Информатика | ЭЕМ-нің құрамы

Мазмұны
1. Аппараттық жабдықтар Дербес ЭЕМ-нің элементтік базасы
2. ІВМ дербес компьютерінің негізгі блоктары
3. Микропроцессер
4. ЭЕМ-нің жедел жады
5. Графиктік адаптерлер
6. Дискідегі информация жинақтауыш
7. Принтерлер мен плоттерлер
8. Компьютерге информация енгізу құрылғылары
Аппараттық жабдықтар
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
- графисызғыш 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.
Микропроцессер
Микропроцессер 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.
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.
Компьтердің 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 компьтер 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 ............