Ќазаќстан Республикасыныњ бiлiм жєне ѓылым министрлiгi



жүктеу 0.76 Mb.
бет1/5
Дата12.09.2017
өлшемі0.76 Mb.
  1   2   3   4   5

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БIЛIМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛIГI


СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРIМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТIК УНИВЕРСИТЕТI

СМЖ 3-дәрежелі құжаты

Силлабус

Силлабус

042-18-11.1.12/03-2016


Компьютерлік жүйелерді ұйымдастыру және архитектурасы пәннің оқу-әдістемелік кешені

1 басылым


___________



«Компьютерлік жүйелерді ұйымдастыру және архитектурасы»
пәнінен оқу-әдістемелік кешен

5В050702 – Автоматтандыру және басқару

мамандағы бойынша


ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

Семей


2016

Дәріс №1. Тақырыбы: Кіріспе. Есептеуіш техникасының даму тарихы
Қазіргі кезеңде дербес компьютердің ғылымда, техникада, экономикада тіпті өндірістің кез-келген саласында кеңінен қолданыла бастауымен оның маңызы туралы айтып, ешкімді таңқалдыра алмайсың. Бұл салада тек білікті мамандар дайындау мәселесі күн тәртібіндегі негізгі мәселелердің бірі болып отыр. Электронды есептеуіш машиналар (ЭЕМ) және жүйелер адамның ойлап тапқан ең қиын аппараттық және программалық қамсыздандыруы. Сондықтанда қазіргі заманның және келешек ЭЕМ мен оның элементтік базаларын, яғни ЭЕМ-нің орталық құрылғыларының негізі болып табылатын микропроцессорлар мен микроконтроллерлерді және олардың интерфейстері мен орталық құрылғылармен байланыс каналдарын толықтай оқытатын студенттерге оқу құралы қажет.

Көпшілік мақұлдаған топтастыруды қолданып, есептеуіш техниканың дамуын келесі кезеңдерге бөлуге болады:

1. Қол – б.э. дейінгі елуінші мыңжылдықдан бастап;

2. Механикалық – XVII ғасырдың ортасынан бастап;

3. Электромеханикалық – XIX ғасырдың 90-шы жылдарынан бастап;

4. Электрондық – XX ғасырдың 40-шы жылдарынан бастап.



Адамбаласыесептеуүшінсаусақтарынқолдануданбастапкөптегенесептеуәдістеріменқатаркөмекшіқұралдардықолданудыталапеткен. Сондықтан да көптеген есептегіш құралдар ойлап табылды. Шотландия математигі Джон Непер көп таңбалы сандарды бір таңбалы сандарға көбейту амалын орындайтын есептеу құралын ойлап тапқан. Осы құрал " Непер таяқшасы " деп аталады. Сонымен қатар есептеу машинасын жасау идеясы кезінде атақты неміс ғалымы Г. В. Лейбницті қатты толғандырады. Ол 1670 жылы арифметикалық құралдың алғашқы эскизін жасады. Лейбництің арифметикалық машинасы арифметикалық төрт амалды орындайтны дүние жүзіндегі бірінші болып саналады. 1874 жылы орыс инженері В. Т. Однер арифмометр ойлап тапқан. Академик П. Л. Чебышев 1878 жылы сандарды автоматты түрде қосуға арналған " қосушы " машина ойлап құрастырды. Чарлз Бэббидж 13 ашқанымда 1823 ж санақ машинасын ойлап тапқаны үшін Астрономиялық қоғам оған Алтын медаль берді. Ада Августа Лавлейс математикаға деген талпыныс өте ерте оянды. Чарлз Бэббидж оның жұмыс істеу қабілеттерін жоғары бағалады. Ада Августа Лавлейсті тұңғыш программист деп атауға болады, өйткені оның кейбір терминдерін қазіргі программистер әлі күнге дейін қолданады.

Адамның қызметінсіз есептеу жұмысын автоматты түрде орындайтын тетікті алғашқылардың бірі болып ағылшын математигі және экономисі Чарлз Бэббидж ұсынған болатын. 1830-1833 ж Бэббидждің санақ машинасын шығаруда көп еңбек етіп 1834 ж тышқаным айында жұмысын аяқтады. 1849-1852 ж аналитикалық есеп машинасын құрастырады. Аналитикалық машинаның келесідей құрама бөліктері болған: 1. сандарды сақтау үшін "қойма" (қазіргі терминалогиямен "жинақтаушы", немесе "есте сақталатын жабдық'') 2. "дирмен"(мельница) - сандарға арифметикалық әрекет өндірісі үшін (арифметикалық жабдық) 3. машиналар операцияларының бірінің артынан бірі нақты басқаратын контор. 4. берілген мәліметтерді енгізуге және шығару құралдары. Генерал- майор Генри Провост Бэббидж (1824-1918 ж) отставкаға шықаннан кейін әкесінің жұмысын аяқтады. 1888 ж 12 қазанда Генри Бэббидж Британ ассоциация мүшелерінің жиналысында аналитикалық машинаның дамығанын баяндады. 1906 ж Генри Бэббидж аналитикалық машинаның кейбір бөлшектерін өзгертіп қайта құрастырды және Р. В. Мунро фирмасының көмегімен дайындап шығарды. 1890 жылы американ инженері Герман Холлерит Бэббидж идеясын қосу амалын орындайтын арнайы есептеу машинасын жасауға пайдаланады. Осы машина "табулятор" деп аталады. Табулятордың есептегіштері механикалық бойынша жұмыс істегенімен, электронды импульс арқылы басқарылып отырған. әр жыл өткен сайын, соның ішінде 1902 жылы автоматты табулятор, ал 1913 жылы өзі басатын және жинақтағыш табулятор сонымен қатар 1936 жылы перфокарталық машина, ал ең соңында 1946жылы алғашқы электронды есептеуіш - аналитикалық машина жасалды. Есептеу техникасын жетілдіру саласы осындай жаңа бағыт алып одан әрі дами түсті. АҚШ-та 1944 жылы американ физигі Г. Г. Айкеннің басшылығымен реле жүйесі негізінде машинасы алғашқы электронды - есептеу пайда болды. Ол машина " Марк - 1 " деп аталады. Ең алғаш рет электронды есептеуіш машина 1946 жылы АҚШ- та жасалынды. Осы машина " ЭНИАК " деген атпен әлемге таралды. ЭНИАК – сөзі электрлі - механикалық реледен тұрады. Бірінші Советтік ЭЕМ 1950 жылдары МЭСМ (кіші электрондық есептеуш машина) Киев каласының ғалымы Лебедев Сергей Алексеевичтың қолбасшылығымен құралған. Лебедевтің басшылығымен Москвада 1962 жылы ССРО Ғылым академиясының механика және есептеу техникасы институында "МЭСМ" - жетірілдірген түрі - БЭСМ (үлкен электронды есептегіш машина) жасалып шығарылды. 1963 жылы Москвада Ю. Б. Базилевскийдің басшылық етуімен "Стрела" деп аталатын электронды - есептеу машинасы өмірге келді. Осыдан кейін де бірнеше әмбебап машиналары шығарылды. Олардың қатарына мынадай 7 машиналар жатады: БЭСМ - 1 ; М - 2; Раздан; Минск - 2 және т. б. жатады. Бұл машиналардың элеметтік базасы - электрондық шамдардан, жартылай өткізгішті диодтардан және магнитті өзекшелерден тұрады. Бұл айтылғандардың барлығы электрондық есептеуіш машиналардың бірінші белесіне жатады. ССРО - да 60- жылдардың басында элементтік базасы транзистордан тұратын екінші буынды электрондық есептеуіш машиналар шықты. Бұл машиналардың қатарына БЭСМ - 4;М - 220; Урал - 14; Минск - 32 т. б. жатады. С. А. Лебедев пен В. А. Мельниковтың басқаруымен БЭСМ - 6 электрондық есептуіш машинасын ерекше атауға болады. Бұл машина секундына 1миллионға дейін командалар орындайды. Осы машинаның сыртқы жады магнитті барабандарда, ленталар мен дискілерде орналастырылған, сонымен қатар онда миллиондаған байт информация сыяды. Ал екінші буындағы қуатты әмбебап электронды - есептеуіш машиналардың қатарына: Найри - 1; Мир - 1, 2 жатады. ССРО - да 70 - жылдары интегралдық микросхемаларды шығарудың іске асыруы электронды есептеуіш машиналары өндірісінің үшінші белесіне өтуге мүмкіндік туғызды. Үшінші белестегі машиналардың элементтік базасы интегралдық схемалардан тұрады. Интегралдық схеманың барлық электрондық элементтері: диодтар, транзисторлар, резисторлар ғана материалдан (жартылай өткізгішті кристалдан, металдан немесе диэлектриктен) жасалады. Жеке - жеке бөлшектерге қарағанда бүтін бір схеманы жасау, жеңілдеу және интегралдық схеманы автоматты түрде монтаждауға болады. Бірақ та осы жасалған пластинкалардың ұсақтығы жұмыс істеуге көптеген қиыншылықтар туғызады. Олардың электронды "миы" тек қана сандармен емес, сонымен қатар сөздермен және үлкен - үлкен текстермен де жұмыс атқара алады. Оның амал орындау жылдамдығы мен жұмыс атқару қабілеті жоғары тетіктері де сатылап емес, бәрі бір мезгілде жұмыс атқара алады және бұларға жаңа тетіктер қосылды. Үшінші буындағы есептеу машиналарының негізгі тетіктерінің бірі - автоматты түрде оқу тетігі. Осының көмегі арқылы текстерді лезде қабылдап оқуға болады. 80 - жылдарда микроэлектрониканың дамуына байланысты элементтік базасы үлкен интегралдық схемалардан тұратын төртінші буындағы машиналардың серияларын шығаруға көптеген мүмкіндік туғызды. үшінші буындағы қолданылған интегралдық схема мен үлкен интегралдық схеманың арасында бір талай айырмашылық бар : а) бұрынғы схемаларға қарағанда үлкен интегралдық схеманың жұмыс атқару мүмкіншілігі артық, көлемі шағын, салмағы жеңіл; б) пайдаланылатын электр қуаты да бірнеше есе аз; в) блоктардың бағасы алғашқы буындардағы машиналар блоктарына қарағанда бірнеше есе арзан;

Машинаның сыртқы ауқымының кішіреюі , ЭВМ құрылғыларының құнының арзандауы - әрекет тездігі, жадының көлемі және басқа жақтарынан да 60 - жылдардағы күрделі ЭВМ - дерге тең келетін көлемі телевизордай 8 дербес компьютерлердің пайда болуына әкеп соқты. Жеке компьютерлермен қатар ұзақ уақыт есептеуді қажет ететін есептерді шығаруға арналған жоғары өнімді ЭВМ - дер шығарылды. Бұлардың қатарына - көп процессорлы есептегіш комплексі "Эльбурс" және МВК ПС - 2000. Төртінші буын-Программаланатын микрокалькулятор (ПМК). Қазіргі кезде халық шаруашылығында үлкен, күрделі ЭЕМ- мен қатар, кәсіптік дербес ЭЕМ- дер және қалталық программаланатын электронды микрокалькуляторлар да (ПМК) көп таралып қолдануда. Жылдан-жылға ПМК-лар дамып олардың жаңа түрлері жасалынып шығуда. ПМК - ы уақытша ғана қажет есептеу құрылымы - деп қарауға болмайды. Олардың күнделікті жай есептеудегі қызметі өте зор және келешегі мол. Қазіргі кездегі программаланатын микрокалькуляторды кәдімгі компьютер - деп қарастыру керек. Олар тек шағын ғана күнделікті жады құрылысын қажет ететін және оперативтік есептеуді талап ететін жұмыстарды атқаруда өте тиімді. Қазіргі кезде ТМД-да программаланатын әр түрлі электронды микрокалькуляторлар (ПМК) шығарылады. Бесінші буындағы компьютерлердің элементтік базасы өте үлкен ИС - тен тұрады (ӨҮИС). Олардың негізгі қызметі дыбыс арқылы қабылдайды және дыбыстап жауап береді. Ал енді есептеу техникасының келешегі туралы айтсақ: - Болашақта ЭЕМ - нің 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 - дердің 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 мағынасын 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.


Бақылау сұрақтары:

  1. Интегралдық схеманың барлық электрондық элементтері?

  2. Бесінші буындағыкомпьютерлердің элементтік базасы туралы түсінік?

  3. Алғашқы электронды – есептеу қай кезде пайда болды?

  4. Есептеуіш техниканың дамуын қандай кезеңдерге бөлуге болады?


Дәріс №2. Тақырыбы:Компьютер архитектурасы



Процессор. Процессор - компьютердің басты бөлігі. Процессор - компьютердің «миы». Ол компьютерді басқарады және прораммадағы барлық командаларды (амалдарды) орындайды. Бұл құрылғы командаларды таниды, оларды орындайды, нәтижелерді шығарып береді немесе оны қайтадан жадқа жазады, тіпті екеуінде қатар орындайды. Компьютердің кез-келген жұмысы процессордың қатканасынсыз орындалмайды.

       Компьютердің атқаратын жұмысының бәрін, шын мағынасында, оның бас микросхемасы – микропроцессор атқарады. Қазіргі кезде көп тарала бастаған, жетілдірілген процессор - «пентиум» (Pentium), ал ол орналастырылған компьютерді «Пентиум» деп атайды. Компьютерлердің негізгі мінездемесінің бірі – оның амал орындау жылдамдығы, ал жылдамдық мегагерцпен өлшенетін жиілік. Жиілік қанша жоғары болса, компьютер сонша жақсы болады. Процессор жадпен бірігіп жұмыс атқарады. Жад микросхесанан процессор өзіне қажетті и нформациялар алады да, өз жұмысының нәтижесін қайтадан жатқа жібереді.

       Компьютерлердіңнегізгімінездемесініңбірі – оныңамалорындаужылдамдығы, алжылдамдықмегагерцпенөлшенетінжиілік. Жиілікқаншажоғарыболса, компьютерсоншажақсыболады. Процессоржадпенбірігіпжұмысатқарады. Жадмикросхемасынанпроцессорөзінеқажеттіинформациялараладыда, өзжұмысыныңнәтижесінқайтаданжатқажібереді.

Жедел жады. Информация компьютердің ішкі және сыртқы жадында сақталады. Компьютердің ішкі жады негізгі болып табылады, себебі, процессор осы жадпен тікелей жұмыс атқарады. Оны көп жағдайларда оперативті жад деп те атайды, өйткені ол қашанда жұмысын үзбей, компьютерді информациялармен қамтамасыз етіп отырады. Компьютерді сөндіргенді, оперативті жадтағы информациялар өшеді.

       Сыртқыжадинформациялардыкөпмерзімгесақтапқоюғаарналған, сыртқыжадқаиілгішжәнеқатқылдискеттер, магниттіктаспалар, оптикалықдискжәнемагнитті-оптикалықдискеттержатады. Деректер және программалар ішкі жадтың ұяшықтарына байт немесе байттар тобы түрінде орналасады. Олармен ұяшықтардың адрестері арқылы қатынасады.

Компьтердіңішкіжадыжеделжаднемесежеделсақтауқұрылғысы (ЖСҚ) депаталады. Ол өзіне информацияларды жедел жазуға және оқуға мүмкіндік береді. Ондағы информациялар уақытынша сақталады, яғни комптер өшірілмегенше. Егер компьтер өшірілсе, онда жедел жаттағы барлық информациялар жойлады (өшеді). Жедел жатта ағымда орындалатын барлық программалар сақталады.

       Компьтердеекіішкіжадболады: ТСҚтұрақтысақтауқұрылғы – бұлкомпьютердіңішкікомпьютерқұрастырушыфирмақондырғансхематүріндежасалғанжад. Компьютерді алғаш қосқанда, информация ТСҚ-дан алынады да, одан соң компьютерге орналастырылған операциондық жүйе іске қосылады. Компьютерді сөндіргенде, ТСҚ-дағы информациялар өшпейді. ЖСҚ (ОЗУ- оперативное запоминающее устойство) –жедел сақтау құрылғы – бұл информацияларды уақытша сақтап тұруға арналған жад. ЖСҚ – ның көлемі онша үлкен болмайды, сондықтан ЖСҚ-дан информацияларды сы ртқы жадқа (дискіге) көшіріп қою керек. Жедел жадтың негізгі мінездемесі – оның сыйымдылығы (көлемі) және жылдамдығы. Процессор мен ЖСҚ ЭЕМ-нің негізгі құрылғысы болып табылады. Компьютер жұмыс істеу үшін солар жеткілікті.

       Компьютерді сыртқы ортамен жалғастырып отыратын оның қосымша құрылғылыры болады. Олар: деректерді енгізу және нәтиже шығару құрылғылары.

       Енгізу-шығаруқұрылғылары – бұлқұрылғыларкомпьютердіңнегізгіқұрылғыларыболыптабылады, енгізуқұрылғысарқылыөңделетінинформациялар, программалармашинаныңжеделжадынаенгізіледі, аклшығаруқұрылғысыарқылынәтижелерді, аралықмәндердіадамтүсінетінтүрде шығарады.

       Енгізуқұрылғыларынапернетақта, Тышқан, джойстик, өлшеуқұралдары, түрлітүстіқалам, сканер (мәтінненбірденқабылдайтынқұрылғы) жатады.

       Шығаруқұрылғысынапринтер (баспамашинасы), дисплей (экран) жәнеграфиктұрғызушыжатады.

       Магниттік дискілер. Магниттік дискілердің екі типі болады. Бірінші типке иілгіш алмалы-салмалы дискілер жатады. Бұл дискілерде программалар, құжаттар, деректер сақталады да, қажет кезінде олар компьютерде пайдаланылады. Қазіргі компьютерлерде көбінесе диаметрі 3,5 дюйм, сыйымдылығы 1,44 Мбайт  дискеттер пайдаланылады. Екінші типке қатқыл дискі жатады. Қатқыл дискіні бір компьютерден екінші компьютерге қоюға болмайды, ол компьютер ішіне орналасады, оның сыйымдылығы үлкен болады. Бір қатқыл дискіге бірнеше жүздеген дискеттердегі информацияларды сыйғызуға болады. Оны көп жағдайларда винчестр деп атайды. Ол атау көп зарядты американ винтовкасына-винчестрге ұқсастықтан алынған, өйткені ол винтовканың стволының диаметрі қатқыл дискінің шпинделінің диаметріне сәйкес келеді.

       Дискілі информация тасушылары мен жұмыс атқару үшін олардағы информацияларды компьютерге жазуға арналған арнайы құрылғы пайдаланылады. Ол құрылғыны дискі жетек (дисковод) деп атайды. Оның көмегімен оқу/жазу командаларының қажеттісін таңдай отырып, дискіден оқуға және оған жазуға болады. Бұл дискіден екінші дискіге көшіруге болады. Әдетте, компьютерде бір қатқыл дискі және 3,5 дюйм дискіге арналған дискі жетек болады. Қатқыл дискіде информацияларды ұзақ сақтауға болады. Бұл дискі жүйелік блоктың ішіне орналасқан дискі жетекпен байланысып тұрады. Иілгіш дискіге қарағанда қатқыл дискінің сыйымдылығы әлдеқайда көп және оқу/жазу жылдамдағы да жоғары. Қатқыл дискі металдан істелген, екі жақ беті магниттелген 1-5 дөңгелек табақтан (пластинкадан) тұрады. Әр табақта магниттелген екі жұмысшы бетті болады. Кей жағдайларда оның бір-ақ беті пайдаланылады да, екінші беті пайдаланылмайды. Бұл жағдай тақ деп аталады да, орындалатын жұмыс беті екі есе аз болады, (табақ санына байланысты, олар 1, 3, 5, 7, 9 болады). Табақтар бір оське бекітілген, ось компьютер жұмыс атқарғанда айналып тұрады. Табақтар қисаймау үшін және оны шаң-тозаңнан сақтау үшін оларды металл қораптың ішіне орналастырады, ал қорап компьютердің жүйелік блогына бекітіледі.

Информациялар магниттік бетке концентрлік шеңбер тәріздес жолдарға жазылады. Екі беттегі концентрлік жолдардың сәйкес радиустары бірдей болады да, деректер аймағын құрады, оны цилиндр деп атайды. Жол 0 ден бастап нөмірленеді: әр жолда информация порция түрінде сақталады. Әр жолдағы порция сандары бірдей болады. Әр жолдағы порция саны да нөмірленеді. Әр түрлі жолдағы бірдей нөмірлі деректер жиыны сектор деп аталады. Винчестрдің сапасын бағалаудың бірнеше жолдары бар, олардың ішіндегі ең маңыздысы мінездеме – винчестрдің сыйымдылығы мен жылдамдығы. Осы екі мінездемеге байланысты оның құңдылығы бағаланады.  

Компакт диск. Компакт-дискіні лазерлік дискі деп те атайды. Оның көлемі өте үлкен болады, олардан тек оқуға болады. Оларға басқа жаңа информациялар жазуға немесе информацияларды қайта жазуға болмайды. Лазерлік дискінің де екі беті болады. Оның бір бетіне жазулар мен суреттер салынған, ол бет жұмыс атқармайды. Екінші беті жылтырақ бет, ол жұмыс беті болып есептелінеді. Егер оның беті сызылып қалса, дискі бұзылады Лазерлік дискідегі информацияларды оқу үшін тек лазер сәулесі пайдаланылады. Басқа дискілерге қарағанда лазерлік технологияны пайдаланылатын дискінің көлемі әлдеқайда үлкен болады (бірнеше Гбайтқа 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. Лазерлік дискіден жаңа программаны қою үшін, оны алдымен қатқыл дискіге көшіреді. Мұндай алмастыру амалын программаны орналастыру деп атайды. Лазерлік дискіден оқу үшін CD-ROM пайдаланылады.
Бақылау сұрақтары:


  1. Материнская плата ерекшеліктері?

  2. Енгізу-шығару құрылғыларына не жатады?

  3. Процессордың ішкі құрылғысын атап көрсетіңіз?


Дәріс №3-4. Тақырыбы:Компьютер түрлері
Компьютерлік желілер классификациясы

Компьютер жүйелері бір-бірінен параметрлері мен арналуы бойынша ғана емес, ішкі архитектуралық ұстанымдары бойынша да өзгешеленеді. Кең таралған компьютер жүйелерінің архитектуралары келесідей.



CISC (Complicated Instruction Set Computers–командалар жүйесі қиындатылған компьютерлер) – маңызы компьютердің командалар жүйесіне семантикасы бойынша қиын, бағдарламалау және тілдерді жүзеге асыруда – мысалы, рекурсивті процедураларды шақыру және дисплей-тіркеуіштерді автоматты жаңарту, жолдар мен массивтерді топтық жіберу операциялары және т.б. жиі қолданылатын типтік әрекеттерді іске асыратын операциялар қосылуы болып табылатын компьютер архитектурасының тарихи алғашқысы. CISC-компьютерлердің типтік өкілдері «Эльбрус» көппроцессорлы есептеу комплексі (КЕК), IBM 360/370 сериялы машиналары болды. IBM 360-та символдар массивын бір жады облысынан екіншісіне жіберуді орындайтын MVC (move characters) командасы іске асырылған болатын. Жіберуші, қабылдаушы адрестері, жол ұзындығы регистрлерде берілетін. «Эльбруста» жалпы түрде параметрлер стегы арқылы жіберу, процедураға рұқсатты аумақтық мәліметтерді нұсқайтын дисплей-регистрлерді жаңартумен процедураға кіру жүзеге асырылды.

RISC (Reduced Instruction Set Computers –командалар жүйесі жеңілдетілген компьютерлер) – 1980 жылдардың басында профессор Дэвид Паттерсон (Беркли университеті, АҚШ) мен оның студенті Дэвид Дитцел (кейінірек ірі ғалым, Transmeta компаниясының басқарушысы) ұсынған жеңілдетілген компьютер архитектурасы. RISC-компьютерлер жанұясының мысалдары: SPARC, MIPS, PA-RISC, PowerPC. Бұл архитектура ұстанымдары: командалар семантикасын қарапайымдандыру, қиын топтық операциялардың жоқтығы; командалар ұзындығының теңдігі (32 бит –архитектура 32-биттік процессорларға есептеліп жасалды);арифметикалық операциялардың тек регистрлерде орындалуы, жадыдан регистрге арнайы санау және регистрден жадыға жазу командаларын қолдану; арнайыланған регистрлердің жоқтығы; жалпыға арналған регистрлердің үлкен жиынын -512,1024,2048 және т.б. процессордің нақ моделіне тәуелді пайдалану ;процедураларды шақыру кезінде параметрлерді регистр арқылы жіберу.RISC-архитектура қазірге дейін жаңа компьютерлер жасап шығаруда қолданылады.

VLIW (Very Long Instruction Word – командалық сөзі ұзын компьютерлер)1980-1990 жж. Компьютерлер архитектурасы. Негізгі идеясы – жеке командалар кезегі деңгейінде компилятормен параллель есептеулерді статикалық жоспарлау.Бұл архитектурадағы әр команда ұзақ, бір машиналық такт ішінде процессордың бірнеше біртипті құрылғыларында орындалатын бірнеше командаастынан құралады.Мұндай компьютерде екі қосу, екі логикалық, көшуді орындау үшін екі құрылғы болуы мүмкін.Компилятор мақсаты – барлық құрылғыларды әр машиналық тактте жүктеуді оңтайлы жоспарлау және әр тактте құрылғының әрқайсысын оңтайлы жүктеуге мүмкіндік беретін командалар шығару.Мұндай архитектуралы компьютерлер: компьютер гениі Сеймур Крей және оның Cray Research фирмасы жасап шығарған Cray X/MP, Cray Y/MP және т.б.

EPIC (Explicit Parallelism Instruction Computers - параллельденуі айқын компьютерлер)архитектурасы бойынша VLIW ұқсас, бірақ маңызды жаңартулар : мысалы , спекулятивті есептеу – шартты конструкцияның екі бұтағын да параллель орындау шартын есептеумен қосылған. Бұл архитектура 1990ж пайда болып, қолданылады. Архитектура процессорларының мысалдары – Intel IA-64, AMD-64.

Multi-core computers (көпядролы компьютерлер)– осы уақытта кең танымал, әр процессордың бір кристаллда біріктірілген ортақ жадыда параллель жұмыс істей алатын бірнеше ядросы болатын, компьютерлер архитектурасы. Қазіргі уақытта Intel фирмасының көпядролы процессорлары (Core 2 Duo, Dual Core және т.б.) белгілі, сондай-ақ Sun/Oracle фирмасының қуатты көпядролы процессорлары : Ultra SPARC-T1/T2.

Hybrid processor computers (гибридті процессорлы компьютерлер) – компьютер архитектурасына жаңа, кеңінен таралып келе жатқан қарау тұрғысы, процессор гибридті құрылымды - (көп ядролы)орталық процессор (CPU) және графикалық процессордан (GPU-Graphical Processor Unit) тұрады. Мұндай архитектура графикалық және мультимедиялық ақпаратты параллель өңдеу қажеттілігінен жасалып шығарылды.Гибридті архитектура графикалықпен қоса орталық процессорлар үшін оңтайландыру жиынын ойлап тауып, жүзеге асыруы керек компиляторлар өндірушілерге жаңа «интеллектуалды мәселе» болып табылады. Мұндай архитектура мысалдары болып AMD фирмасының жаңа процессорлары, NVidia фирмасының Tesla сериялы графикалық процессорлары табылады.

Суперкомпьютерлер (super-computers) – неғұрлым заманауиларының өнімділігі бірнеше petaflops-қа (секундына 1015 операция; flops аббревиатурасы floating-point operations per second дегенді білдіреді) жететін қуатты көппроцессорлы компьютерлер.Суперкомпьютерлер үлкен есептеу қуатын, аса жоғары өнімділікті және жадының үлкен көлемін талап ететін есептеулер үшін қолданылады.Суперкомпьютерлер ерекшелігі болып олардың параллельді архитектурасы табылады – әдетте, олардың барлығы көппроцессорлы болады. Сәйкесінше, суперкомпьютерлер үшін ОЖ де мәселе шешуді парраллельдеуді және бір уақытта қайсібір бағдарламаның мәселесін қарастыратын параллель процестер синхронизациясын қолдауы керек.

Көпмақсатты компьютерлер немесе жалпы тағайындалу компьютерлері (mainframes)– дербес компьютерлер жаппай тарау эпохасына дейінгі, 1950-1970 жж таралған компьютерлердің дәстүрлі тарихи атауы. Алғашқы ОЖ осы mainframe-компьютерлер үшін жасалып шығарылды. Мұндай компьютерлердің қарапайым мысалдары: IBM 360/370, М-220, БЭСМ-6. Мұндай компьютерлерде барлық қажет мәселелер шешілетін - ұйымдағы қызметкерлер жалақысын есептеуден бастап ғарыштық зымырандар траекториясын есептеуге дейін.Мұндай компьютер өте үлкен және көлемі үлкен бөлмені алатын. Алғашқы mainframe-компьютерлердің параметрлері: жылдамәрекеттігі – секундына бірнеше мың операция, оперативті жады – бірнеше мың ұяшық.Портативті және дербес компьютерлердің пайда болуымен классикалық mainframe-дер өткенге кетті. Бірақ дербес, қалта компьютерлері және мобильді құрылғылар ОЖ-де қолданылатын барлық негізгі әдіс-алгоритмдер mainframe-компьютерлердің ОЖ үшін іске асырылғандығын есте ұстаған жөн.

Компьютер кластерлері (computer clusters) - физикалық жақын орналасқан және бір-бірімен жоғары жылдамдықты шиналармен және байланыс желілерімен байланысқан компьютерлер тобы.Компьютер кластерлерін жоғары өнімді параллель есептеулер үшін қолданады.Әлемдегі неғұрлым танымал компьютер кластерлері CERN (Швейцария) зерттеу орталығында орналасқан.

Үстел компьютерлері (desktops) – қазіргі уақытта кең таралған, жұмыста немесе үйде барлық адамдар - оқушылар мен студенттерден бастап үй шаруасындағы әйелдерге дейін қолданатын компьютерлер.Мұндай компьютер жұмыс үстелінде орнатылады және монитор, жүйелік блок, пернетақта мен тышқаннан тұрады. Замануи ОЖ-ді қолдануға неғұрлым оңтайлы қазіргі(2010ж)үстел компьютерлерінің параметрі: процессор жылдамәрекеттігі 1-3 ГГц, оперативті жады – 1-8Гбайт және одан жоғары, қатқыл диск көлемі (hard disk drive - HDD)-200Гб-1Тб және жоғары (Тб=1024Гб).Қажет болған жағдайда үстел компьютерінде екі немесе одан көп операционды жүйе қондыруға болады – компьютердің дисктік жадын бірнеше бөлімге бөліп, әрқайсына өз ОЖ орнатылады, компьютерді іске қосқанда қолданушыға старттық меню ұсынылады, одан ол өзіне жүктеуге қажетті ОЖ-ін таңдайды.



Портативті компьютерлер (laptops,notebooks– сөзбе-сөз «тізе компьютерлері», «компьютер-дәптер») – параметрлері бойынша үстел компьютерлерінен қалыспайды, бірақ өлшемі бойынша сөмкеге немесе рюкзакқа немесе ұшақта іссапарға бара жатып, уақытын бос өткізгісі келмейтін қолданушы алдына еркін сияды. Ноутбуктарда да үстел компьютерлерінде қолданылатын ОЖ пайдаланылады. Портативті компьютерлердің өзіндік сипаттамасы – сымсыз байланыс үшін мүмкін адаптерлер мен орнатылған порттар: Wi-Fi (официалды IEEE 802.11) – сымсыз желіде секундына 10-100мегабит өнімділікпен жұмыс істеуге мүмкіндік беретін радиобайланыс түрі; Bluetooth – қысқа қашықтықтарда компьютердің мобильді телефонмен, плейермен қатынасы үшін қолданылатын радиобайланыс түрі. Сыртқы құрылғылар (қосымша қатқыл дисктер, принтерлер, кейде тіпті DVD-ROM) ноутбукке USB-порттар арқылы қосылады. Ноутбуктердің тағы бір өзіндік сипаты – карт-ридер, яғни түрлі жады карталарын оқу порттары болуы.

Қалта портативті компьютерлері мен органайзерлер (ҚПК, handhelds, personal digital assistants - PDA)бұл алақанға немесе қалтаға сыйып кететін, бірақ жылдамәрекеттігі бойынша кейде ноутбукпен бәсекелестікте тұра алатын миникомпьютер.ҚПК-нің басты кемшілігі – ақпарат енгізу қолайсыздығы мен кішкентай экрандағы ақпаратты оқу ыңғайсыздығы. Қазіргі ҚПК порттары мен адаптерлері ноутбуктердікіндей. ОЖ де ұқсас, алайда оперативті жады бойынша шектеулері бар.

Мобильді құрылғылар (mobile intelligent devices – мобильді телефондар, коммуникаторлар) - дауыстық байланыс үшін, кейде Интернетке шығу немесе қандай да бір ақпаратты өңдеуге немесе жазуға күнделікті қолданылатын құрылғы. Мобильді құрылғылар үшін ОЖ жады бойынша шектеулерге байланысты ықшамдылығымен ерекшеленеді.ҚПК-не сияқты, мобильді құрылғыларға да ОЖ мінездемесінің маңыздысы – оның сенімділігі, дәлірек айтсақ жады толған соң мәліметтердің тұтастығы.Мобильді телефондарда JME (Java Micro Edition)платформасы қолданылады және кез-келген соңғы 10 жылда шығарылған мобильді телефон Java қолдайды.Мобильді телефондардың Java бағдарламалары мидлет деп аталады.

Киілетін компьютерлер (wearable computers)күнделікті қолданысқа экзотикалық құрылғы, бірақ арнайы қолданыс үшін (мысалы, ғарышкер скафандрына немесе кардиостимуляторға орнатылған) маңызды. Әрине, олардың жады мен жылдамәрекеттігі үстел компьютерлерікіне қарағанда әлдеқайда төмен, бірақ критикалық фактор болып олардың аса жоғары сенімділігі, ал олардың операциялық жүйесі және басқа бағдарлмалық қамсыздандыруға – минимал мүмкін жауап уақыты (response time)датчиктерден, қолданушыдан немесе желіден келген ақпараттарды өңдеу интервалы, оның асуы апаттық салдарды төндіруі мүмкін. Бұл көзқарас тұрғысынан, киілетін компьютерлер үшін ОЖ-ді нақты уақыт жүйелеріне жатқызуға болады.
Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Ќазаќстан республикасыныњ білім жєне ѓылым министірлігі
umkd -> Ќазаќстан Республикасы Білім жєне ѓылым министрлігі
umkd -> Бағдарламасы «Мектептегі атыс дайындығы»
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалыќ институты
umkd -> «Кәсіптік қазақ тілі» ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
umkd -> Ќазаќстан республикасыныѕ білім жјне єылым министірлігі
umkd -> Ќазаќстан республикасы
umkd -> «Инженерлік-технологиялыќ факультеттіњ»
umkd -> Ќазаќстан республикасыныњ білім жєне ѓылым министрлігі
umkd -> «Таңдап алған спорт түрінің техникалық, тактикалық және дене дайындығы» пәні бойынша


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет