Аналық тақшаның түрлері

МАЗМҰНЫ

Кіріспе

Менің дипломдық жобамның тақырыбы «Аналық тақша. Аналық тақшаның қуаттылығы chipset форм-фактор»

Аналық плата - дербес компьютердің ең маңызды құрылғыларының бірі. Аналық тақша - компьютердің барлық мүмкіндіктеріне жауап беретін жүйелік қораптың ішінді орналасқан құрылғы, яғни компьютердің ішкі байланысын және басқа да бөліктерін басқарады. Оның сапасына, функцияналдығына және жылдам әрекетіне тікелей барлық жүйенің тұрақтылығы мен жылдамдығына тәуелді.

Компьютерде жұмыс істеу кезінде барлық мәліметтер аналық немесе жүйелік тақша арқылы өңделеді.

Аналық тақшада процессор мен оперативті жадты байланыстыратын ақпараттық кеңарна - шина орналасады.

Аналық тақшаның шинасы компьютердің басқа да ішкі құрылғыларын өзара байланыстырып тұрады. Аналық тақшаның жұмысын микропроцессордың микросхемалар жиынтығы - чипсет басқарып отырады.

Менің дипломдық жобамда төмендегілер көрсетілген:

1. Аналық тақшаның құрылымы- форм-факторлар;

2. Чипсеттердің құрылымы және атқаратын қызметі

3. Еңбек қауіпсіздігі және санитарлық- гигиеналық талаптар;

4. Экономикалық бөлім.

Теориялық бөлім: Аналық тақшаның негізгі компоненттері және түрлері, жайлы түсінік берілген.

Негізгі бөлім: Чипсеттердің атқаратын қызметі жайлы және шиналар жайлы түсінік берілген.

І. АНАЛЫҚ ТАҚША, АТҚАРАТЫН ҚЫЗМЕТІ

ЖӘНЕ ШЫҒУ ТАРИХЫ

«Компьютер» сөзі «есептеуіш» дегенді білдіреді, яғни есептеулерге арналған құрылғы. Мәліметтер өңдеуді, оның ішінде есептеулерді, автоматтандыруға қажеттілік өте ертеде пайда болған. Мыңдаған жылдар бұрын есеп-қисап үшін таяқшалар мен ұсақ тастар және т. б. пайдаланылған. 1500 жылдан бұрынырақ санауды жеңілдету үшін есеп шот пайдалана бастады.

Төрт арифметикалық амалдарлы автоматты түрде орындайтын бірінші машина XVII ғасырда пайда болды. 1623 жылы сандарды қосып не азайтып қана қоймай, оларды кейде көбейтіп және бөле алатындай машинаны өнертапқыш Вильгельм Шиккард жасап шығарды. 1642 жылы француздың философы және ғалымы Блез паскаль кеңсенің есептерін механикалық тұрғыдан есептеуге арналған арифмометр жасады. 1674 жылы немістің философы және математигі Готфрид Лейбниц Паскаль машинасының мүмкіндігін кеңейтті. Ол жасаған «Лейбництің тісті дөңгелегі» деп аталатын машинасы екілік санау жүйесінде көбейту, бөлу және түбір табу амалдарын орындайтын еді. XIX ғасырда ағылшын математигі Ч. Бэббидж «Аналитикалық машина» деп аталатын программаланатын автоматты есептеу құрылғысының нұсқасын жасады. Программалар кодталып перфокарталарға түсірілді. Бұл әдісті Бэббидж тоқыма станоктарындағы амалдарды бақылауға алғаш пайдаланған француз өнертапқышы Ж. Жаккардтан алды. Бэббидждің ойынша бұл командалар жұбын және мәліметтерден тұратын топтарын бірте-бірте енгізгенде автоматты түрде әр түрлі есептеулер орындауы тиіс еді. Картадағы тесіктердің орналасу тәртібін және карталардың келу ретін өзгертіп, есептеу ретін өзгертуге болатын еді (басқаруды шартты түрде беру идеясы!) . Жобаның меценаты (қамқоршысы) - белгілі ақын Джорж Байронның қызы графиня Ада Лавлейс (Ada Lovelace) осы «аналитикалық машинаның» программисті болды. Ондық жүйенің орнына екілік жүйені қолдану қажеттілігіне Бэббидждің көзін жеткізген сол Ада Лавлейс болды. Ол осы күнге дейін көкейтесті болып келетін программалаудың негізгі принциптерін жасады. Оның құрметіне 1979 жылы жасап шығарған алгоритмдік тіл Ada - деп аталды. ХІХ ғасырдың екінші жартысында Герман Холлерит перфокарталарды сұрыптауға және санауға арналған бірінші электромеханикалық машинаны жасап шығарды. Табулятор деп аталатын бұл машина реледен, санағыштан және сұрыптаушы жәшіктен тұрды. Бұл машина 1890 жылы Америкада тұрғындардың санағын өңдеуге қолданылды. Холлерит 1896 жылы әйгілі IBM фирмасының негізі болатын фирманы ашты. Екінші дүниежүзілік соғыс есептеу құрылғыларын және оларды өндіру технологиясын жетілдіруге дем берді. 1944 жылы Говард Айкен IBM-нің бір топ зерттеушілері релелік логикалық элементтерге негізделген электрлік есептеуіш машинасын жасады. 1943 жылдан 1946 жылға дейін Пенсильвания қаласындағы (АҚШ) университетте ENIAK деп аталатын түгелімен бірінші электронды - цифрлық ЭЕМ құрастырылды. Машина 30 тонна тартты, 200 кв. м. жерді алып жатты, 18 мың лампадан тұрды. Оның жұмыс істеуінде ондық жүйе қолданылды. Программадағы командалар қолмен енгізілді; программаны енгізгеннен кейін орындалу тәртібі тек бүкіл программа орындалып болғаннан кейін ғана өзгертуге болатын еді. Әрбір жаңа программа ажыратқыштарды және алынып-салынатын коммуникацияларды орнату арқылы жүзеге асатын жаңа сигналдар комбинациясын қажет етті. Нәтижесінде ең қарапайым программаны құрып, орындау үшін өте көп уақыт қажет болды. ENIAK машинасында программалаудағы қиындықтар осы жобаның бұрынғы консультанты Джон фон Нейманның (1903-1957) ЭЕМ архитектурасын жасаудың жаңа принциптерін жасауына түрткі болды. Ол программаны, басқару командаларының тізбегін ЭЕМ-нің жадысында сақтауды ұсынды. Өз баяндамасында фон Нейман компьютердің бес базалық элементін атап көрсетті: арифметикалы-логикалық құрылғы (АЛҚ), басқару құрылғысы (БҚ), есте сақтау құрылғысы (ЕСҚ), ақпаратты енгізу және шығару құрылғылары. ЭЕМ-нің осы құрлысын фон Нейман архитектурасы деп атау келісілген. Бұл принциптер жаңа EDVAC ЭЕМ-де жасалды. Мұнда екілік арифметика қолданылды, негізгі жады 102444 - разрядты сөзді сақтай алатын болды. Бұл ЭЕМ 1951 жылы пайдалануға берілді. ЭЕМ-нің буындары түсінігі есептеуіш машиналарының даму тарихымен тығыз байланысты, яғни қолданылатын элементтік базасы бойынша анықталады. ЭЕМ-нің бірінші буынында элементтік база ретінде электрондық лампа мен реле қолданылды. 1948 жылы транзисторлар мен магниттік жүрекшелерге сақтау құрылғыларының ойлап табылуы есептеуіш техникасына үлкен әсерін тигізді. Катодты қыздыру үшін үлкен қуатты қажет ететін және сенімсіздеу болып келетін вакуумдық лампалар кішкене кремнилік транзистормен алмастырылды. Олар екінші буын машиналарының элементтік базасы ретінде қолданылды. Компьютерлердің миниатюрасын және сенімділігін көтерудің революциялық кезеңі 1958 жылы болды. Американдық инженер Д. Килби бірінші интегралдық схеманы ойлап тапты. 60-шы жылдардың ортасынан бастап элементтік базасы интеграциясы кіші және орта дәрежедегі интегралдық схемалар болатын үшінші буын машиналары шыға бастады. Тағы бір технологиялық революция микропроцессорларды жасауға алып келді. 1971 жылы американдық инженер М. Хофф бір кремнилік кристаллда -микропроцессорда - компьютердің негізгі элементтерін біріктірді. ЭЕМ-нің төртінші буынында интеграция дәрежесі жоғарғы интегралдық схемалар - үлкен интегралдық схемалар (ҮИС) құрыла бастады. Үлкен интегралдық схеманың кристалында он мыңға дейін элементтер қамтылады. Қазіргі кездегі кең қолдау тапқан дербес компьютерлер төртінші буынға жатады. Қазіргі уақытта ЭЕМ-нің бесінші буынын дайындау мәселесі қаралуда. Оның ерекшелігі дыбысты енгізіп және шығаруға қатысты өз бетінше оқып үйрену қабілеті болмақ.

Компьютер (ағылшын computer -«есептегіш»), ЭЕМ (электрондық есептеуіш машина) есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі басқару болып табылады.

Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау үшін компьютер механикалық бөліктердің орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық құбылыс әсерлерін қолданады.

Көбімізге компьютерлердің ең көп таралған түрі дербес компьютер жақсы таныс.

Компьютер архитектурасы алға қойылған мәселені, зерттеліп отырған физикалық құбылысты максималды айқын көрсетіп, модельдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық ағындар бөгеттер салу кезіндегі су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық компьютерлер ХХ ғасырдың 60-жылдары көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.

Қазіргі заманғы компьютерлердің басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады. Бірақ, компьютерлер кез-келген математикалық есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді ағылшын математигі Алан Тьюринг сипаттаған болатын. Орындалған есеп нәтижесі пайдаланушыға әр түрлі енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен көрсетіледі, мысалы, лампалық индикаторлар, мониторлар, принтерлер және т. б.

Компьютер - жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді «түсінбейді» және өз бетінше «ойламайды».

Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.

Компьютер атауы (имя компьютера; computer name) есептеу желісінде компьютерді (есептеу машинасын) шатастырмай табуға мүмкіндік бе-ретін, үзындығы 15 латын символынан аспайтын бірегей (өте сирек кездесетін) атау. Ол басқа есептеу машинасының немесе есептеу машиналары бірлестігінің атауларымен дөл келмеуі керек және оның құрамында бос орын болмауы тиісті.

Компьютер сөзі ағылшын тілінің ағылш. to compute, ағылш. computer сөздерінен шыққан. Бұл сөздер «есептеу», «есептегіш» мағынасында аударылады (ағылшын сөзі, өз кезегінде, латын тілінің лат. computo - «есептеймін» сөзінен шыққан) . Алғашында ағылшын тілінде бұл сөз механикалық құрылғыларды қолданбай немесе қолдана отырып, арифметикалық есептеулер жүргізетін адамға қатысты айтылған. Содан кейін бұл сөз машиналарға қатысты айтылатын болды, бірақ, қазіргі заманғы компьютерлер математикамен тікелей байланысты емес мәселелермен де айналысады.

Компьютер сөзінің анықтамасы алғаш рет 1897 жылы ағылшындық Оксфорд сөздігінде пайда болған болатын. Бұл сөздікте компьютер механикалық есептеуіш құрылғы ретінде көрсетілген. 1946 жылы бұл сөздікте цифрлық компьютер, аналогтық есептеуіш машинасы және электронды компьютер түсініктерінің мағынасы ажыратылып көрсетілдді.

Компьютерлер төмендегідей буындарға бөлінеді. Қазір компьютерлердің алты буыны бар. Жалпы, компьютерді буынға бөлу шарты, ол негізінен компьютерлердің элеменнтер базасының өзгеруіне, өзінің құрамына кіретін құрылғылардың түрлері мен қасиеттерінің өзгеруіне және компьютерлер арқылы шығарылатын есептердің жаңа (сандық емес) топтарының пайда болуына тәуелді.

Компьютердің бірінші буыны 1959 жылға шейін шығарылған электронды дампалық машиналар, жылдамдықтары 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 шыға-рылады, 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 жұ-мыс істеу режімі қолданылды, яғни, программалаушы тікелей машинамен жұмыс істемейтін болды, ол өзінің жо-ғары деңгейдегі программалау тілінде жазылған програм-масын ары қарай машинадан өткізетін қызмет көрсететін топқа тапсырды. Программалардың жұмыс істеуін бақылау және басқару үшін алғашқы мониторлық жүйелер пайда болды. Олардың өзінің тапсырмаларды басқару тілдері болған. Индексті арифметиканың шығуы, тікелей емес адрестеуді және динамикалық жадыны қолдану, символдық шамалармен жұмыс істеу мүмкіншілігінің пайда болуы осы буынның құрылымдық ерекшклігін айқындады.

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.

Бэббидж аналитикалық машинаны жасау бойынша жұмысты ақырына дейін жеткізе алмады ол сол кездің техникасы үшін өте күрделі болды. Алайда ол барлық негізгі идеяларды әзірледі, 1943-жылы Бэббидж жұмысының көмегімен америкалық Говард Эйкен XX-ғасырдың техникасы негізінде электромеханикалық реле IBM фирмасы кәсіпорнының бірінде «Mapĸ-l» деп аталатын осындай машинаны құрастыра алды. Одан бұрынырақ Бэббидж идеясын неміс инженері Конрадом Цузе қайта ашып, 1941-жылы осынған ұқсас машинаны құрастырды.

Осы уақытта есептеулерді (соның ішінде әскери мұқтаждық баллистика, криптография және т. б. ) автоматтандыру қажеттілігі соншалықты ғаламат болды, Эйкен мен Цузе құрастырған типті машиналарды жасауға бір мезгілде бірнеше зерттеушілер тобы жұмыс істеді. 1943-жылдан бастап АҚШ-та Джон Мочли мен Преспер Экерттің жетекшілігімен мамандар тобы, реле емес, электрондық шамдардың негізінде ұқсас машинаны құрастыруды бастады. ENIAC деп аталған олардың машинасы Марк-1-ге қарағанда мың есе жылдам жұмыс істеді, алайда оның бағдарламасын беруге бірнеше сағат немесе өткізгіштерін жалғастыруға тіпті бірнеше күн қажет болды. 1945-жылы жұмысқа осы машина туралы баяндама дайындаған атақты математик Джон фон Нейман тартылды. Баяндама көптеген ғалымдарға жіберілді де кеңінен мәлім болды, өйткені онда фон Нейман әмбебап есептеуіш құрылғылардың, яғни компьютерлердің жұмыс істеуінің жалпы қағидаларын айқын және қарапайым тұжырымдады.

Фон Нейман қағидалары іске асқан бірінші компьютерді 1949-жылы ағылшын зерттеушісі Морис Уилкс құрастырды. Сол уақыттан бері компьютерлер тым қуатты болды, бірақ олардың көпшілігі 1945-жылы Джон фон Нейман өз баяндамасында мәлімдеген қағидаларға сәйкес жасалынды.

Джон фон Нейман өз баяндамасында ақпаратты өңдейтін компьютер әмбебап және тиімді құрылғы болу үшін ол қалай жасалуы тиістігін сипаттады.

Қазіргі замандағы IBM PC дербес компьютерлері әдетте үш бөліктен (блоктан) тұрады:

• Жүйелік блоктан;
• Компьютерге символдарды енгізуге мүмкіндік беретін пернетақта мен маустан;
• Мәтіндік және графикалық ақпараттарды кескіндеуге арналған монитордан (немесе дисплейден) .

Компьютерлер портативтік нұсқада - әдетте «блокноттық» (ноутбук), кейде - «иінтіректік» (лэптоп) нұсқада шығарылады.

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 1. ІІ буын компьютерлерінің сипаттамасы

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 2) .

Кесте 2. ІІ буын компьютерлерінің сипаттамасы.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс