«Компьютер архитектурасы»
Дәріс 4. ЭЕМ-ның функционалды ұйымдастырылуы. Процессордың командалық циклі. ЭЕМ құрылғысын ұйымдастыру
жүктеу/скачать 7,52 Mb.
|
Дәріс 4. ЭЕМ-ның функционалды ұйымдастырылуы. Процессордың командалық циклі. ЭЕМ құрылғысын ұйымдастыру Мақсаты: Компьютерлік ортаның архитектурасы туралы түсініктерін қалыптастыру. Жоспар:
Компьютерлік ортаның логикалық құрылымы Компьютерлік жүйелердің құрылымдық ұйымдастырылуы Компьютерлік жүйелердің архитектурасы Компьютердің жалпыланған құрылымы Компьютерлік ортаның логикалық құрылымын тармақтық жүйе ретінде көрсетіуге болады (1 сурет).
Сурет 1. Компьютерлік ортаның логикалық құрылымын Компьютерлік ортаның ең төменгі деңгейінде компьютердің аппараттық жабдықталуы орналасқан. Аппараттық жабдықтар көзге көрінбейтін объектілерден, атап айтқанда, интегралдық үрділерден, бастап шығарушы тақшадан, кабельдерден, электр көздерінен, еске сақтаушы құрылғылардан тұрады. Машиналық тілде жазылған программа интерпретаторлар мен трансляторлардың көмегінсіз компьютердің электронды үрділері арқылы орындалады. Бірақ көптеген компьютерлерде бұйрықтар жүйесі, жады құрылымы, деректерді енгізу мен шығару машина тілі деңгейінде қолданушының программасын орындауға ыңғайсыз. Аппараттық жабдықтау жайлы шындықты жасырушы программа операциялық жүйе деп аталады. Қолданушы олардың мүмкіндіктерін өз программаларында жүйелік шақырулар деп аталатын арнайы бұйрықтардың көмегімен пайдалана алады. Компьютерлік ортаның осы жұмыс атқарылатын деңгейін операциялық жүйе деңгейі деп атайды. Қолданушы үшін операциялық жүйе компьютерді нақты құрушы аппараттық жабдықтауға қарағанда программалауға жеңілдік беретін жұмыс істеуге ыңғайлы кеңейтілген немесе виртуалды машинаның рөлін атқарады. Әртүрлі компьютерлер мен желілерді біріккен жүйе түрінде көрсету үшін бөлшектелген жүйелер программалық жабдықтаудың қолданушылар және қосымшалар орналасқан жоғары деңгейі мен операциялық жүйелерден тұратын төменгі деңгейдің арасындағы қосымша деңгейді қолданады. Бұл деңгей аралық деңгей деп аталады. Ең жоғарғы деңгейде қолданушы қосымшалары орналасқан. Одан төмен орналасқан деңгейлердің барлығы осы жоғары деңгейдің жұмысын қамтамасыз етеді. Компьютердің бүкіл ішкі жұмысының механизімі қолданушы назарынан тыс қалады. Бұл жерде бұйрықтар интерпретаторлары, терезелер жүйесі, компиляторлар, редакторлар орналасқан. Бұл деңгей қолданбалы программалаушыларға арналған тілдерден тұрады. Ол тілдерді жоғарғы деңгейлі тілдер деп атайды. Компьютер әрбір келесі алдыңғысына қарай икемделетін деңгейлердің тармақтық үлгісі ретінде жобаланады. Әрбір деңгей - әртүрлі объектілер мен амалдардан тұратын анықталған абстракция.
Қарапайым компьютерлер процессорлар, жады және енгізу-шығару құрылғыларынан құралады (Сурет 2). Процессор мәліметтерді өңдеуге арналады. Енгізу құрылғылары ақпараттарды тасушылардан мәліметтерді оқу және оларды жадыға немесе процессорларға тасымалдау үшін арналған. Шығару құрылғылары өңделген мәліметтерді қайтарумен тығыз байлынысты болып келеді. Ал жады мәліметтер мен командалардың сақталуын қамтамасыз етеді. 
Сурет 2. Компьютерлік жүйелердің құрылымдық ұйымдастырылуы Қазіргі уақытта әртүрлі компьютерлік жүйелердің архитектурасы болады. Бірақ олардың бәрінің де өз құрылымында қарастырылған элементтер болу керек және олар міндетті түрде компьютерлік жүйелердің функцияларының негізгі қағидаларын қолданады. Ол қағидаларға келесілерді жатқызуға болады: модульдік принципі, магистралдік, микропрограммалық. Модульдік - модульдер негізінде компьютерлерді құрастыру әдісі. Модуль дегеніміз стандартты түрде жасалған конструктивті және функционалды түрде аяқталған электронды блок. Магистральдік дегеніміз – бұл әр түрлі компьютерлік модульдердің біріктірілуі. Бұл жерде кіріс және шығыс модуль құрылғылары бір сыммен қосылады, осылардың жиынтығы шина деп аталады. Компьютерлер магистралі бірнеше шина топтарынан құралады және олар функционалдық белгі бойынша ажыратылады – шина адресі, мәліметтер шинасы, басқару шинасы. Микропрограммалау дегеніміз – жүйені программалық басқару принципін жүзеге асыру тәсілі. Осы қарастырылған қағидалар мен электрондық технология жетістіктері төменгі суретте көрсетілген жүйе құрылымына алып келеді. 
Сурет 3. Компьютерлік жүйелердің архитектурасы Дербес компьютерлердің негізгі аппараты және конструктивті модулі ретінде аналық немесе жүйелік тақташа қарастырылады. Компьютерлік жүйе құрылымы келесідей құрылғылармен толықтырылуы мүмкін: сопроцессор, кэш-жады, ҮИҮ перефериалық жинақ (chipset). Сопроцессор – орталық процессормен келісіп жұмыс істейтін және оған қосымша мүмкіндіктер беретін көмекші процессор. Сопроцессор программалық түрде жүзеге асыратын аппараттық функцияларды жүзеге асырады. Сопроцессор негізгі процессордың командаларының жүйесін кеңейтеді (графикалық, математикалық сопроцессорлар). Кэш-жады – негізгі жадыдан толтырылатын процессорға жақын арада керек болады деген мәліметтерді сақтау үшін арналған тез әркет ететін буферлік жады. Чипсет (chipset) – бұл бір функционалдық жиынтығы бар ҮИҮ. Ал біздің жағдайымызда бұл перефериалық құрылғылармен қамтамасыз етілген ӨҮИҮ (жиынтығы). Осы құрылғылардың кейбіреулері контроллер деп те атайды. Жүйелік тақташада орналастырылған жалпыланған құрылғылардың құрылымын келесідей үрдіден көруге болады (Сурет 4). 
Сурет 4. Компьютердің жалпыланған құрылымы Дәріс №4.Өзін-өзі тексеру сұрақтары Модульдік және магистральдік құрылым дегеніміз не? Микропрограммалау деген не? Сопроцессор деген не? Кэш жады дегеніміз не? Чипсет дегеніміз не? Контроллер дегеніміз не? Дәріс 5. ЭЕМ-ның жадысын ұйымдастыру. Компьютердің жадысын басқару Мақсаты: Жады құрылымын және оның элементтерімен, олардың қолданылуы, мүмкіндіктері және жұмыс жасау принциптерімен таныстыру Жоспар:
Жады микроүрділері; Триггерлар (flip-flops); Жады, негізгі жады; Екінші реттік жады; Сыртқы (тасымалданатын) қатты диск. Жады микроүрділері Ілгішек Алдыңғы кіріс бірліктерін жадыда сақтайтын үрділерді жады биттерін жүзеге асыру үшін қолданады. Сурет 1 (а)-да көрсетілгендей бұндай кестені ЕМЕС-НЕМЕСЕ екі вентильден кұрастаруға болады. Осыған үқсас үрділерді ЕМЕС-ЖӘНЕ вентильдерінен куруға болады. Сурет 1 (а)-да көрсетілген кесте SR - ілгішек деп аталады. Оның екі кірісі: S (Setting- орнату) және R (resetting- шығарып тастау), және қосым-іші екі шығысы:  және 
Сурет 1. «0» қалып-күйіндегі ЕМЕС-НЕМЕСЕ ілгішегі (а); «1» қалып-күйіндегі ЕМЕС -НЕМЕСЕ ілгішегі (б); ЕМЕС-НЕМЕСЕ функциясы үшін шыншылдық кестесі (в). Ілгішектің шығыс сигналдары ағымдағы кіріс сигналдарымен анықталмайды. 2 кестесінде ілгішектің жұмысы көрсетілген. Кесте 2. Ілгішек жұмысы
Нәтиже R=S=0 болганда ілгішектің Q белгісіне қарай 0 және 1 деп аталатын екі түрақты күйі бар. Егер S=1 болса, онда ілгішектің бастапқы күйіне қарамай Q=1 болады. R-дің бір бірлігіне көшуі Q=0-ге алып келеді. Кесте соңғы рет қай сигнал, R немесе S болғанын есте сақтайды. Осы қасиетті пайдаланып, компьютер жадысы құрылады. Триггерлар (flip-flops) Триггер деп аталатын жады үрділерінде таңдау және жадыда сақтауды синхрондау сигналының 0-ден 1-ге (өсу фронты) немесе 1-ден 0-ге (артқы фронт) көшуі кезінде орындалады. Триггер мен ілгішек арасындағы ерекшелік осыдан көрінеді. Триггер сигналдың фронтымен, ал ілгішек сигнал деңгейімен іске қосылады. Сурет 2-де триггер кестесі көрсетілген. 
Сурет 2. D –триггер Жады микроүрділері Жадының көлеміне қарамастан микроүрділерді құрастырудың бірнеше әр түрлі әдістері бар. Сурет 3-те микроүрдінің мүмкін екі кұрылымы берілген 4Мбит/512К*8 және 4096К*1. Сурет 3 (а)-да 219 байттың біреуіне айналуы үшін 19 адрестік Мшддарды алған байтты сақтау және салу үшін 8 мэліметтер жолдарын көруге болады. Компьютерде микроүрділер саны көп болғаннан, керекті микроүрдіні таңцау үшін сигнал қажет. Бұл сигнал жұмыс істегенде оны гок ксректі микроүрдіде ғана сезінетіндей болу керек. Осы мақсатта CS(Chip Select - жады элементін таңдау) сигналы қолданылады. Ол микроүрдіні жұмысқа қосу үшін орнатылады. Сонымен катар салыстырып оқуды жпіудан ерекшелендіру эдістері қажет. WЕ (Write Enable - жазудың шешілуі) сигналы салыстырылып оқылмай жазылуы керектігін керсету үшін қолданылады. ОЕ (Оиtput Enable) - шығыс сигналдарының жіберілуін шешу) сигналы шығыс сигналдарын жіберу үшін орнатылады. Бұл сигнал жоқ кезінде Шығыс үрдінің басқа бөліктерінен бөлінеді. Сурет 3 (б)-да адрестеудің бвсқа үрдісі қолданылады. Микроүрді 4 Мбитті құрайтын 2048x2048 бір биттік үяшықтардың матрицасы болып саналады. Микроүрдіні құру үшін алдымен жолды таңдау керек. Ол үшін осы жолдың 11-биттік нөмірі адрестік түйінге беріледі. Содан кейін RAS (ROW Address strobe - жолдың строб адрестері) сигналы орнатылады. Адрестік түйіндерге бағана нөмірі өсріледі және СAS (Column Address Strobe- адрес бағанасының стробы ) сигналы орнатылады. Микроүрді бір бит мәліметті қабылдаған немесе жіберген кезде сигналға әсерін білдіреді. 
Сурет 3. 4 Мбит жадыны ұйымдастырудың екі әдісі Жады Кез келген компьютердің ең негізгі құрамдас бөлігі ол - жады. Сурет 4-те жады жүйесінің қалай кұрастырылғандығы көрсетілген. 
Сурет 4. Жадынын кәдімгіленген тармақтық түрі Жоғарғы қабат орталық процессордың ішкі регистрлерінен құралады. Олар процессор жасалған материалдардан жасалады және олар процессор сияқты өте жылдам жұмыс істейді. Ішкі регистрлер 32-разрядтық процессорда 23x23 битті сақтауға, ал 64-разрядты процессорда 64x64 битті сақтауға мүмкіндік бар. Программалар аппаратураның қатысуынсыз регистрлерді басқаруға алады. Келесі қабатта құрал-жабдықтармен байланысатын кэш-жады орналасқан. Жедел жады кэш-жолдарға бөлінген, әдетте ол 64 байт болады, ал адресация мен нөлдік жолда 0-ден 63-ке дейін, ал бірінші жолда 64-тен 127-ге дейін және т.б. Кэштің көп қолданылатын жолдары орталық процес-сорлардың ішінде немесе оған өте жақын орналасқан жоғары жылдамдықгы кэш-жадыда сақталады. Программаға жадыдан бір сөзді оқу керек болатын болса, онда кэш-микроүрді, кэшта осындай жол бар ма, әлде ондай жол жоқ па екендігін тексереді. Егер осындай болатын болса, онда кэш-жадыға тиімді хабарласу болады, берілген сұранысымыз кэштан түіелімен қанағаттандырылады, Кэшке тиімді хабарласу 2 такт уақытты болады, ал тиімді емес хабарласу кезінде уақыт көп жұмсалады. Кэш жадының көлемі өте шектеулі, сол себептен оның бағасы өте жоғары бошды. Кейбір машиналарда кэштің 2 немесе 3 деңгейі бар, әдетте олардың кейінгілері алдыңғылардан баяу және үлкендеу болып келеді. Негізгі жады Негізгі жады - бұл ақпараттарды сақтау құрылғысы. Ол жедел және тұрақты еске сақтап отыратын құрылғылардан құралады. Жедел еске сақтайтын құрылғы (орысша баламасы ОЗУ), белгілі бір уақытта орындалатын программаларды дискіден көшіріп отырады. Оны көбінесе жедел жады деп те атайды. Тұрақты еске сақтайтын құрылғы (ТЕСҚ) - ол компьютерді құрастырған кезде жазылатын тұрақты ақпараттар сақталатын жер. Тұрақты жады (ROM, Read Only Memory— тек оқуға ғана арналған жады) — энергияға тәуелсіз жады, бұл өзгертулерді қажет етпейтін мәліметтерді сақтау үшін қолданылады. ТЕСҚ-ны тек оқуға ғана болады. Қайта программаланатын тұрақты жады (ҚПТЖ,Flash Mtmory). Өзінің мазмұнын қайта жазуға болатын энергияға тәуелсіз жады. Тұрақты жадыға процессордың жұмысының басқару программасы жазылады. ҚПТЖ-да дисплейды, пернетақтаны, принтерді, сыртқы жадыны басқару, компыотсрді іске қосу және тоқтату, құрылғыларды тестілеу программалары орналасқан. BIOS(Basic Input/Output System - енгізу және шығару базалық жүйесі) - компьютер іске қосылғаннан кейін құрылғыларды автоматты түрде тестілеу; операциялық жүйені жадыға қосу үшін арналған программалар жиынтығы. BIOS -тың ролі екі түрлі: бір жағынан бұл аппаратураның (Hardware) ажырамас элементі, ал екінші жағынан бұл кез-келген операциялық жүйенің (Software) негізгі модулі. Тұрақты еске сақтау құрылғыларының түрлері - СMOSRАМ. CMOSRАМ - бұл жоғары жылдамдықты әрекет ететін және батарейкадан аз энергияны қамтамасыз ететін жады. Бұл компьютерлер конфигурациясы туралы ақпараттарды және компьютерлер кұрамындағы құрылғы-ларды, сонымен қатар оның жұмыс істеу режимдері туралы мәліметтерді сақтау үшін қолданылады. CMOS-та ағымдағы күн мен уақыт сақталынады. Уақыт үшін жауап беретін СМОS-жады және уақыт микроүрдісі кішкентай аккумулятордан қорек алады. СМОS-тың мазмұнын өзгерту ВIOS-та орналасқан арнайы Setup программасымен езгертіледі. Графикалық ақпартарды сақтау үшін бейне жадысы қолданылады. Бейне жадысы (VRАМ) — кодталған бейнелер сақтайтын жедел еске сақтаудың (ЕС) бір түрі. Осы ЕС-тің құрылуы 2 құрылғыға да бір уақытта қызмет керсетеді - процессор және дисплей. Сол себелтен экрандағы бейне жадыда видео мәліметттердің жаңартылуымен сәйкес өзгертіліп отырыды. Жедел жады модулъдері Жадының ең алғашқы модульдерінің бірі SIMM (Single In-line Memory Module)- бір тізбекті контактілі жады) болып табылады. Кезінде 32 контактілі 8 битті модульдер шығарылған. Кейіннен 72 контактілі 23-битті модульдер шығарыла бастады. 486 машинелерде мұндай модульдер бір-біріне орналастырылған, ал Реntiuт 2 топпен орналасқан модульдер бар. Осындай орналасудың басты себебі Реntiumдағы жады шинасы 64-разрядты. Келесі даму барысында 64-разрядты 168-контактілі модуль DIMM (Dual In-line Memory Module) — 2 тізбекті контактілі жады). Rambus жадысына арнайы RIММ модулі жасалды. Модулъге қойылған талаптар өте қатал. Ол модуль үшін сурет 5-е көрсетілген жеке жылу өткізгіші қарастырылған. 
Сурет 5. RIММмодулі Екінші реттік жады Қатты диск — компьютермен жұмыс барысында қолданылатын ақпараттарды сақтап отыру құрылғысы. Қатты магнит дискілерінің жинақтаушысы бір немесе одан да көп магнитті қабаты бар пластиналардан, бүркеншіктен, позиционерлейтін кұрылғысынан, корпус және контроллерден құрастырылады. 
Пластиналар - жинақтаушының негізгі элементі, оларда ақпараттар орналасады. Буркеншік пластинадағы ақпараттарды оқу немесе жазу үшін орналасады. Позиционерлейтін ңүрылгысы пластиналар бойымен бүркен-шіктердің керекті жеріне орын ауыстыруын қамтамасыз етеді. Корпус конструкциялардың қалған элементтерін бекітеді және пластиналар мен бүркеншіктердің механикалық зақымдануынан, шаңнан қорғайды. Контроллер жинақтаушының барлық электрлік және электромеханикалық түйіндерін басқарады және компьютерден керісінше, ақпараттардың берілуін қамтамасыз етеді.
ласпіналар Е^ркеишіктер 
Сурет 6. Қатты диск кұрылғысының компонеттері Қатты диск геометриясы Жинақтаушының пластиналары металдан немесе эйнектен жасалады және екі жағынан да ақпараттарды жазуға болатын магнитті қабаттан құралады. Магнитті беттері өңделеді және ферромагнитті қабықпен қапталады. Өңдеу материалдары және оның келемі эр жинақтаушыда әр түрлі болады. Әр жұмыс бетіне бір бүркеншік сай келеді. Пластина беті өте жіңішке концептрлік сақиналы зонаға бөлінеді, ол дорожка деп аталады. Ал әр дорожка бірнеше сектор деп аталатын учаскелерге бөлінеді. Секторды екі облысқа бөлуге болады. Мәліметтер облысы және көмекші ақпараттар облысы. Көмекші ақпараттар өндіруші зауытта пластина бетіне бір рет қана жазылады да, эрмен қарай оны түзетуге болмайды. Комекші аймақ жинақтаушыдағы сектордың уникалды адресі болады, ол арқылы контролер жазу кезінде немесе ақпараттарды оку кезінде оны тез таниды. Мәліметтер облысы жинақтаушыға жазылған пайдалы ақпа-раттарды сақтайды. Бұл облыс қолдану уақытының барысында өзгертулерге ұшырауы мүмкін. Сектордың мэліметтер облысы түгелімен ғана жаңартылады. Барлық бүркеншіктер синхронды түрде орындарын ауысты-рады және бұл процесс біраз уакытты талап етеді. Бүркеншіктердің өзгермейтін кезіндегі дорожкалардың жиынтығы цилиндр деп аталады. Дискілік жүйенің өндіргіштігінің көзқарасы жағынан бірінен кейін бірі млліметтерді бір цилиндр щеңберінде орналастырылғаны дүрыс.
Қол жеткізу уақыты. Бұл ақпаратқа қол жеткізу уақыты (Ассеss Тіте). Бұл дискідегі дорожкаларды іздеу мерзімі болып табылады. Ол негізінен дискінің айналу жиілігіне тығыз байланысты. Интерфейстер. Дискілердің интерфейстерінің дамуы 2 түрлі жолмен жүріп отырады: арзан және қымбат. Бұл дискімен тікелей жұмыс істейтін тақшада винчестерді орнату. Осының нәтижесі ретінде SCSI интерфейсі пайда болды, бұл серверлер нарығында үлкен жетістіктерге жеткен болатын. Оның басты ерекшелігі, ол компьютерге бірнеше құрылғылардың бірден құрылуы. Ал екінші жасалған интерфейстің түрі IDE. Оған сәйкес стандарттар АТА/33, АТА/бб, АТА/100 және, АТА/133 деп аталады. Қазіргі уақытта РаRALLEL АТА-ның Serial АТА-ға ауыстырылу процесі жүзеге асырылуда. Интерфейстің өткізгіштік қабілеті 1.5 Гбит/сек-ті құраса, ал қуаттылық 5-тен 3.3 В-қа дейін төмендейді. Интерфейс — мәліметтер жеткізу үшін қолданылатын әдіс (IDE немесе ATA, Serial ATA, SCSI ...). Сыйымдылық (ағылш. capacity) — қатқыл диск сақтай алатын ақпарат көлемі. Қазіргі құрылғылардың сыйымдылығы 1-2 ТГб-қа дейін жетеді. Физикалық өлшемі (форм-фактор) — қазіргі дербес компьютерлер мен серверлерге қажетті ақпарат жинақтауыштардың өлшемі 3,5 дюймге немесе 2,5 дюймге тең. 2,5 дюймдік винчестерлер ноутбктерде жиі қолданылады. Ерікті қатынасу уақыты. Шпиндельдің айналу жылдамдығы. Сенімділік. Шу деңгейі... және басқалар. Сыртқы (тасымалданатын) қатты диск Қазіргі уақытта сыртқы құрылғыларды қосуда бірнеше шешімдер қолдануда. Біріншіден, USВ-портына қосылған қатты дискілер, олар көбінесе цифрлік камера, басқа да ұялы құрылғылармен ақпарат алмасу үшін қолданылады. Ақпараттарды сақтау жүйесінің басқа бағыты ол магнитті-оптикалық дискілер. Магнитті оптикалық (МО) дискілерге жазу лазер мен магниттік бүркеншік көмегімен атқарылады. Лазер сәулесі магниттің жазылуға тиісті микроскопиялық облысы, Кюри нүктесіне, дейін жылытады да, әрекеттесу зонасынан шыққан кезде салкындайды, осы жерде магнитті өріс тұрақталады. Осының нәтижесінде дискіге жазылған мәліметтер үлкен магнитті өрістерден және температуралық өзгерулерге шыдайды. Дискілердің барлық функционалдық қасиеттері -20-дан +50 градус Цельсий аралығындағы диапазонда сақталады. Иілгіш магнитті дискілердегі жинақтауыш Иілгіш магнитті дискілердегі жинақтаушылар немесе дисковод жүйелік блокқа енгізіліп жазылады. Иілгіш жинақтауыштар да, көбінесе, дискеталар түрінде жасалады. Жинақтауыш — бұл жоғары жағында жылжымалы ысырмасы бар, қорғаушы конвертте орналастырылған ферромагнитті қабаты бар диск. Дискеталар, көбінесе, бір компьютерден екінші компьютерге кіші көлемді ақпараттарды жедел түрде тасымалдау үшін қолданылады, Қатты дискідегідей бұнда да олар тағыда секторларға бөлінеді. Секторлар мен жолдар дискеталарды форматтау кезінде пайда болды. Дискетаның негізгі параметрлері технологиялық мөлшері (дюйммен есептеледі), жазудың тығыздығы және толық сыйымдылығы. Жазу тығыздығы қарапайым SD (Single Density), екілік DD(Double Density) және жоғары НD (Hihg Density) болады. Қазіргі танда стандартты дискеталар 3.5 дюйм, жоғары тығыздықты HD, 1.44 Мбайт сыйымдылығы бар. Дәріс №5.Өзін-өзі тексеру сұрақтары Жады микроүрділері дегеніміз не? Триггерлар (flip-flops) дегеніміз не? Жады, негізгі жады туралы қалай түсінесіз? Екінші реттік жады дегеніміз не? Сыртқы (тасымалданатын) қатты диск түрлерін атаңыз? Дәріс 6. Микропроцессорлық жүйенің архитектурасы Мақсаты: Микропроцессорлық жүйенің базалық архитектурасымен танысу. Жоспар: Алғашқы микропроцессорлар; Микропроцессор түсінігі; Микропроцессор жасау технологиясының түрлері; Микропроцессор (поколения) буындары және олардың негізгі мүмкіндіктері. Алғашқы микропроцессорлар Pentium Pro атты Р6 топ процессорлары 1995 жылы дүниеге келді. Ол 5,5 млн. Транзистордан тұратын және дәл криссталда орналасқан екінші сатылы кэш жады бар, соған байланысты оның жылдамдығы артты. Осы процессорлер әлі күнге дейін көппроцессор серверлі және жоғарыкоэфицентті жұмыс станияларында қолданылады. Intel компаниясы Р6 архитектурасын қайта қарастырып, 1997 жылдың мамырында Pentium 2-ні ұсынды. Ол 7,6 млн. Транзистор пайдаланылды, оның барлығы картриджге салынды. Сондықтан L2 кэш жады процессор модулінде орналысты. 1998 жылы сәуірде Pentium 2 отбасысы Celeron атты арзан процессормен шектелді. Ол үй жағдайына арналған компьютер болатын.1999 жылы Intel Pentium ІІІ процессорын шығарды, ол Pentium 2-нің жалғасын тапты. Ол өзінің мазмұнында SSE (Streaming SIMD Extensions)-ты пайдаланды. Pentium компаниясы қарқынды түрде дамып келе жатқан кезде, AMD компаниясы сол кезде NexGen компаниясын иеленді. Ол Nx686 процессорымен жұмыс істеді.Компаниялардың қосылуы нәтижесінде AMD Кб атты процессор шықты.Осы процессор толық Pentium-нің жұмысын атқарды.Осының арқасында AMD компаниясы жылдам жұмыс істейтін К6 процессорын істеді, сол себепті ол ДК-лі нарықты жаулап алды. 1998 жылы Intel алғаш рет кэш-жадын дамытты, сол себепті оның жылдамдығы артты. Алғашында осы процессорге екінщі дәрежелі Celeron процессоры қолданылды, сондай-ақ Pentium ІІРЕ кристалдарын қолданылды. Арнайы қолданылған кэш-жады бар ДК 1999 жылдың соңына қарай шықты.Осы кезден бастап барлығы да кэш-жадын процессорлік кристалға орналастырды жәнеде осы дәстүр әлі күнге дейін пайдаланылады. AMD компаниясы 1999 жылы Athlon процессорын шығарды. Ол Intel-дің Pentium 3-мне тең дәрежеде пайдаланыла алды. Осы процессор Intel-ге бәсекелестік көрсете алды. 2000 жылы бұл компаниялар көптеген жаңа процессорлар шығара бастады.Мысалы, алғаш рет AMD Thunderbird және Duron процессорларын шығарды. Duron процессоры Athlon-ның дәлме-дәл көшірмесі,бірақ оның кэш-жады аз.ал Thunderbird осыған керісінше. Duron процессоры Athlon-ның арзан нұсқасы болды.Өйткені ол ДК нарығында Intel-ге бәсекелестік көрсете алды. Intel компаниясы 2000-жылы Pentium 4-ті ұсынады, ІА-32 классының ең жаңа отбасысы. Сондай-ақ Itanium процессорын шығарды (құпия аты Меrсеd), жәнеде ол 64-разрядты алғаш процессор болды.Осыған байланысты оның болашақта жұмыс істеуіне үлкен көмек көрсетті. 2000-жылы тағы да бір ерекше оқиға болып өтті. Intel және AMD компанияларының жолдары бірікті. Олар 1 Ггц тосқауылын өтті, оған дейін ол мүмкін болмаған. 2001-жылы Intel компаниясы жаңа жетістікке жетті.Олар жиілігі 2 Ггц-ке жететін Pentium 4-ті ұсынады.Осыған қарамастан AMD Athlon ХР процессоры шығарылды, ол жаңа ядролы Polomonio-ға ұқсас шығарылды.2001-жылы Intel және AMD компаниялары көптеген жетістіктерге жетті. 2002-жылы алғаш рет Intel компаниясы Pentium 4-ті ұсынды, оның жиілігі 3,06 Ггц-ге жетті. Бұдан кейін жаңа техналогиялар пайда болды.Ол Hyper-Threading (HT) байланысты шығарылды.Бұл процессорлар көмегімен олар виртуалды екіпроцессорлы ДК айналды.Оның жылдамдығы 25-40%-ке өсті.олар Windows Home Edition сәйкес келеді, бірақ олар екіпроцессорлы плпталарды көтере алған жоқ. 2003 жылы AMD өзінің алғашқы 64-разрядты процессор ұсынды (құпия аты ClawHammer немесе K8).Ол өзіне ұқсас Intel компаниясының Pentium 4-ті озып шықты. Микропроцессор немесе орталық процессор – CPU (Central Proseccing Unit) дербес компьютердің ―миы‖ болып табылады. Микропроцессор мәліметтерді есептеуді және өңдеуді орындайды және әдетте компьютердің ең қымбат микросхемасы болып табылады. Барлық РС – сәйкес келетін компьютерде Intel микросхемасының тобымен сәйкес келетін процессорлар қолданылады, бірақ олар Intel фирмасымен қатар АМD және Cyrix компанияларымен де жобаланып шығарылады. Қазіргі кезде процессорлар рыногына Intel басым болып тұр. Алайда 70 – жылдардың соңында процессорлар рыногына Zilog (Z80 моделі) және MOS Technology (6502 моделі) фирмалары алда болды. Z80 процессоры Intel 8080 процессорының жақсартылған әрі арзан көшірмесі болды. 1981 жылы IBM фирмасы Intel 8088 процессоры (4,77 МГц) және 1.0 версиялы Microsoft Disk Operating System (DOS) операциялық жүйесі орнатылған өзінің алғашқы IBM РС дербес компьютерін шығарған кезде Intel және Microsoft фирмаларының бағы жанды. Осы кезден бастап барлық дербес компьютерерге Intel фирмасының процессоры және Microsoft фирмасының операциялық жүйесі орнатылды. Келесі бөлімдерде дербес компьтерлерде қолданылатын процессорлар туралы, осы микросхемалардың техникалық параметрлері туралы білетін боласыз. SMM технологиясы Шағын компьютерлерге арналған жылдам әрі күшті процессорларды құру мақсатында Intel ток көзін басқару схемасын ойлап тапты. Бұл схема процессорларға батарея энергиясын үнемдеп қолдануға, демек оның қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді. Мұндай мүмкіндікті Intel жирмасы алғаш рет 486 DX процессорының жетілдірген түрі болып табылатын 486SL процессорында жүзеге асырды. Процессордың ток көзін басқару жүйесі SMM (System Management Mode – жүйені басқару режимі) деп аталады. SMM процессормен құрамдас орналастырылғанмен, тәуелсіз жұмыс жасайды. Осының арқасында ол процессордың белсенділік деңгейіне байланысты қуаттылықты тұтынуды басқара алады. Бұл пайдаланушыға процессордың жекелей немесе толықтай сөну уақытының аралығын анықтауға мүмкіндік береді. MMX технологиясы Контексте байланысты MMX multi – media extensions (мультимедиялық кеңейтулер) немесе matrix math extensions (матрицалық математикалық кеңейтулер) дегенді білдіруі мүмкін. ММХ технологиясы бейне сығуын, суретті басқаруды, шифрлеуді және осы кездегі бағдарламаларда қолданылатын барлық енгізу – шығару операцияларын орындауды жылдамдататын кеңейту ретінде бесінші кезендегі Pentium процессорларының жоғарғы модульдерінде (Сурет 1) қолданылады. 
Сурет 1. Intel Pentium ММХ процессорының астынан және үстінен қарағандағы көрінісі. ММХ процессорларының архитектурасында екі негізгі жетілдіру бар. Біріншісі, барлық ММХ микросхемаларында үлкен ішкі құрамдас орналастырылған кэш бар. Бұл әр бір бағдарламаның және барлық бағдарламалық жабдықтың орындалу нәтежелігін арттырады. Екінші жетілдіруге процессордың бұйрықтар жиынын 57 жаңа бұйрықпен кеңейту, сондай – ақ бұйрықтардың жекелеген легі – мәліметтердің топтық легі (Single Instruction – Multiple Data, SIMD) деп аталатын бұйрықтарды орындаудың жаңа мүмкіндігін еңгізу жатады. AMD және Cyrix секілді фирмалар Intel фирмасынан ММХ технологиясына рұқсат алып, оны өздерінің процессорларында жүзеге асырды. Pentium процессорлары. РGА типті қорап осы уақытқа дейін кеңінен таралып келді. Ол 286 процессорлары үшін 80 – шы Pentium және Pentium Pro процессорларында пайдаланады. Микросхема қорабының төменгі бөлігінде тор түрінде орналасқан цилиндрлік стерженьдер массиві бар. РGА қорабы ZIF (Zero Insertion Force – қосубың нөлдік күші) типті ұяға кіргізіледі. ZIF ұясының чипті кіргізу және босату процесін жеңілдетуге арналған тетігі бар. Pentium процессорларының көпшілігінде РGА қорабының бір түрі – SPGA (Staggered Pin Grid Array - цилиндрлік стерженьдер массивінің шахматтық торы ) қолданылды, мұнда чиптің төменгі бөлігіндегі цилиндрлік стерженьдер стандартты бағаналар мен жолдар бойынша емес, шахматтық қатар бойынша орналасқан. Бұл стерженьдерді бір біріне жақын орналастырып, микросхема көлемін кішіреуті үшін жасалған. 
Сурет 2. - РGА қорабындағы Pentium 66 (сол жақта) және SPGA қорабындағы Pentium Pro процессоры (оң жақта) Шындығында, Pentium II процессорына дейіні барлық процессорлардың қораптары ―әрбір чипке – жеке ұя принцпі бойынша жобаланады. Pentium II/ III процессорларының қораптарын жобалау кезінде бұл әдістен бас тартуға тура келді, бұл микросхема қорабы Single Edge Cartridge (SEC – бір жақты байланысты қорап) типіне жатады. Процессор мен екінші деңгейлі кэш – жадсының бірнеше микросхемасы кішкентай платаға орналасқан. Плата металл мен пласмассадан жасалған катриджге жапсырылған. Катридж адаптер платасының қосқышына қатты ұқсас Slot 1 деп аталатын жүелік плата қосқышына кіргізіледі. Single Edge Processor (SEP – бір процессорлы қорап) қорабы SEC қорабының арзан түрі болып табылады. SEP қорабында жоғарғы пласстмасса қақпағы жоқ, сондай – ақ екінші деңгейлі кэш – жадысы орнатылмауы мүмкін. SEP қорабы Slot 1 қосқышына кіргізіледі. Көбінесе SEP қорабына арзан процессорларды, мысалы Celeron, орналастыады. Slot 1 – бұл 242 байланыстан (контакт) тұратын жүйелік плата қосқышы. Slot 1 қосқышының өлшемдері сурет 3-те көрсетілген. Ішінде процессор орналасқан SEC немесе SEP қорабы Slot 1 қосқышына кіргізіліп, арнайы тұтқамен бекітіледі. Кейде процессорды салқындату жүйесіне арналған тіреуіш болады. Сурет 4-те SEC катриджінің қақпағының бөліктері көрсетілген. Процессормен бөлінетін жылуды әлсіздедіретін үлкен платинаға назар аударыңыз. SEР қорабы сурет 4-те көрсетілген. 
Сурет 3. Pentium II процессорына арналған Slot 1 қосқышының өлшемдері. 
Сурет 4. Pentium II процессорына арналған SEC қорабының бөлшектері 
Сурет 5. SEC қорабындағы Celeron процессоры Pentium III процессоры SECC2 ( Single Edge Contact Cartridge,2 версия) деп аталатын қорапқа орналастырылады. Бұл қорап SEC қорабының бір түрі болып табылады. Қораптың бір жағында қақпақ орналасқан, екінші жағынан микросхема салқындататын элемент бекітіледі. Осындай конструкциялық шешім процессордан шығатын жылуды тиімді бөлуге мүмкіндік береді. Мұндай қораптағы процессорлар Slot 1 қосқышына кіргізіледі. SECC2 қорабы сурет 6-да көрсетілген. 
Сурет 6. Pentium II/ III процессорларына арналған SECС2 қорабы. Алғашқы процессордың IBM РС компьютерінің пайда болғанына дейін 10 жыл бұрын шыққанына назар аударыңыз. Ол 1971 жылы 15 қарашада Intel 4004 деп аталды. Бұл процессордың жұмыс жиілігі 108 кГЦ (0,108 МГц) құрады. Процессор 2300 транзистордан тұрып, 10 – микрондық техногогиямен шығарылады. Мәліметтердің шинасының ені 4 разряд болды, ол 640 байт жадыны адрестеуге мүмкіндік берді. Бұл процессор бағдарламанатын калькуляторларды қолдануға арналды. 1972 жылдың сәуір айында Intel 200 кГЦ жиілігінде жұмыс жасаған 8008 процессорын шығарды. Ол 3500 транзистордан тұрып, сол бұрынғы 10 – микрондық технологиямен шығарылды. Мәліметтердің шинасының ені 8 разряд болды, ол 16 Кбайт жадыны адрестеуге мүмкіндік берді. Бұл процессор терминалдар мен бағдарламанатын калькуляторларды қолдануға арналды. Процессордың келесі модулі 8080 Intel фирмасымен 1974 жылдың сәуір айында шығарылды. Бұл процессор 6000 танзистордан тұрып , 64 Кбайт жадыны адрестеуге мүмкіндігі болды. Altair 8800 алғашқы дербес компьютері (РС емес) осы процессормен жиналды. Бұл компьютерде СР/М операциялық жүйесі қолданылды, ал Microsoft фирмасы оған BASIC тілінің интерпритаторын жасап шығарды. Бұл мыңдаған бағдарлама жазылған компьиердің алғашқы моделі болды. Intel 8080 прцессорының әйгілігінің арқасында кейбір фирмалар оның көшірмесін шығара бастады. Осылай, 1976 жылдың шілде айында 2,5 МГц жиілікмен жұмыс істеген (бұдан кейінгі модельдері 10 МГц жиілікпен жұмыс істеді) Z80 процессоры (Zilog фирмасы) пайда болды. Ол Radio Snack фирмасы шығарған TRS – 80 Model 1 компьютерлерінде қолданыла бастады. Intel өзінің жетістігімен тоқталып қалған жоқ, ол 1976 жылдың наурыз айында 6500 транзистордан тұрып, 5 МГц жиілікте жұмыс істеді. 20 – разрядты адрес шинасының арқасында оның 1 Мбайт жадыны адрестеуге мүмкіндігі болды. 8086 процессоры біршама қымбат тұрғандықтан, 1979 жылы Intel осы процессордың 8088 атты ―арзан‖ версиясын шығарды. Бұл процессор алдыңғысынан 8 – разрядты мәліметтер шинасымен ерекшелінеді. Нақ осы процессорды алғашқы IBM PC компьютерлеріне орната бастады. 8088 процессоры 30000 транзистордан тұрып, 5 МГц жиілікте жұмыс істеді. Дәріс №6.Өзін-өзі тексеру сұрақтары Микропроцессорлық жүйенің базалық архитектурасына нелер жатады? Алғашқы микропроцессорлар қандай болған? Микропроцессор дегеніміз не? Микропроцессор жасау технологиясының түрлері қандай? Микропроцессор (поколения) буындары және олардың негізгі мүмкіндіктері қандай? Дәріс 7. Процессорлық модуль. Орталық процессор, графикалық процессор. Негізгі операциялардың орындалуы Жоспар: Графикалық АРІ; Cross Fire немесе SLI; Техникалық база; Cross Fire видеокарталарының режимі мен ерекшеліктері; Cross Fire кемшіліктері. &&& Графикалық АРІ АРІ интерфейсі көп платформаның негізінде тезірек жұмыс істейтін программа мен драйверлерді құрастыру үшін көмекші рөл атқарады. Программалық драйверлер операциялық жүйе мен программалық жабдықтау үшін шығарылады. Қазіргі таңда графикалық АРІ-ң 2 түрі бар: Оpen GL (SCI компаниясы) Direct 3D (Microsoft) Видеоадаптерлерді жасаушылар Оpen GL стандартын қолдаса да, Microsoft компаниясы комплекстелген АРІ үшін Direct X деп аталтын Direct 3D қолдауын көрсетеді. Direct X 9 және одан кейінгі версиялары кеңейтілген үшөлшемді графика мен жақсартылған ойын мүмкіндіктерімен қамтамасыз ететін программалық интерфейстің соңғы версиялары болып табылады. Direct X немесе оның соңғы версиясын жүктеу туралы қосымша ақпаратты Microsoft компаниясының Web Direct X желісінен таба аласыз: www.microsoft.com/direct x. Cross Fire немесе SLI SLI видеожүйесін шығаратын NVIDIA компаниясының видеотездеткіш нарығында ең басты бәсекелесі - АТІ компаниясы. АТІ компаниясы Cross Fire видеожүйесін шығарып, нарыққа енгізді. Ол NVIDIA компаниясының SLI технологиясы сияқты видеожүйенің жұмысын тездетіп, бір компьютерде екі видеокартаның ресурстарын бір-бірімен біріктіре алады. Cross Fire видеожүйесі мен SLI видеожүйесінің арасында көптеген айырмашылық бар, сәйкесінше бәсекелесімен ұқсастығы аз. Жақын арада қолданушылар NVIDIA мен АТІ компанияларының біреуін көптеген жылдар бойы қалыптасқан пікір бойынша ғана емес, сонымен қатар SLI немесе Cross Fire видеожүйелерінің фактілерін негізге ала отырып таңдайды. Техникалық база NVIDIA аналогиясы бойынша, АТІ компаниясын екі видеокартасын бір «тізбекке» орнату үшін сол компанияның екі RCI Express слоттары мен чипсеті бар аналық тақша қажет болады. SLI сияқты Cross Fire-да жүйенің ресурстарға көп талабы бар, ал ол өз алдына сапалы қорек блогын қажет етеді. Сол жүйеге талапты тереңірек қарастырайық. Аналық тақша. АТІ RADEON XPRESS 200 Cross Fire чипсетіне негізделуі тиіс. Аталған тақшалар AMD SEMPRON\AITHLON 64 мен DENTIUM 4\CELERON INTEL процессорлар үшін де шығарылады. Сондықтан АТІ компаниясы бұрын үлкен көлемде шығарылмаған чипсеттерде де қосымша табыс табады. Видеокарталар. Технологияның жұмыс істері үшін Cross Fire Master жетекші картасы керек. Жетекші картаның басқа карталардан айырмашылығы Cross Fire чипінің негізделген, әрине бұл жерде бағасы да маңызды орын алады. Қоректену блогы. Осындай күрделі комплектіні қамтамасыз ету үшін 400-450 Вт қуаты бар қоректену блогы керек. Міне, Cross Fire видеожүйесін құрау үшін қажетті бөліктер осы. Негізгі принциптер Cross Fire жетекші видеокарталарда тездеткіштердің жұмыстарын біріктіріп, сәйкестендіретін арнайы чип орнатады. Ол суреттің әрбір пиксельдерін өңдеп, оларды бір толық суретке біріктіреді. Барлық ақпарат жетекші картаға DMS-59 DVI арқылы беріледі. 2-картаның арасындағы кабельдің ұзындығы қысқа, ол ақпарат беру барысында деректердің жоғалуына жол бермейді. Cross Fire видеокарталарының режимі мен ерекшеліктері Cross Fire видеокарталарына 3 режим тән: Super Tilling, AFR, Scissor деп бір айырмашылығы – режимдерді еркін таңдауға болмайды, қажетті режим автоматты түрде драйвер арқылы таңдайды. Мұны түсіну үшін белгілі өңдеу тәсілі жеткілікті. Оның мәні мынада: кадр 2 бөлікке бөліп қарастырады. Оның әрбіреуін жеке видеокарта өңдейді. Теория жүзінде бір кадр ПК видеокартасына орнатылған видеочиптің қуатына пропорционалды түрде бөлінуі мүмкін. Бірдей карточкалар үшін кадр 50:50 пропорциясына сәйкес болады. Егер олардың біреуі екіншісінен қуаттырақ болса, онда 30:70 немесе 40:60 пропорция бойынша бөлінеді. Алайда, алғаш қарағанда бұл режим барлық ойындар үшін бола бермейтіндей көрінуі мүмкін. Мысалы, 30 кадрдың төменгі бөлігі жоғарысына қарағанда аз өзгереді. Ол үшін карточкаға арналған кадрдағы өңдеуші зонаны үлкейту қарастырылған. Шындығында, оның геометриясын сәйкестендіру үшін қосымша ресурстар қажет болады. Super Tiling Cross Fire стандартты режим суреті шахмат тақтайына ұқсас етіп көптеген кішкене төртбұрыштарға бұрады. Осы төртбұрыштардың жартысын біржартысын видеокартаға өңдейді ал екінші жартысын басқа видеокатраға өңдейді. Бұл екі видеокартаның арасындағы ауыртпалықты тегіс бөлуді қамтамасыз етеді. Alternate Frame Rendering (AFR) Cross Fire-ның ең тез жұмыс режимдерінің бірі. Оның мәні мынада: бір карточка жұп кадрлардан, екіншісі тақ кадрлардан осылайша графикалық процессорге деген ауыртпалық екі тездеткіштің арасында бір қалыпты бөлінеді. Негізінде бұл әдіс жаңадан пайда болған жоқ. AFR ATI-дің ескі екі чиптік карталарында да қолданылған. Бұл режимнің бір кемшілігі render-to-texture функциясын қолданатын компьютерлік ойындарда жұмыс істемейді Берілген уақытта өңделген және бейнеленген кадрлар әр түрлі кадрлар екендігін ескеру керек. Сондықтан AFR сапалы суреттерді. Бейнелеу үшін жұмыс істейді. Басқаша айтқанда AFR стратегияға қарағанда симмуляторларда азырақ сапалықпен жұмыс істейді. Super AA Суреттердің сапасын жоғары дәрежеде жақсартатын режим. Оның мәні мынада: мұндағы екі карточка әр түрлі үлгідегі бір оқиғаны өңдейді. Содан соң Cross Fire типі оларды біріктіреді. NVIDIA қарағанда ATI жұмыс режимі саны көбірек. Алайда оның қажетті дәрежеде сапалы болатыны факті емес. AFR технологиясымен екі компанияда жұмыс істейді. Ал Scissor- болса Split Frame Rendering NVIDIA Режимінің біраз өңделген түрі Super AA режимі өнімділікке қарсы сапалы ұлғайтады. Ал Super Tiling – тің кепілділігі күмән тудырады. Сол себепті қосымша FPS үшін таласта кім жеңетіні белгісіз. ATI Radeon Xpress 200 CrossFire Edition Жоғарыда айтылғандай , AMD және Intel процессорларында әр түрлі версиялары бар. ATI чипсетінің негізіндегі аналық тақшалар бір немесе екі видеокартамен жұмыс режимін орнатуды талап етпейді. Оны Cross Fire тақшасы автоматты түрде анықтайды. Сөйтіп NVIDIA nForce4 SLI-ден ерекшеленеді. ATI Cross Fire мен NVIDIA SLI технологиялардың артықшылығы мен кемшіліктерін ауыстыру жөн болады.
ATI Cross Fire технологиясына ойнау бейімделуі қажет емес. Себебі ол API DirectX және API Open GL негізіндегі барлық ойындармен жұмыс істей береді. Бір өндірушінің бірдей чипімен BIOS версиясын сатып алу қажет емес. ATI Cross Fire карталары әр түрлі компаниялар оның өнім болуы мүмкін. ATI Cross Fire бұрын сатылған Radeon X800/X850 модельдермен жұмыс істей береді. ATI Cross Fire NVIDIA SLI –ге қарағанда жұмыс режимдері көбірек . алайда олардың біреуі өнімділікке қарағанда сапаға көп көңіл бөледі. Cross Fire кемшіліктері: Cross Fire жоғары бағасы; Нарықта технологияға қол жеткізудің аздығы. Қорытынды екі технологияның болашағы бар деп кепілдікпен айтуға болады. Болашақтың қандай екені белгісіз. Себебі видеокарта өнімділігін ұлғайту өткен сайын дамып жетілуде. Мүмкін бір жылдан кейін орта класта видеокарта Cross Fire видеокартасынан күштірек болар. Дәріс №7.Өзін-өзі тексеру сұрақтары Графикалық АРІ дегеніміз не? Cross Fire немесе SLI видеожүйелерінің айырмашылықтары қандай? Техникалық базасы неден тұрады? Cross Fire видеокарталарының режимі мен ерекшеліктері қандай? Cross Fire кемшіліктерін атаңыз. Дәріс 8. Ішкі жүйенің жұмыс істеуі. Үзіліс Мақсаты: Үзіліс жүйесінің қолданылуы мен жұмыс жасау принципі және ұйымдастырылуымен танысу. Жоспар:
Үзіліс жүйесі; Үзіліс жүйесінің қолданылуы; Жұмыс жасау принципі және ұйымдастырылуы. Перифериялық құрылғылар деп олардың көмегімен информация компьютерге енгізілетін немесе шығарылатын құрылғыларды айтамыз. Оларды сондай-ақ, сыртқы немесе мәліметтерді енгізу-шығару құрылғылары деп атайды. Сыртқы құрылғылар. Бұл кез-келген есептеу кешенінің маңызды құрауыш бөлігі. Сыртқы құрылғы кейде ДК-нің жалпы бағасының 50-80 %-ін құрайтынын айтудың өзі-ақ жеткілікті. Басқару жүйелерінде және жалпы халық шаруашылығында ДК-ні қолдану мүмкіндігі мен тиімділігі көбіне сыртқы құрылғының құрамы мен сипаттамасына байланысты. ДК-нің сыртқы құрылғылары машинаның қоршаған ортамен, пайдаланушылармен, басқару объектілерімен және басқа ЭЕМ-дермен қарым-қатынасын қамтамасыз етеді. Сыртқы құрылғылар әр алуан, олар бірқатар белгілері бойынша жіктелуі мүмкін. Мысалы, міндеті бойынша сыртқы құрылғылардың келесі түрлерін ерекшелеуге болады: сыртқы жадтайтын (есте сақтаушы) құрылғылар немесе ДК-нің сыртқы жады; Пайдаланушының диалогтік құралдары; Ақпарат енгізу құрылғылары; Байланыс және телекоммуникация құралдары; Пайдаланушының диалогтік құралдарының құрамына бейнемониторлар (дисплей) – ДК-ге енгізілетін және одан шығарылатын ақпаратты бейнелеу құрылғысы, сирегірек пульттік басу машинкалары (пернетақтасы бар принтерлер) және сөздік ақпарат енгізу-шығару құрылғылары кіреді. Сөздік енгізу-шығару құрылғылары жылдам дамушы мультимедиа құралдарына жатады. Сөздік енгізу құрылғылары, бұл – мысалы, адам айтатын әріптер мен сөздерді тануға және оларды кодтауға мүмкіндік беретін күрделі программалық жасауы бар түрлі микрофондық акустикалық жүйелер, ―дыбыстық тышқантар. Сөздік шығару құрылғылары – бұл компьютерде қосылған дауыс зорайтқыштар (динамиктер) немесе дыбыстық колонкалар арқылы ойнатылатын, цифрлық кодтары әріптер мен сөздерге айналдыруды орындайтын түрлі дыбыс синтезаторлары. Ақпарат енгізу құрылғыларына төмендегілер жатады: пернетақта – сандық, мәтіндік және басқарушы ақпараттарды ДК-ге қолмен енгізуге арналған құрылғы; графикалық планшеттер (диджитайзерлер) – графикалық ақпаратты, кескіндерді арнайы нұсқағышты (қаламұшты) планшет бетімен жылжытып қолмен енгізуге арналған құрылғы; қаламұш жылжығанда, оның орналасқан жерінің координаттарын оқу және бұл координаттарды ДК-ге енгізу автоматты түрде орындалады; Сканер – қағаздағы кескінді (жазуды, суретті) түсіріп, дисплей экранына шығаруға арналған құрылғы. Оның көмегімен суретті, графикті, мәтіндерді сканерлеуге (түсіріп алуға) болады. Кескін сканерленгеннен кейін, графикалық бағдарламада олады өңдеуге (үлкейтуге, кішірейтуге, қайта бояуға т.б)болады. Сканер кескінді 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. Олардың планшетті, барабанды және қол түрлері болады. манипуляторлар (нұсқау құрылғылары): джойстик (терте), тышқан, трекбол (жиек құрсаудағы шар), сәулелік (жарықтанған) қаламұш және т.б. – графикалық ақпаратты дисплей экранына меңзердің экран бетімен қозғалуын басқару, кейіннен оның координаталарын кодтау және оларды ДК-ге енгізуге арналған құрылғы; Тышқан - тышқан деп бекер аталмаған.Себебі ол – тышқанның құйрығына ұқсайтын компьютерге жалғанған иілгіш сымы бар қорап. Ол алақанға ыңғайлы және кілесше бетінде еркін жылжитын арнайы құрылғы. Тышқантың екі түрі болады: Үш батырмалы, екі батырмалы. Қазіргі кезде екі батырмалы тышқан жиі пайдалынылады, себебі ортадағы батырма жұмыс кезінде көп пайдаланылмайды. Ақпаратты шығару құрылғыларына төмендегілер жатады: Принтерлер – ақпаратты қағаз тасушыларға шығаруға арналған басу құрылғысы. Ол дисплейге не шығарылса соның бәрін қағазға басып шығаруға мүмкіндік береді. Принтерге мәтіндік, кестелік, графикалық ақпараттарды шығаруға болады. Принтерге ақпараттың кескінін қалауымыз бойынша-ақ қара немесе түрлі түсте шығаруға болады. Принтердің үш түрі болады: матрицалық, сия бүріккіш және лазерлік. Жоғарыда аталған құрылғылардың көбі шартты түрде ерекшеленген топ – мультимедиа құралдарына жатады. Мультимедиа құралдары, бұл – адамға әртүрлі, өзі үшін табиғи орталарды: дыбысты, бейнені, графиканы, мәтінді, анимацияны және т.б. қолдана отырып, компьютермен қарым-қатынас жасауға мүмкіндік беретін программалық және аппараттық құралдар кешені. Мультимедиа құралдарына ақпаратты сөздіку енгізу және шығару құрылғылары, сканерлер, жоғары сапалы бейнелік және дыбыстық тақшалар, кескінді бейнемагнитофонннан немесе бейнекамерадан түсіріп, оны ДК-ге енгізетін бейнеқармау тақшасы жатады. Қосымша құрылғылар. Жүйелік шинаға және ДК-нің микропроцессорына микропроцессордың функционалдық мүмкіндіктерін кеңейтетін және жақсартатын, интегралдық микросхемалары бар қосымша тақшалар: математикалық сопроцессор, жадқа тікелей қатынау контроллері, енгізу-шығару сопрецессоры және т.б. қосылуы мүмкін. Математикалық сопроцессор жылжымалы үтірлі екілік сандармен, екілік кодталған ондық сандармен операцияларды жылдамдата орындау үшін, тригонометриялық функцияларды есептеу үшін қолданылады. Математикалық сопроцессордың өзінің командалар жүйесі бар және ол негізгі процессормен қатар оның басқаруымен жұмыс істейді. Операциялар ондаған есе жылдамдатылады. Жадқа тікелей қатынау контроллері микропроцессорды магниттік дискілердегі жинақтауыштарды тікелей басқарудан босатады, бұл ДК-дің тиімді шапшаңдығын айтарлықтай арттырады. Бұл контроллер болмаса, сыртқы және жедел жад арасында дерек алмасу МП-нің регистрі арқылы жүреді, ал ол бар болған жағдайда, деректер МП-ның қатысуынсыз тікелей беріледі. Енгізу-шығару сопроцессоры микропроцессормен қатар жұмыс істегендіктен, бірнеше сыртқы құрылғыларға (дисплей, принтер, НДД, ИМДЖ және басқалары) қызмет ету кезінде енгізу-шығару процедураларын орындауды едәуір жылдадатады. Енгізу/шығару шинасы AGP шинасы Дербес компьютердің (PC) шинасы өздеріне қойылатын талаптардың өсуіне байланысты тұрақты өзгеріске ұшырап отырады. Сөйтіп жылдамдатылған графикалық порт (AGP) бұл деген PCI шинасының кеңейтушісі, оның қызметі 3D графикасының мәліметтерінің үлкен көлемді массивтерін өңдеу болып табылады. Intel AGP-ді PCI-ға 3D графикасын енгізу алдында екі проблеманы шешу үшін шығарады. Біріншіден, 3D графика z-буфері (z- buffer) мен текстурлы карталардың (texture maps) ақпараттарның барынша үлкен жадысы керек. 3D қосымшасы үшін текстурлы карталардың неғұрлым көбі ашық болса, соғұрлым соңы нәтиже тамаша көрінеді. Қалыпты жағдайда, бейне тереңдігінің назарына қатысты ақпаратты құрайтын z- буфер тектура секілді сол бір жадыны құрайды. Бұл конфликт 3D шығарушылары үшін тиімді шешім таңдау үшін көптеген нұсқаларды ұсынады, олар текстурлар мен z-буферіне арналған жадының үлкен мәнділігіне ұштастырады және нәтижелер шығарылатын бейненің сапасына тікелей әсер етеді. 
Сурет 1. PCI мен AGP схемасы. PC жасаушылыр жүйелік жадыны текстуралар мен z-буфер жөніндегі ақпараттар сақтау үшін қолдануға мүмкіндіктері болды, бірақ осындай түрде шектеу, бұндай ақпараттты PCI штнасы арқылы жіберу болды. Графикалық ішкі жүйе мен жүйелік жадының өнімділігі PCI шинасының физикалық сипаттамаларымен шектеледі (Сурет 1а). Сонымен қатар, PCI-дің өткізу жолдарының ені немесе оның сыйымдылығы шынайы уақыт режимінде графиканы өңдеуге жеткіліксіз. Intel осы проблеманы шешу үшін AGP жасап шығарады. Егер қысқаша AGP деген не десек, онда бұл – графикалық ішкі жүйе мен жүйелік жадының арасын тікелей байланыстыру (Сурет 1б). Бұл шешім, PCI шинасы рақылы тасымалдау кезеіндегіге қарағанда мәліметтерді тасымалдаудың барынша өте жақсы көрсеткіштерін қамтамассыз етуге мүмкіндік береді және шынайы уақыт режимінде 3D графиканың шығару талаптарын қанағаттандыру үшін шығарылған. AGP беттік буфер (frame buffer) жадысын барынша нәтижелі қолдануға мүмкіндік береді, сонымен бірге 2D графика өнімділігін және 3D графиканың мәліметтер ағындарының жүйе арықыл өту жылдамдығын арттырады. AGP-ді графикалық ішкі жүйе мен жүйелік жадының арасын тікелей байланыстың түрі ретінде анықтау point-to-point байланысы деп аталады. Шын мәнінде, AGP графикалық ішкі жүйені жүйелік жадының басқару бөлігімен, бұл жадыға кіруді компьютердің орталық процессорымен (CPU) бөлісу арқылы, байланыстырады. Дәріс №8.Өзін-өзі тексеру сұрақтары Үзіліс жүйесі дегеніміз не? Үзіліс жүйесінің қолданылуы қалай жүзеге асырылады? Жұмыс жасау принципі және ұйымдастырылуы қандай? Дәріс 9. Енгізу/шығарудың базалық жүйесі Енгізу-шығару жүйелері BIOS (Basic Input/Output System) – ТЕҚ –на (ПЗУ) енгізілген енгізу / шығарудың негізгі жүйесі (осыдан ROM BIOS аты). Ол - компьютер аппаратурасын тексеретін, қызмет көрсететін бағдарламалар жиыны және DOS пен аппаратураның арасындағы делдалдық рөлді атқарады. BIOS, қосылғанда және жүйелік платада сброс кезінде басқаруды алады да платаның өзін және компьютердің негізгі бөліктері – бейне адаптер, пернелік тақта, дискілер контроллерлері мен енгізу/шығару порттарын тестіден өткізеді, Chipset платаларын күйге келтіріп (настройка), сыртқы операциялық жүйені жүктейді. DOS, Windows қарамағында жұмыс жасаған кезде BIOS негізгі құрылғыларды басқарады, ал OS/2, UNIX, WinNT қарамағында жасағанда BIOS тек ғана бастапқы тексерулер мен күйге келтірулерді орындап, көбіне қолданылмайды. Көбіне жүйелік платада, платаның өзіне және FDD, HDD, порттар мен пернелік тақтаға жауап беретін жүйелік (Main, System)BIOS‘сы бар ТЕҚ (ПЗУ) қондырылған; жүйелік BIOS әрқашанда жүйені күйге келтіретін – System Setup бағдарламасы кіреді. Бейне адаптерлер мен ST-506 (MFM) мен SCSI интерфейсті HDD контроллерлердің бөлек ТЕҚ‗да болатын өздерінің BIOS‘ сы болады; олар сонымен қатар басқа платаларда да – дискалар мен порттардың интеллектуальды контроллерінде, тораптық карталарда және т.б. – болуы мүмкін. 
Дәріс 10. Интерфейстер. Интерфейстер классификациясы. Микропроцессорлар архитектурсының эволюциясы және микроЭЕМ. Мақсаты: Интерфейс қолданылуы және мүмкіндіктері,компьютердің негізгі интерфейсі Жоспар: Интерфейстер; Интерфейстер классификациясы; Микропроцессорлар архитектурсының. Енді тақырыпқа байланысты микропроцессор архитектурасына тоқталайық. Негізгі микропроцессор – бұл ЭЕМ-нің барлық операцияларын жасайтын, дербес ЭЕМ-нің жүйелері мен элементтерін басқаратын, компьютердің басты элементі болып табылатын микросхема. ЭЕМ-ның типі оның процессорының типі арқылы анықталады.Егер «ЭЕМ 486» десек, онда 486 процессорлы ЭЕМ дейміз. Микропроцессор бір секунд ішінде жүздеген әртүрлі операциялардың миллиондаған операцияларын істейді. IBM PC типті компьютерлер Intel фирмасының микропроцессорларын қолданады, және де қосымша басқа AMD, Cyrix фирмалардың микропроцессорларын қолданады. IBM PC компьютерлары қолданатын Intel фирмасының микропроцессорлары мынадай: Intel – 8088,80286, 80386 (SX және DX модификациялы), 80486 (SX, SX2, DX, DX2 және DX4 модификациялы), Pentium және Pentium Pro, бұлардың өнімділігінің шығарылуының және бағасының өсуіне байланысты көрсетілген. Б жүктеу/скачать 7,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|