ЭЕМ негізгі блогтары

Бесінші буындағы компьютерлердің  элементтік базасы өте үлкен ИС - тен тұрады (..ИС). Олардың негізгі  қызметі дыбыс арқылы қабылдайды және дыбыстап жауап береді. Ал енді есептеу техникасының келешегі туралы айтсақ : - Болашақта ЭЕМ - ні. жаңа типі " Жарық машинасын " жасауға  үміт бар. Мұндай құрылыс көптеген мәліметтерді   әртүрлі қашықтықтардан қамтамасыз етеді. - Болашақта биологиялық машина жасау жөнінде де идея туындап  отыр. Егерде бұл идея іске асса , онда мұндай ЭЕМ - дерді. мәлімет тасушылары белоктар болады деп айтуда. - Қазіргі  уақыттағы электронды өндіріс орындарының  " Элементтік база " жасаудағы  көптеген жетістіктеріне байланысты , есептеу техникасының  жұмыс істеуін  арттырудағы мүмкіндігін пайдалана  отырып , параллельді - құрылысты ЭЕМ  жасалуы керек , яғни оның мағнасын тереңірек аша түссек ЭЕМ бірден бірнеше есеп шығарады да, қаншама  әрекет тездігі тиімді қолданылады. Адам миының  ойлау жүйесіне ЭЕМ  жұмысы сәйкес келеді , яғни " Нейронно - сеттік " құрылысы осы сәйкестікті  қамтамасыз етуге тиісті.

 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 немесе жүзеге асыру үшін керекті программаны немесе құрылғыны құрастыра алатын мүмкіншілігі болады.

 

 

 

 

 

2. тарау. Аппараттық жабдықтар

2.1 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.

Орталық процессор (Центральный  процессор; central processor unit) —

1) компьютердің негізгі  жұмыстық элементі. Әдетте, оның  құрамына арифметикалық- логикалық  құрылғы мен басқару құрылғысы,  ал кейде алғашқы жад кіреді. Есептеуіш жүйенің қызметі үлестірілген  және дербес болған сайын бұл  терминнің түсіндірмесі кеңейе түседі;

2) процессор мен арифметикалық  қосалқы процессоры бар блок;

3) барлық есептеу операциясын  және ақпаратты қайта өңдеуді  жүзеге асыратын дербес компьютердің бас құрылғысы;

4) бір немесе бірнеше  үлкен немесе аса үлкен интегралдық  схема түріндегі, ақпаратты өңдеуге  арналган программалық басқару  құрылғысы;

5) берілген есептеуіш  жүйеде негізгі қызметі мәліметтер  өңдеуді және осы жүйенің басқа  бөліктерінің жұмысын баскаруды  орындайтын процессор. Ол басқару  қүрылғысынан, арифметикалық логикалық  құрылғыдан және процессорлық  жадтан тұрады.

Орталық процессор  циклі  (Цикл центрального процессора; central processing unit cycle) — бір қарапайым машиналық команданы таңдау мен орындау (Мысалы, қосу немесе азайту) үшін талап етілетін уақыт. Орталық процессордың есептеуіш жүйені сипаттайтын көптеген параметрлерінің бірі.

Енгізу құрылғысы - информацияны компьютерге енгізу қызметін атқарады. Сонымен қатар, Сөз енгізу құрылғысы болады (Устройство речевого ввода; speech input) — ақпаратты компьютерге дауыс арқылы енгізуді жүзеге асыратын құрылғы. Ол арнайы дауыс енгізу құрылғысы және дыбыстарды талдау программасы көмегімен орындалады. Графикалық деректерді енгізу құрылғысы графикалық ақпаратты енгізу үшін сканерлерді, графикалық планшеттерді пайдаланады. Сканерлердің көмегімен таңбалық ақпаратты енгіеді, бейне тану бағдарламалары оны оқиды.  Барабандық сканерлерде алғашқы материал өте жоғары жылдамдықпен айналатын барабанның цилиндр сияқты бетіне бекітіледі. Штрих сканері- код түрінде кодталған деректерді енгізуге арналған. Графикалық планшеттер- көркемдік графикалық ақпаратты енгнізге арналған.

Есте сақтау құрылғысы — сандық код түрінде берілген ақпаратты жазуға, есте сақтауға және қолданушыға беруге арналған құрылғы. Ол есептеуіш машиналарда, басқарудың автоматтандырылған жүйелерінде, телемеханикада, бағдарламамен басқарылатын технологиялық агрегаттарда, т.б. қолданылады. Есте сақтау құрылғысында деректер тасығыш ретінде магниттік таспалар мен дискілер, оптикалық дискілер, шалаөткізгіш құрылымдар, магниттік қабықшалар (пленкалар), т.б. пайдаланылады. Есте сақтау құрылғысының негізгі параметрлері — сыйымдылық (бір уақытта сақталатын ақпарат мөлшері — бірнеше ондаған байттан бірнеше Гбайтқа дейін) және айналу уақыты (үзіліссіз екі айналым аралығындағы ең аз уақыт — ондаған наносекундтан бірнеше милисекундқа дейін). Жедел жады (ЖЖ)– ақпаратты сақтау құрылғысы. Компьютер тоққа қосылып тұрғанда ғана ЖЖ-да ақпарат сақталады, яғни ол уақытта жады және RAM (Random Access Memory) деп аталады. Бұл жады екі бөлікке бөлінеді: біріншісі қолданбалы программалар мен операциялық жүйелер үшін қолданылады, ал екіншісі (жоғарғы жады) қызмет көрсету мақсаттары үшін (ДК құрылғыларын тестілеу программаларын және операциялық жүйені алғаш жүктейтін, экранға бейнені жіберетін программаларды сақтауға арналған). Программаларды, мәліметтерді және жұмыс нәтижелерін компьютер жадына сақтауға арналған.

Тұрақты есте сақтау құрылғысы (ТЕСҚ немесе ROM – read-onlу memorу) – ақпаратты тұрақты есте сақтауға арналған, яғни арнаулы құрылғының көмегіме бір рет жазылады да сонан соң одан тек оқуға болады. ТЕСҚ-сы компьютерді тоққа қосқан соң өзін тексеретін процедура – енгізу-шығару базалық жүйесін (BIOS) қамтиды.

Жедел жадының көлемі үшін қатты дискінің сыйымдылығы көрсетіледі. Қатты магниттік дискіге жинақтауыш (НЖМД немесе винчестер) компьютермен жұмыс жасағанда пайдаланатын ақпаратты  сақтауға арналған. Тоққа қосылмаған жағдайда да ақпарат қатты дискіде  сақталып тұрады, диск сыйымдылығы  біршама үлкен. Қажет болса дискіні  бірнеше бөліктерге бөлуге болады, әр бөлігі бөлек логикалық дискінің ролін атқарады.

Ақпаратты бір ДК-ден екіншісіне тасымалдау үшін иілгіш дискетті қолданады.

Ең көп тарағаны өлшемі 3,5 дюйм, ал сыйымдылығы 1,44 Мбайттық дискеттер. Дискетте кесін жердің орнына жазуға рұқсат беретін немесе рұхсат бермейтін  арнайы айырғыш орнатылған. Дискеттегі тесік жабық болса, онда ақпаратты  дискетке жазуға рұқсат болмайды, ал ашық болса рұқсат болады. Иілгіш дискіні  кейде флоппи диск деп атайды.

Компакт - дискі (СД - диск) ақпаратты  сақтауға арналған құрылғы, мұнда ақпарат  дискінің бетіндегі шығарылатын  және шығалмайтын бөліктердің кезектесуімен  кодталады. Компакт-диск шығарылатын  өндірісте бұл бет алюминийден  істеледі, ал шағылмайтын бөлігін  арнайы пресс-формамен батырып із қалдырады. Лазерлік дискідегі ақпараттарды оқу  қалдырады. Лазерлік дискідегі ақпараттарды оқу үшін тек лазер сәулесі  пайдаланылады. Басқа дискілерге қарағанда  лазерлік технологияны пайдаланатын дискінің көлемі әлдеқайда үлкен болады (бірнеше  гигабайтқа жетеді). Оның үстіне, лазерлік дискілер магниттік электрлік әсерлерге  орнықты және деректерді сақтаудың  ең жоғарғы сенімділігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар олар басқа  дискілердей емес, магниттік қасиетін тез жоймайды.

Магниттік оптикалық дискі– ақпаратты сақтауға арналған құрылғы, ақпарат мөлдір пленкамен сақталған  магниттік тасымалдаушыда сақталады, ал оқу мен жазу лазерлік сәуленің көмегімен жүзеге асады.

Дискінің өлшемі 3,5 сыйымдылығы 230 Мбайт, ал жылдамдығы винчестрдің  жылдамдығымен бірдей, ақпаратты  сақтау сенімділігі өте жоғарғы.

Стример– ақпаратты магниттік  таспада сақтауға арналған құрылғы  өте көлемді мәлімет сақтай алғанмен, оқу-жазу жұмыстары бірте-бірте тізбектей  іздеу арқылы жәй жүргізіледі. Сол  себепті стримерлер магниттік дискідегі  жинақтауыштарды ауыстыра алмайды, тек толықтырады.

Шығару құрылғысы - компьютердің жұмыс нәтижесін адамдарға жеткізу үшін қолданылады. Шығару құрылғысы - компьютердегі деректерді мәтін, кескін, дыбыстық сигналдар және т.с.с. түрінде береді.

Жүйелік блокқа қосылатын  ең маңызды шығару құрылғылары мыналар: 

• Монитор
• Басып шығарғыш
• Үндеткіштер

                               Монитор                                        Жүйелік блок

          

Колонкалар                                       Пернетақта                            Тышқан

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.

 

 

 

 

 

 

2.2 Сыртқы құрылғылар

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.

Жүйелік блок - компьютердің ең негізгі құрылғысы болып табылады. Жүйелік блокта компьютердің барлық негізгі құрылғылары орналасқан: -Компьютердің  жұмысын басқаратын электрондық схема (микропроцессор, тұрақты сақтау жадысы,контроллер құрылғысы және т.б.); -Ток көзі; -Дискіжетек, СD-ROM; -қатты диск және т.б. Жүйелік блоктың типіне қарай қолданылатын жүйелік платаның  пішімі мен орналасуына, қоректену блогының  минимальды қуатына және орналасатын жинақтауыштарға байланысты.

Жүйелік блок мыналардан тұрады:

-  микропроцессор;

-  оперативті есте сақтаушы құрылғы немесе жедел жады:

-  тұрақты есте сақтаушы құрылғы;

-  қоректену блогы мен мәлімет енгізу-шығару порттары

Микропроцессор — жүйелік тақтаның ең маңызды құраласы, ол деректерді тікелей өңдейді, атап айтқанда, бөлектелген деректермен арифметикалық және логикалық амалдарды орындайды. Микропроцессор - бір немесе бірнеше үлкен интегралды кестеде орындалған, берілісті өңдейтін бағдарламалық құрылғы; көліктердің автоматты басқару агрегатында қолданылады.[1]

Микропроцессор бір мезгілде қатарынан 8, 16 немесе 32 биттік деректерді өңдей алады. 8 биттік процессор бір  мезгілде небары бір бит дерекпен ғана жұмыс істей алады. 16 биттік процессор бір мезгілде 2 байт, ал 32 биттік процессор — 4 байт өңдейді.

Жалпы алғанда 16 биттік компьютер 8 биттік жүйеден жылдамдырақ жұмыс  істейді, ал 32 биттік компьютер 8 және 16 биттік үлгілерден жылдамырақ. Микропроцессор, жады және периферия құрылғылардың  арасында дерек беру үрдісі шина арқылы жүзеге асырылады. Қазіргі заманғы  процессорлардың көпшілігінде 32 биттік шина қолданылады, яғни бір мезетте 32 биттік дерек беруге болады. 64 биттік шиналы компьютер де болады, бірақ  олар әлі кең тарай қойған жоқ.

Оперативті есте сақтау құрылғысы немесн ЭЕМ-нің  жедел жады (RAM), сондай-ақ тұрақты есте сақтау құрылғысы (ROM) компьютердің ішкі жадын құрайды, осы екеуімен процессор жұмыс кезінде мәлімет алмасып отырады. өңделуге тиісті кезкелген мәлімет алдымен компьютердің сыртқы жадынан (магниттік дискілерден) жедел жадына жазылады.