ЭЕМ-ң қызметі, құрамы және жіктелуі

 

Компьютердің жедел жадының көлемі өскен сайын оның есептеу жылдамдығы да артады. Информация көлемін өлшеуде сегіз биттен (бір мен нөл тізбегі) тұратын байт бірлігі қолданылатыны белгілі. Осы өлшем бірлігі арқылы жедел жадтағы не мегниттік дискеттегі сақталатын информация 360кб, 720кб немесе 1,44 Мб болып жазылуы мүмкін. Мұнда 1кб (1 килобайт)=1024байт, 1Мб (1 мегабайт)=1024кб, ал венчестер деп аталып жүрген қатты дискіде 1000-10000Мб (1-4 Гигабайт) және одан да көлемді информация жазылып сақталады.

 

Әдетте IBM PC XT (бұрынғы модель) компьютерлерінің жедел жадының көлемі 640 кб, IBM PC AT үшін – 1 Мб-тан жоғары, ал олардың жоғарғы модельдері 1-ден 16Мб-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 жады бар, ол өзгертілмейтін информацияны сақтайды, ешкім оны өшіріп қайта жаза алмайды, оны тек оқуға болады. Әдетте тұрақты жадтың көлемі шағын 32-64кб шамасында. Тұрақты жадқа керектеі программалар оны шығаратын заводта жазылады, олар көбінесе компьютерді ток көзіне жалғаған кезде оны тексеріп іске қосу үшін қажет.

 

Сыйымдылығы 1Мб немесе одан жоғары болып келетін компьтерлердің жедел жады екі бөлімнен тұрады – алғашқы 640кб қолданбалы программалар мен операциялық жүйе үшін, ал қалғаны төмендегідей мақсаттарға пайдаланылады:

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

экранға кескіндерді беру үшін

компьютердің қосымша құрылғылары мен бірге жүктелетін операциялық жүйелердің әртүрлі кеңейтілген мәліметтерін сақтау үшін қажет болады.

 

Жедел жадтың көлемі туралы сөз болғанда, оны бірінші бөлігі туралы айтылады, ал ол кейбір программаларды орындауға жеткіліксіз болып қалады. Міне, осындай сәттерде компьютердің жедел жадының кеңейтілген бөлігі (extended) мен қосымшасы (expanded) пайдаланылады.

INTEL фирмасының 80286, 80386SX және 80486SX сияқты процессорларды 1-16Мб жедел жад көлемімен, ал 80386 және 80486 процессорлар - 4-8Мб көлемімен  жұмыс істей алады. Бірақ операциялық  жүйе үлкен көлемді жадты толық  пайдалана алмайды. Қосыша жадты  пайдалану үшін арнаулы программалар  – “драйверлер” жасалынады, олар  қолданбалы программадан тапсырма  алады да, процессордың “қорғалған  режим” жүйесіне көшеді. Тапсырманы  орындаған соң, драйвер алғашқы  режимге көшуді қамтамасыз етеді  де, микропроцессор жұмыстың қалыпты  режиміне ауысады.

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

Процессордан бөлек компьютер құрамында:

ЭЕМ құрамына кіретін (дисплей, диск және т.с.с.) әртүрлі құрылғылар және олардың жұмысын басқаратын электрондық схемалар (контроллерлер);

Енгізу-шығару порттары, олар жүйелік блокқа әртүрлі принтер, графиксызғыш, тышқан тетігі тәрізді шеткері құрылғыларды тіркейтін көпразрядты байланыс құрылғылары түрінде болады.

Енгізу-шығару порттары ішкі негізгі құрылғылары мен байланыс жасайтын арнайы порттан және шеткері құрылғыларымен (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 байланасу 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 (ақ-қара) 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 жад 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 блокты байланыстыру құрылғысының мүмкіндіктеріне сәйкес болады.

Экрандағы кескін көрінісінің сапасы графикалық адаптердің типіне қарай өзгеріп отырады.

Кең тараған адаптерлерге мыналар жатады: EGA, VGA және SVGA. Қазіргі кезде VGA және SVGA (Super VGA) кеңінен қолданылады, SVGA-ның көрсету қабілеті өте жоғары. Адаптерлер бейнелерді айқындап көрсету қабілетімен ерекшеленеді.

Адаптердің бейнелеу қабілеті оның графикалық режимде экранда көрсетіле алатын бір жолдағы нүктелер (пиксельдер) санына байланысты. Мысалы, 720*348 мүмкіндікті немесе одан да жоғары монитор вертикаль (тік) бағытты 348 жол-нүктені көрсете алады, ал оның әр жолында 720 нүкте бар. Баспағана жүйелерінде 800*600 және 1024*768 мүмкіндікті немесе одан да жоғары мониторлар қолданылып жүр. Бірақ олар қымбатырақ тұрады. Экран бетінің мөлшері диагональ стандарт (14 дюйм-1 дюйм=2,54см) бойынша жасалады, үлкейтілген (15 дюйм) және теледидар (17,20 және 21 дюйм – диагоналі бойынша 54см-ге дейін) тәрізді болып та жасалғандары кездеседі, олар түрлі түсті (16млн-нан бірнеше ондаған млн түстерге дейін) немесе ақ-қара (монохромды) болып та шығарыла береді.

Адаптерлер стандартты түрлі түсті монитордағы түстер палитрасын (жиынын) анықтайды: CGA (ескі модель) стнадартты режимде 4 түспен, EGA – 64 түспен, VGA – 256 түске дейін, ал SVGA – млн-нан аса түстермен жұмыс істе алады. Бірақ символдық рнжимде көрсетілген стандарттағы экрандардың барлығы да 16 түсті ғана қолданылады.

Монитор типін ЭЕМ-де қойылған мақсатқа байланысты таңдау керек. Егер тек мәтіндік информациямен жұмыс істейтін болсақ, онда монохромды символдық монитор жеткілікті. Ал, егер де автоматтандырылған жобалау жұмыстарымен айналасу қажет болса, онда түрлі түсті графикалық монитор қажет болады. Бірақ көптеген программалармен жұмыс істеу кезінде түрлі түсті графикалық мониторды қолданған өте ыңғайлы екенін еске сақтаған жөн.

 

Алгоритмдік тілдер туралы мәліметтер

 

Алгоритмдік тіл (ағылш. algorіtmіc — алгоритмдік және language — тіл) — ЭЕМ-мен шығарылатын есептердің алгоритмін бірмәнді түрде жазуға арналған жасанды тіл. Ол белгілер (символдар) жиынтығынан (Алгоритмдік тіл алфавитінен), синтаксистік ережелер мен семантикалық анықтамалардан құралған. Алгоритмдік тілдің негізгі белгілері латын не орыс алфавиттері әріптері, қандай да бір таңбалар мен шартты белгілер болуы мүмкін. Сөздер, сөз тіркестері (фразалар, сөйлемдер) , кестелер мен кестелер жүйесі Алгоритмдік тілдің құрылымы болып табылады. Түсіндіру ережелері ЭЕМ-де аппараттармен жүзеге асырылатын Алгоритмдік тіл машиналық тіл деп аталады. Алгоритмдік тіл табиғи тілден бірмәнділігі мен айқындылығы жағынан ерекшеленеді. Есептеу машинасына Алгоритмдік тілін пайдаланғанда бағдарламалау мен машина жұмысын үйлестіретін арнайы бағдарламалаушы — процессор қолданылады. Ол бағдарламаны енгізу, машиналық, синтаксистік, семантикалық талдаулар, формальды қателерді анықтау, бағдарламаны орындау т.б. жұмыстарды атқарады. Алгоритмдік тілдің бірнеше түрі бар. Олардың кейбіреулері ғана (мыс., алгол, кобол, лисп, Пл/1, Фортран, Паскаль т.б.) кең тараған. Алгоритм[1], алгорифм (ағылшынша: algorіthm, algorіsmus — Әл-Хорезмидің атынан шыққан) — бастапқы берілген мәліметтермен бір мәнде анықталатын нәтиже алу үшін қай амалды (жұмысты) қандай ретпен орындау қажеттігін белгілейтін есептерді (мәселелерді) шешу (математикалық есеп-қисаптар орындау, техникалық объектілерді жобалау, ғылыми-зерттеу жұмысын жүргізу т.б.) тәсілдерінің дәл сипаттамасы. Алгоритм — математика мен кибернетиканың негізгі ұғымдарының бірі. Агоритмді орындау алгоритмдік процесс деп аталады.

Жалпы Алгоритм деп алдын ала не істеу керек екені дәл көрсетілген есептеу процесін айтады. Есептеу процесі қандай болса да алғашқы мәндерден бастап, сол арқылы толық анықталған қорытынды шыққанша жүргізіледі. Алгоритм ұғымының алғышартына алгоритмдік процеспен қатар мүмкін болатын алғашқы деректер жиынтығының нұсқауы және қорытынды алуға байланысты жүргізілген процестің аяқталғандығын көрсететін ереже енеді. Белгілі бір бастапқы деректердің жиынына қолданылған Алгоритм тиянақты қорытындыға келмеуі немесе есептеу барысы аяқталмай тоқталуы мүмкін. Егер есептеу процесі белгілі бір қорытынды алумен аяқталса (не аяқталмай қалса), онда Алгоритм мүмкін болатын бастапқы деректерге қолданылады (не қолдануға болмайды) деп ұйғарылады.

Алгоритм — қазіргі математикада, оның ішінде электронды есептеуіш машинада қолданылатын негізгі ұғымдардың бірі. Белгілі бір теңдеу түбірінің жуық мәнін кез келген дәлдікпен табу оған арналған Алгоритммен есептеледі. Компьютердің кең қолданылуына байланысты Алгоритм жаңа мағынаға ие болды. Берілген есепті шешу барысында орындаушыға біртіндеп қандай әрекеттер жасау керектігін түсінікті әрі дәл көрсететін нұсқау да Алгоритм деп аталады. Алогритмді орындаушы — адам, ЭЕМ немесе робот. Әрбір нұсқау — бұйрық. Ал орындаушының жүзеге асыра алатын бұйрықтар жиыны бұйрықтар жүйесі деп аталады. Мысалы, у = (ax + b) (cx - d) функциясын есептеу ЭЕМ-да мынадай әрекеттерден құралады:

а-ны x-ке көбейту R1 деп,

оған b-ны қосу нәтижесі R2 деп,

с-ны х-ке көбейту R3 деп,

сх-тан d-ны алу R4 деп,

R2-ні R4-ке көбейту  у деп белгіленеді.

 

Алгоритмнің бұйрықтары бірінен кейін бірі кезекпен орындалады. Бағдарлама Алгоритм тілінде жазу, бейнелеу мағынасын береді. Компьютерде Алгоритмнің сызықты, тармақты, циклді, логикалық, модельдік, параллельдік, тізбекті т.б. түрлері қолданылады.

Алгоритм қасиеттері

Алгоритм ұғымның мәнін аша түсетін оның мынадай қасиеттері бар:

Алгоритм дискретті информациялармен жасалатын әрекеттерді тағайындайды және өрнектейді. Алгоритмге қатысты әрекеттердің бәрі дискретті болады. Алгоритмнің жұмысына қажетті материалдар ретінде символдық мәтіндер және сандар пайдаланылады.

Алгоритм біздің қалауымызға қарай өзгертуге болмайтын нақты нұсқау алгоритмде не істеу керектігі алдын-ала айқын береді. Мысалы, бір есепті шешудің алгоритмі берілсе онда ойланбай-ақ алгоритмде қандай нұсқаулар берілсе, сол нұсқауларды берілу ретімен орындасақ, есеп шығады. Алгоритмнің осы қасиетін оның анықталғандық қасиеті дейміз. Бұл жағдай адам сияқты емес ойлау қабілеті жоқ құрылғылардың мысалы, компьютердің көмегімен есептерді шешу мүмкіндігіне кепілдік берді. Мұндай құрылғылар алгоритмнің жарлықтарын ойланбастан формальды орындайды. Сондықтан алгоритмді есепті шығаруға қажеттінің бәрі бір мәнді анықталу және атқарушыға түсінікті әрі нақты болуы тиіс.

Бір алгоритмнің өзін бірнеше есептің шешімін табу үшін пайдалану мүмкіндігі, яғни бастапқы деректер мәндерінің жиынына пайдаланылу мүмкіндігі бар. Алгоритмнің мұндай қасиетін көпшілікке бірдейлік, басқаша айтқанда, жалпылық қасиеті деп атайды.

Әрбір алгоритм белгілі бір бастапқы деректердің болуын талап етеді және іздеген нәтижені алуға жеткізеді. Мысалы, екі санды қосу алгоритмнде қосылғыштар бастапқы деректерге, ал қосынды нәтижеге жатады. Осылайша, алгоритмдегі әрекеттердің белгілі бір санның орындалуынан кейін қажетті нәтиже алу мүмкіндігі алгоритімнің нәтижелілігі деп аталады.

Алгоритмді талдау

Алгоритмдерді талдаудың негізгі әдістері:

Сөздік-формулалық (табиғи тілдерде);

Құрылымды немесе блок-схемалар;

Арнайы алгоритмдік тілдерді қолдану;

Граф-схемалар көмегімен (граф – әр сызық екі нүктені қосатын, нүктелер мен сызықтар жиынтығы). Нүктелер шыңдар деп аталады, сызықтар – қабырғалар;

Петри торының көмегімен.

Бағдарламаны жасау алдында көбінесе сөздік-формулалық және блок-схемалық әдістер қолданылады. Кейде ассемблер сияқты төменгі деңгейдегі тілдерде бағдарламаны жасау алдында, бағдарлама алгоритмін кейбір жоғарғы деңгейдегі бағдарламалау тілінің конструкцияларын қолдана отырып жазады. Күрделі бағдарламалық жүйелер алгоритмдерінің бағдарламалық сипаттамаларын қолдану ыңғайлы. Мысалы, ОЖ жұмыс істеу принциптерін сипаттау үшін Алголға ұқсас жоғарғы деңгейдегі бағдарламалау тілі қолданылды

Сөздік-формулалық әдісте алгоритм әрекеттер тізбегін анықтайтын, құрамында формулалары бар мәтіндік түрде жазылады. Мысалы, келесі өрнектің мәнін анықтау қажет болсын: у=2а-(х+6).Сөздік-формулалық әдістпен бұл есептің алгоритмі келесі түрде жазылуы мүмкін:

а және х мәндерін енгізіңіз.

х және 6-ны қосу.

а на 2-ге көбейту.

2а –дан (х+6) қосындысын  азайту.

Өрнектің есептелген нәтижесі ретінде у-ті шығару.

Блок-схемада бағдарламадағы барлық тармақтар, циклдар және ішкі бағдарламалар болуы қажет.