ЭЕМ-ң қызметі, құрамы және жіктелуі

    Семей қаласының Шәкәрім атындағы университеті

 

 

 

 

 

       СӨЖ

 

 

 

                                                            Орындаған: Ильяшева Альмира

                                                            Тексерген: Қайсанов С.Б

 

 

 

 

 

                               Семей қаласы, 2015жыл

ЭЕМ-ң қызметі, құрамы және жіктелуі

 

Компьютер (ағылш. 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. Компьютерлер есептеу операцияларының қатарларын адамның қатысуынсыз, алдын ала көрсетілген нұсқаулық – бағдарлама бойынша жүргізуге мүмкіндік береді. Есептеуіш техниканың қазіргі тарихының негізі 1943 жылы «Марк-1» машинасының дүниеге келуінен бастап қаланды. Компьютерлердің алдыңғы буындары шамдық есептеуіш машиналар болатын, олардың орнын транзисторлы электронды есептеуіш машиналар (ЭЕМ), содан кейін – интегралды сызбалар пайдаланылатын электронды есептеуіш машиналар және ең ақырында, қазіргі таңда аса үлкен интеграциялық деңгейлі сызбалар пайдаланылатын ЭЕМ басты.

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 XX 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.

Жүйелік блок - дербес компьютердің ең негізгі құрылғысы. Жүйелік блоктың ішінде жүйелік тақша(аналық плата), процессор, оперативті жад, қатқыл диск, қоректендіру блогы, видеокарта секілді көптеген маңызды құрылғылар орналасады. Жүйелік блоктың алдыңғы панелінде қосу (Power) және қайта жүктеу (Reset) батырмасы, компакт-диск мен дискетаны оқитын дискжетектер және қызыл-жасыл жарық индикаторлары орналасады. Жүйелік блоктың артқы жағында негізгі (монитор, пернетақта, тышқан) және қосымша құрылғыларды (принтер, модем, сканер, микрофон) қосатын порттар мен кірістік құрылғылар орналасқан.

Дисплей (монитор) – компьютердің экранына ақпаратты шығаратын құрылғы. Сыртқы пішіні бойынша дисплей кәдімгі түрлі түсті теледидарға ұқсайды, сондықтан оны жиі телевизиялық техникадағыдай монитор деп те атайды.

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.

Тінтуір, кейде тышқан – «графикалық» басқару құрылғысы. Тінтуірді кілемшенің үстімен жылжытқанда, экрандағы тышқанның нұсқағышы да сонымен қатар қозғалып, қажетті объектілерді таңдауға мүмкіндік береді. Тінтуірдің екі (немесе үш) батырмасының бірін баса отырып объектілермен көптеген операцияларды орындауға болады. Батырмалардың ортасында орналасқан доңғалақшаны айналдырып, экранға тұтасымен сыймай тұрған мәтінді, суретті немесе web-парақты жоғары-төмен жылжытуға болады.

 

Принтер - ақпаратты қағазға басып шығаратын құрылғы. Принтердің бірнеше түрі: матрицалық, сия бүріккіш, лазерлік, сублимационалдық, жарық диодты (LED) принтерлер бар.

Сканер - қағаздағы мәтін мен суретті компьютерге автоматты түрде енгізу үшін қолданылады. Сканер кескінді (суретті, т.б.) машина кодына ауыстырып, компьютердің жадына жазады. Сканердің жұмысының принципі былай: жарық сәулесі жол-жолмен жазық суретті сканерлейді, оның жұмыс принципі электрондық сәуленің дисплей экранын сканерлеуіне ұқсайды. Сканерлер қара-ақ түсті немесе түрлі түсті болады.

 

IBM PC және басқа осы тәріздес  дербес компьютерлер жұмысы жайында  мәліметтер

 

Біз үлкен ЭЕМ-ді немесе дербес компьютерді алсақ та,олар бір-біріне ұқсас принципте 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 интегралдық 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

Дербес ЭЕМ-нің элементтік базасы

 

Дербес ЭЕМ-нің 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 қораптың шеткі тақшалармен жалғастырады.

Жартылай өткізгішті кристалл көбінесе өте таза кремнийден жасалады, оны жасауда вакуумдық бүрку, тырналау, қоспаларды, иондық 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, (5*5мм) жүз мыңнан аса бір-бірімен байланысқан “электрондық молекулаларды” құрастырып, өте күрделі информацияны түрлендіру жұмыстарын орындый 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 өздерінің атқаратын функцияларына қарай ЭЕМ-нің әртүрлі тетіктерінің- шифраторлардың, сумматорлардың, күшейткіштердің түрлеріне байланысты бөлек-бөлек топтарға жіктеліп, серияларға бөлініп шығарылады.

Бұл схемалардың интегралдық 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 техникалық 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:

микропроцессор;

оперативті есте сақтаушы құрылғы немесе жедел жады;

тұрақты есте сақтаушы құрылғы;

қоректену блогы мен мәлімет енгізу-щығару 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 мен оның минималды конфигурациясына қосымша шеткері құрылғыларды қосу арқылы кеңейтуіне болады.

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

ІВМ дербес компьютерінің негізгі блоктары

Әдетте ІВМ дербес компьютерлері мынадай бөліктерден тұрады:

Жүйелік блок

Мәтіндік және графикалық информацияны кескіндеуге арналған монитор немесе дисплей

Әртүрлі символдарды компьютерге енгізуге арналған перне тақты немесе пернелік

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

 

 

Бұлардан басқа компьютердің жүйелік блогына мынадай құрылғыларды қосуға болады:

мәтіндік және графикалық информацияларды басып шығаруға арналған принтер

графикалық курсормен басқарылатын құрылғы- “тышқан” графикалық қолтетігі

джойстик- компьютерлік ойындарда қолданылатын қолмен басқарылатын тетік

графиксызғыш немесе плоттер – сызбаларды (графиктерді) қағазға шығаруға арналған құрылғы;

сканер (ізкескіш) – графикалық немесе мәтінді информацияларды оқуға арналған оптикалық құрылғы;

CD-ROM – компакт-дискілерді  оқуға арналған құрылғы, ол қозғалатын  бейнелерді, мәтіндерді және дыбыстарды  шығару үшін кеңінен пайдаланылады;

модем – телефон желісі арқылы басқа компьютерлермен информация алмасуға арналған құрылғы;

стример – мәліметтерді магниттік таспада сақтауға арналған құрылғы;

желілік адаптер компьютерді жергілікті (торапта) қолдануға мүмкіндік береді.

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

Микропроцессор

Микропроцессор бір криталда дайындалған (үлкен) интегралдық темелар – БИС, олар әртүрлі типтегі ЭЕМ жасауға керекті элемент болып табылады. Оны әртүрлі логикалық функцияны орындайтын етіп программалауға болады, сондықтан программаны өзгерту арқылы микропроцессорды арифметикалық құрылғы немесе енгізу-шығару жұмыстарын басқарушы ролінде қолдануға болады. Микропроцессерге жедел және тұрақты жад, енгізу-шығару құрылғыларын қосуға болады.

IBM 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 Intel-8088 (~5 МГц), 80286 (~20 МГц), 80386SX (~25 МГц), 80386DX (~40 МГц), 80486 (100 МГц-ке дейін), Pentuim (75 МГц-тен жоғары), Pentuim-Pro (~300 МГц-тен жоғары), PentuimІІ, PentuimІІІ (800 МГц-ке дейін), және PentuimІV (1000 МГц-тен жоғары) жатады, бұл тізім олардың жұмыс өнімділігі мен соған сәйкес боғасының өсуі бойынша реттеліп келтірілген. Кейде конструкциялық ерекшеліктеріне қарай бір модеоьге кіретін прцессорлардың жиіліктері әртүрлі бола береді – жиілігі артқан сайын оның жұмыс жылдамдығы да өсе түседі.

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

Компьютерлер алып жүруге ыңғайлы вариантта да жасалады (Laptop немесе Note book). Мұндай ЭЕМ-дерде жүйелік блок, монитор және пернелік бір қорапта жасалған: жүйелік блок пернелік астында, ал монитор пернеліктің қақпағы түрінде жасалған.

ЭЕМ-нің жедел жады

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.

Компьютердің жедел жадында осы мезетте дереу өңделуге тиіс мәләметтер мен программалар сақталады. Информация керек кезінде магниттік дискінен жедел жадқа көшіріліп, өңделген соң олар қайта сыртқы жадқа жазылып қойылады. Жедел жадта информация тек жұмыс сеансы кезінде сақталып, ондағы мәлімет ЭЕМ сөндірілгенде немес еэлектр торабында ақау болып, ток өшкен шақтарда ізсіз жоғалады. Осыған байланысты әрбір адам өзіне ұзақ уақыт керек болатын информацияны жоғалтып алмауы үшін оны оқтын-оқтын магниттік дискіге жазып отыруы керек.