біріктірілген техиикалық электрондық құрылғылар жиынынан тұрады. ДЭЕМ құрамына кіретін барлық құрылғыларды олардың функционалдық белгілеріне қарай екіге бөлу қалыптасқан, олар: жүйелік блок және сыртқы құрылғылар.

Жүйелік блок мыналардан тұрады:

- микропроцсссор;

- оперативті есте сақтаушы құрылғы немесе жедел жады:

- тұрақты есте сақтаушы құрылғы;

- қоректену блогы мен мәлімет енгізу-шығару порттары.

Ал, сыртқы құрылғылар былайша бөлінеді:

- информация енгізу құрылғылары;

- информация шығару құрылғылары;

- информация жинақтауыштар.

ДЭЕМ-нің құрамында ең аз дегенде жүйелік блок, бір-бірден енгізу, шығару құрылғылары және ең аз дегенде бір информация жинақтауыш құрылғы кіреді. ДЭЕМ-де шешілетін мәселеге байланысты пайдаланушы адам оның минималды конфигурациясына қосымша шеткері құрылғыларды қосу арқылы кеңейтуіне болады.

Информация мен басқару командаларын негізгі құрылғыларға пернетақта (клавиатура), “тышқан” тәрізді тетік және сканер (із кескіш) жатады. Осындай функцияларды бұлардан өзге жарық қаламұштары, жарық сезгіш планшеттер, джойстиктер және басқа да мәселелерді шешуге қолданылатын құралдар орындайды. Мысалы, осылардың кейбіреуін жобалау жұмыстарын автоматтандыруда қолдануға болады.

ІВМ дербес компыотерінің негізгі блоктары

Әдетте ІВМ дербес компьютерлері мынадай бөліктерден (блоктардан) тұрады:

- жүйелік блок (тік немесе жатық қорапта орналасқан)

- мәтіндік және графикалык информацияны кескіндеуге арналған монитор немесе дисплей

- әр түрлі символдарды компьютерге енгізуге арналған перне тақта немесе пернелік

Компьютердегі ең негізгі құрылғы - жүйелік блок, оның ішіне ДЭЕМ-нің басты құрылғылары орналасқан. Жүйелік блогы құрамында микропроцессор, жедел жады, тұрақты есте сақтаушы құрылғы, қоректену блогы мен енгізу-шығару порттары мәлімет жинақтауыштары бар.

Бұлардан басқа компыотердің жүйелік блогына мынадай құрылғыларды қосуға болады:

- мәтіндік жәнс графикалық информацияларды басып шығаруға арналған принтер;

- графикалық курсормен басқарылатын құрылғы -”тышқан” графикалық қолтетігі.

- джойстик - компьютерлік ойындарда колданылатын қолмен баскарылатын тетік;

- графиксызгыш немесе плоттер - сызбаларды (і рафиктерді) кағазға шығаруға арналған кұрылғы;

- сканер (ізкескіш) - графикалық немесе мәтінді информацияларды окуга арналған оптикалық құрылғы;

- СБ-КОМ - компакт-дискілерді оқуға арналған құрылғы ол қозғалатын бейнелерді, мәтіндерді және дыбыстарды үшін кейіннен пайдаланылады;

- модем - телефон желісі арқылы баска компыотерлермен информация алмасуға арналған құрылғы;

- стример - мәліметтерді магниттік таспада сақтауға арналған құрылғы;

- желілік адаптер компьютерді жергілікті желіде (торапта) қолдануға мүмкіндік береді.

Дербес компыотердің сыртқы түрі: 1 - жүйелік блок, 2 - дисплей, 3 - пернелік, 4-тышқан тетігі, 5 - дискіжетек, 6 - динамиктер, 7 - микрофон

Сонымен, ДЭЕМ-нің негізгі құрылғыларына процессор, жады (жедел және сыртқы), сыртқы құрылғыларды қосу және мәліметтерді жеткізу құрылғылары жатады. Енді компьютерге кіретін немесе оған қосылатын әр түрлі құрылғылардың сипаттамаларын қарастырайық.

Микропроцессор

Микропроцессор бір кристалда дайындалған (үлкен) интегралдық схемалар - БИС, олар әртүрлі типтегі ЭЕМ жасауға керекті элемент болып табылады. Оны әр түрлі логикалық функцияны орындайтын етіп, программалауға болады, сондықтан программаны өзгерту арқылы микропроцессорды арифметикалық құрылғы немесе енгізу-шығару жұмыстарын басқарушы рөлінде қолдануға болады. Микропроцессорге жедел жәнс тұрақты жады, енгізу-шығару құрылғыларын қосуға болады.

ІВМ тәрізді компьютерлерде INTEL фирмасының және басқа да фирмалардың бір-біріне үйлесімді микропроцессорлары пайдаланылады.

Микропроцессорлардың бір-бірінен өзгешелігі олардың типтерінде (модельдерінде) яғни оның қарапайым амалдарды орындайтын жұмыс жылдамдығының көрсеткіші - мегагерц - МГц бірлігімен берілген тактылық (қадамдық) жиілігінде жатыр.

Бұған дейін кең тараған модельдерге Іntel-8088 (~5МГц), 80286

(~20МГц), 80386SХ (-25 МГц), 80386DХ (~40МГц), 80486

(100МГц-ке дейін), Реntium (75МГц-тен жоғары) және Реntium-Рго (~200 МГц-тен жоғары) жатады, бұл тізім олардың жұмыс өнімділігі мен соған сәйкес бағасының өсуі бойынша реттеліп келтірілген. Кейде конструкциялық ерекшеліктеріне қарай бір модельге кіретін процессорлардың жиіліктері әртүрлі бола береді - жиілігі артқан сайын оның жүмыс жылдамдығы да өсе

түседі.

Intel 8088, 80286, 80386 тәрізді бұрын шыққан микропроцессорларда аралас сандар мен амалдарды жылдам орындайтын арнаулы командалары жоқ, сондықтан олар жұмыс өнімділіктерін арттыратын қосымша математикалық сопроцессорлармен (Тurbо режимі) жабдықталады.

Компьютерлер алып жүруге ыңғайлы вариантта да жасалады. Мұндай ЭЕМ-дерде жүйелік блок, монитор және пернелік бір қорапта жасалған: жуйелік блок пернелік астында, ал монитор пернеліктің қақпағы түрінде жасалған.

ЭЕМ-нің жедел жадысы

Оперативті есте сақтау құрылғысы немесе ЭЕМ-нің жедел жадысы (RАМ), сондай-ақ тұрақты есте сақтау құрылғысы (RОМ), компыотердің ішкі жадысын құрайды, осы екеуімен процессор жұмыс кезінде мәлімет алмасып отырады. Өңделуге тиісті кез-келген мәлімет алдымен компьютердің сыртқы жадынан (магниттік дискілерден) жедел жадына жазылады.

Компыотердің жедел жадында осы мезетте дереу өнделуге тиіс мәліметтер мен программалар ғана сақталады. Информация керек кезінде магнитгік дискіден жедел жадына көшіріліп, өнделген соң олар қайта сыртқы жадыға жазылып қойылады. Жедел жадта информация тек жұмыс сеансы кезінде сақталып, ойдағы мәлімет ЭЕМ сөндірілгенде немесе злскгр торабында йкау болып, ток ошксн шақтарда ізсіз жоғалады. Осыған байланысты әрбір адам өзіне ұзақ уақыт керек болатын информацияны жоғалтып алмауы ушін оны оқтын-оқтын магниттік дискіге жазып отыруы керек.

Компыотердің жедел жадысы көлемі өскен сайын оның есептеу жылдамдығы да артады. Информация көлемін өлшеуде Сегіз биттен (бір мен нөл тізбегі) туратын байт бірлігі қолданылатыны белгілі. Осы өлшем бірлігі арқылы жедел жадтағы не магниттік дискеттегі сақталатын информация, 720кб немесе 1, 44 Мб болып жазылуы мүмкін. Мұнда 1 кб (1 килобайт) = 1024 байт, ІМб (1 мегабайт) = 1024 кб, ал винчестер деп аталып жүрген қатты дискіде,

1000-10 000 Мб (1-4 Гигабайт) және одан да көлемді информация жазылып сақталады.

Әдетте ІВМ РС ХТ (бұрынғы модель) компьютерлерінің жедел жадының көлемі 640 кб, ІВМ РС АТ үшін - ІМб-тап жоғары, ал олардың жоғарғы модельдері 1-ден 16 Мб-қа дейін, бірақ оның көлемі 32 Мб не одан да жоғары бола береді - жедел жадтың көлемін оның негізгі тақшасына микросхема қоса отырып үлкейтуге болады.

Компьютердің жедел жадынан өзгеше оның тұрақты жадысы бар, ол өзгертілмейтін информацияны сақтайды, ешкім оны өшіріп қайта жаза алмайды, оны тек оқуға болады. Әдетте тұрақты жадтын көлемі шағын 32 - 64 Кб шамасында. Тұрақты жадқа керекті программалар оны шығаратын заводта жазылады, олар көбінесе компьютерді ток көзіне жалғаған кезде оны тексеріп, іске косу үшін қажет.

Сиымдылығы 1 Мб немесе оған жоғары болып келетін компьютерлердің жедел жады екі бөлімнен тұрады - алғашкы 640 Кб қолданбалы программалар мен операциялық жүйе үшін, ал қалғаны төмендегідей мақсаттарға пайдаланылады:

- операциялық жүйенің алғашқы жүктемесін және компьютердің жұмысқа жарамдылығын тексеретін операциялық жүйенің бөлігін сақтауға, сондай-ақ төменгі деңгейдегі қарапайым енгізу-шығару жұмыстарын орындау үшін;

- экранға кескіндерді беру үшін;

- компыотердің қосымша құрылығыларымен бірге жүктелетін операциялық жүйелердің әр түрлі кеңейтілген мәліметтерін сақтау үшін қажет болады.

Жедел жадтың көлемі туралы сөз болғанда, оның бірінші бөлігі туралы айтылады, ал ол кейбір программаларды орындауға жеткіліксіз болып қалады. Міне, осындай сәттерде компыотердің жедел жадының кеңейтілген бөлігі мен қосымшасы пайдаланылады.

Intel фирмасының 80286, 803863Х и 804865Х сияқты процсссорлары 1-4 Мб жедел жад көлемімен, 80386 и 80486 процсссорлар - 4-8 М6 көлемімен жұмыс істей алады. Бірақ операциялық жүйе үлкен көлемді жадты толық пайдалана алмайды. Қосымша жадты пайдалану үшін арнаулы программалар - драйверлер жасалынады, олар қолданбалы программадан тапсырма алады да, процессордың қорғалған режим жүйесіне көшеді. Тапсырманы орындаған соң, драйвср алғашқы режимге көшуді қамтамасыз етеді де, процессор жұмыстың қалыпты режиміне ауысады.

Процессордың өте жылдам істейтін тағы бір шағын көлемді жады бар, оны бүркеме-жады деп атайды. Ол жедел жад пен процессордың жұмысын жылдамдату үшін аралық дәнекер жады ретінде пайдаланылады.

Процессордан бөлек компьютер құрамында:

- ЭВМ құрамына кіретін (дисплей, диск және т. с. с. ) әртүрлі құрылғылар және олардың жұмысын басқаратын электрондық схемалар (конгроллерлер) ;

- енгізу-шығару порттары, олар жүйелік блокқа әр түрлі принтер, графиксызғыш, тышқан тетігі тәрізді шеткері құрылғыларды тіркейтін байланыс құрылғылары түрінде болады.

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 LРТІ - LРТЗ дсп белгіленетін параллель және СОМІ - СОМЗ 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.

Графиктік адаптерлер

Монитор немесе дисплей - ДЭЕМ-ге міндетті түрде қажет шеткері құрылғы, ол компьютердің жедел жадында өңделетін информацияны экранда көру үшін қажет. Экран түстеріне қарай дисплейлер монохромды және түрлі түсті болып, ал экранға шығарылатын информация түрлеріне байланысты символдық (тек символдық информация) және графиктік (символдық және оған қоса графиктік информация) болып бөлінеді.

ЭЕМ-нің бейнелік құрылғысы екі бөліктен: монитор мен адаптердан тұрады. Біз тек мониторды көреміз, ал адаптер ЭЕМ қорабының ішінде орналасқан мониторды басқару блогы. Монитордың өзінде тек электрондық-сәулелі түтікше бар. Ал, адаптерде бейне сигналдарын беретін логикалық

схемалар орналасқан. Электрондық сәуле экранда секундтің 1/50 бөлігінде

жүріп өтеді, бірақ экран бейнесі одан жәй өзгереді. Сондықтан экранның бір көрінісі үшін бейне-сигналды бірнеше рет қайталап беріп отыру керек. Адаптерде бейнелер көрінісін сақтауға арналған бейнелік жады бар.

Көбінесе символдық режимде дисплей экранына 80 таңбадан тұратын 25 жол мәлімет шығарылады (барлығы - 2000 таңбадан тұратын стандартты машинка қағазындағы символдар саны), ал графикалық режимдегі экранның бейнелеу (көрсету мүмкіндігі) қабілеті адаптер тақшасын жүйелік блокпен байланыстыру құрылғысының мүмкіндіктеріне сәйкес болады.

Экрандағы кескін көрінісінің сапасы графикалық адаптердің типіне қарай өзгеріп отырады.

Кең тараған адаптерлерге мыналар жатады: ЕGА, VGА, SVGA. Қазіргі кезде VGА, SVGA (Super VGА) кeңінен қолданылады, SVGА-ныҢ көрсету қабілеті өте жоғары. Адаптерлер бейнелерді айқындап көрсету қабілетімен ерекшеленеді.

Адаптердің бейнелеу қабілеті оның графикалық режимде экранда көрсетіле алатын бір жолдағы нүктелер (никсельдер) санына байланысты. Мысалы, 720*348 мүмкіндікті немесе одан да жоғары монитор вертикаль (тік) бағытта 348 жол-нүктені көрсете алады, ал оның әр жолында 720 нүкте бар. Баспахана жүйелерінде 800*600 немесе 1024*768 мүмкіндікті немесе одан да жоғары мониторлар қолданылып жүр. Бірақ олар қымбатырақ тұрады.

Экран бетінің мөлшері диагональ стандарт (14 дюйм -1дюйм> 2, 54 см. ) бойынша жасалады, үлкейтілген (15 дюйм) және теледидар (17, 20 және 21 дюйм - диагоналы бойынша 54 см-ге дейін) тәрізді болып та жасалғандары кездеседі, олар түрлі түсті (16 млн-нан бірнеше ондаған млн түстерге дейін) немесе ақ-қара болып та шығарыла береді.

Адаптерлер стандартты түрлі түсті монитордағы түстер палитрасын (жиынын) анықтайды: СGА (ескі Модель) стандартты режимде 4 түспен, ЕGА - 64 түспен, VGА - 256 түске дейін, ал SVGA - миллионнан аса түстермен жұмыс істей алады. Бірақ символдық режимде көрсетілген стандарттағы экрандардың барлығы да 16 түсті ғана қолданады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.