Файл: Реферат таырыбы Дербес компьютерді классикалы архитектурасы. Орындаан Мусаева М. М тобы jb150820.docx
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 184
Скачиваний: 12
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МІНІСТРЛІГІ
АКАДЕМІК Ә.ҚУАТБЕКОВ АТЫНДАҒЫ ХАЛЫҚТАР ДОСТЫҒЫ УНИВЕРСИТЕТІ
«Математика» факултеті
«Информатика және математика» кафедрасы
6B01510- «Математика» мамандығы
РЕФЕРАТ
Тақырыбы:Дербес компьютердің классикалық архитектурасы.
Орындаған:Мусаева М.М
Тобы:JB1508-20
Қабылдаған:Бугибаев Э.
Шымкент, 2023ж.
Мазмұны:
І. Кіріспе...............................................................................................................................3
ІІ. Негізгі бөлім....................................................................................................................4 1.Фон Нейман принциптері................................................................................................4
2.Ашық архитектура принципі...........................................................................................5
3.ЭЕМ архитектурасы.........................................................................................................6
4.ЭЕМ даму буындары........................................................................................................7
5 Жады түрлері...................................................................................................................10
ІІІ. Қорытынды...................................................................................................................11
ҮІ. Пайдаланылған әдебиеттер.........................................................................................12
I.Кіріспе
Соңғы жылдары бұл тақырып ең танымал тақырыптардың біріне айналды IT-сала, бұл туралы көптеген мақалалар жазылды, одан да көп конференциялар өткізілді және нарықта қанша шешімдер бар (және біз оларды күнделікті өмірімізде, кейде тіпті саналы түрде қолданамыз) және санау мүлде мүмкін емес.
Дегенмен, әдеттегідей, біреуі бар «бірақ«, дәлірек айтқанда, пайдаланушылардың көпшілігі бұлтты технологиялардың қандай« ноу-хау »екенін бұл не үшін қажет екенін әлі білмейді, олар теориядан мүлде бас тартты.
Процессор логикалық және арифметикалық операцияларды орындайды, операциялардың орындалу тәртібін анықтайды, дерек көздері мен нәтижелері қабылдаушыларды көрсетіп береді.
Процессор жұмысы программалардың басқарумен жүзеге асады. Дербес компьютермен алғаш танысқанда процессордың төрт құрылғы (АЛҚ) басқару құрылғысы, жалпы тағайындалуының рнгистрлері және бүркеме жад (АЛҚ) деректеріндегі арифметикалы – логикалық операцияны орындайды. Аралық нәтижелер ЖТР-да сақталады.Бүркеме –жад(кэш-память)жұмыссыз бос қалып тұрудың уақытын қысқарту жолымен процессордың жылдам әрекет етуін арттыруға қызмет етеді.БҚ кезекті команда адресінің қалыптасуына,яғни программадан тұратын команданың орындалу тәртібіне жауап береді.
Программа- бұл команданың ықпалымен,яғни әрекетімен процессор элементар операцияны орындацтын команда жиыны.
Жүйелік шинаның негізгі қызметі процессорлар арасында және дербес компьютердің қалған басқа да құрылғыларының арасында информацияны жіберу болып табылады. Жүйелік шинасы үш шинадан тұрады:басқару шинасы,дерек шинасы және адрес шинасы.Шиналар бойынша басқару сигналдарын, деректерді(сан,символдар), жадтың ұяшық адресін және енгізу-шығару құрылғысының нөмірін айналдырады.
Есте сақтау өңделген деректер мен команда беруге,жазуға,сақтауға арналған.Жадтың ьірнеше әр түрі болады: оперативтік, тұрақты,сыртқы,кэш,
Микропроцессорлар интегралдық схема түрінде іске асырылады.Негізгі кремний кристалы болып табылған,олар өз-ара алюминний және мыс сымдарымен байланыстырылған, алғаш рет колькюляторларда қолданылған.Барлығында бірнеше деңгейлі кэш жады болады.
микропроцессор- микропроцессордың негізгі қасиеттеріне регистрлердің разрядтылығы, ядроның архитиктурасы, жасалу техналогиясы, тактілік жиілігі, разион типі, шинаның разрядтылығы, кодтың атауы т.б.
ІІ. Негізгі бөлім
2.1.Фон Нейман принциптері.
Компьютер – сандық ақпаратты енгізуге, сақтауға, өңдеуге және тасымалдауға арналған әмбебап электрондық техникалық құрылғы. Компьютер (computer) сөзі «есептегіш» деген мағынаны білдіреді. Алғашқы шыққан компьютерлер тек қана есептеу жұмыстарына арналған болатын. Қазіргі кезде олар сандық есептеулермен қатар, басқа түрдегі ақпаратты да (мәтін, дыбыс, графика, фото, аудио, видео, анимация т.с.с.) өңдейді.
Жаңа ақпараттық технологиялар – объекттің, нысанның немесе құбылыстың күйі туралы жаңа ақпарат алу үшін деректерді жинау, өңдеу, жеткізу тәсілдері мен құралдарының жиынтығын пайдаланатын үрдіс.
Ақпараттық технологиялар дегенде көбінесе қағаз жүзінде әр түрлі ақпаратты жинау, өңдеу және жеткізу үрдістерін айтады. Бұларға бұқаралық ақпарат құралдары, полиграфия, теледидар, радио, байланыс желілері т.с.с. жатады.
Жаңа ақпараттық технологиялардан пайдалану қоғамның көптеген қызмет салалары жұмыстарын жылдам және тиімді жүргізуге мүмкіндік береді. Өндірісті автоматтандыру мен жаңа ақпараттық технологиялармен басқарудан қоғамды ақпараттандыру, ақпараттық қоғам құру мәселелері туындайды.
1946 жылы американ математигі Джон фон Нейман өз мақаласында ЭЕМ-нің жұмысы мен құрылымының принциптерін баяндады. ЭЕМ жұмысының басты принципі – жадта сақталатын бағдарлама принципі, онда бағдармалар мен мәліметтер машинаның жалпы жадына орналастырылады. Мақалада баяндалған идеялар «Джон фон Нейманның ЭЕМ архитектурасы» деп аталды, бұл идея негізінде 1949 жылы EDSAC машинасы құрастырылды.
Сурет 1- Дербес компьютердің классикалық архитектурасы
Фон Нейманның принциптері бойынша, компьютер төмендегідей құрылғыларды қамтуы керек:
АЛҚ – Арифметикалық-логикалық құрылғы
ЖЖ – Жедел жады
БҚ – Басқару құрылғысы ЕШҚ – Енгізу-шығару құрылғысы
Ақпаратты өңдеудің әмбебап құрылғысы ЭЕМ-дердің, программаны пайдаланып жұмыс істейтін архитектурасы голланд ғалымы Дж.фон Нейманның еңбектерінде жарық көрді. Компьютердің осы жұмыс істеу принципі фон Нейман принциптері деп аталады.
Қазіргі кезде де компьютерлер осы принциптер негізінде жұмыс атқарады.
Фон Нейманның негізгі принциптері төмендегілерден тұрады:
-
компьютер басқару құрылғысы, арифметикалық-логикалық құрылғы, жедел жады және енгізу-шығару құрылғыларынан тұрады; -
ақпарат екілік жүйе бойынша кодталады және сөз деп аталатын бірліктерге бөлінеді; -
сөздер кодтау жолымен емес, пайдалану жолымен бөлектенеді; -
алгоритм нұсқау деп аталатын басқару қызметші сөздердің тізбектерінен тұрады. Алгоритм құрайтын нұсқаулар тізбегі программа деп аталады; -
программа мен деректер жедел жадыда сақталады; -
басқару құрылғысы мен арифметикалық-логикалық құрылғы бір құрылғыға біріктіріледі, оны орталық процессор деп атайды. Орталық процессор жедел жадыдан кезекпенен нұсқауларды оқып, сәйкес түрде бір мәнді етіп орындайды.
Сурет 2 - IBM PC компьютері
IBM PC компьютерлерін IBM корпорациясы 1981 жылдан бастап жасап шығара бастаған. IBM PC компьютерлерінің дамуына және кең таралуына ашық архитектура принципі және кеңейту әдісі маңызды орын алады.
2.2.Ашық архитектура принципі
Ашық архитектура принципі (principle of open architecture) – деп компьютерлерді тәуелсіз жасалған құрамдардан жинау және оларды жалғау жолдарын ашық жариялауды айтады.
Кеңейту әдісі (upgrade) – деп компьютердің өзге құрылғыларына тиіспей, ескірген компоненттерін жаңартуды айтады.
Құрылысының ақпараттық-логикалық негіздері. Функциональды-құрылымдық ұйымдастыру. Микропроцессорлар. ДК есте сақтау құрылғысы. Жадының құрылымы. Жадында мәліметтердің берілу тәсілдері. ДК негізгі сыртқы құрылғылары.. Жедел жады. BIOS. Шиналар мен порттар. Жинақтағыш құрылғылар.
Құрылысының ақпараттық-логикалық негіздері. Функциональды-құрылымдық ұйымдастыру. Микропроцессорлар. ДК есте сақтау құрылғысы. Жадының құрылымы. Жадында мәліметтердің берілу тәсілдері.
2.3.ЭЕМ архитектурасы
ЭЕМ архитектурасы ұғымы – ЭЕМ-ніңкөрнекі аспектілерін, атап айтқанда:командалар жүйесін, адрестеу режимдерін, деректердің форматын, программамен басқаратын регистрлер жиынын білдіреді.
ЭЕМ–нің конфигурациясы ұғымы — ЭЕМ-ді жабдықтайтын элементтердің қызметінің, санының, негізгі сипаттамаларының дәл анықталуын және өзара байланысуын білдіреді.
ЭЕМ–ді ұйымдастыру ұғымы ЭЕМ мүмкіндіктерінің қалай жүзеге асырылатындығын білдіреді.
Команда – программаны орындау кезінде белгілі бір әрекетті іске асыруғ ақажет мәліметтердің жиыны. Команда операция кодынан және бірнеше адрестер өрісінен тұрады. Операция коды орындалатын операцияны көрсетеді. Адрестер өрісі – командалар операндтарының орнын көрсетеді. Команданың адрестік өрісіндегі ақпарат арқылы адресті алу адрестеу режимі деп аталады.
ЭЕМ–де жүзеге асырылатын командалар жиыны оның командалар жүйесін құрайды.
1946 жылы американ математигі Джон Фон Нейман өз мақаласында ЭЕМ-нің жұмыс атқару принципі мен құрылғыларын толық көрсетті. ЭЕМ жұмысының басты принципі – программалар мен деректердің машинаның жалпы жадында сақталу принципі болды. Мақала мазмұнының идеясы “Джон фон Нейманның ЭВМ архитектурасы” деп аталды, бұл идея негізінде 1949 жылы EDSAC машинасы құрастырылды.
1945 жылы американ математигі Джон фон Нейман компьютер құрудың мына принциптерін ұсынды.
-
Джон Фон Нейман машинасында басқару блогы, арифметикалық-логикалық құрылғы (АЛҚ), жады және енгізу-шығару тәрізді негізгі блоктар болу керек. -
Ақпарат екілік жүйеде кодталады және сөздер деп аталатын бірліктерге бөлінеді. -
Алгоритм орындайтын әрекеттер басқарушы сөздер тізбегі түрінде жазылады. Бұл басқарушы сөздер командалардеп аталады. Алгоритмды командалармен жазу программа деп аталады. -
Программалар мен берілгендер бір жадыда сақталады. -
Басқару құрылғысы (БҚ) мен арифметикалық құрылғы орталық процессорға біріктіріледі. Олар шапшаң жадыдағы команданы оқып, орындалатын әрекетті анықтайды. Алгоритмдегі ақпаратты өңдеу, программадағы командаларды тізбектеп орындауға келіп тіріледі.
2.4. ЭЕМ даму буындары
ЭЕМ-нің даму тарихы бірнеше буындардан тұрады. Буындардың ауысуы электрондық техникалардың дамуына, ЭЕМ-нің элементтік базасына тәуелді болды
| Буын | даму жылдары | Негізгі базасы | сипаттама |
| 1 | 1940-1955 жылдар | электрондық шамдар | ENIAC |
| 2 | 1955 жылдан бастап | жартылай өткізгіштер – транзисторлар | Фортран, Алгол, Кобол программалау тілдері |
| 3 | | Интегралдық схема | мультипрограммалық режим |
| 4 | 1971 жылы, алғашқы микропроцессор | үлкен интегралдық схема | дербес компьютер |
| 5 | 1980 жылдан бастап | өте үлкен интегралдық схема | “Жасанды интеллект” |
1975 жылы АҚШ алғашқы сериялық дербес компьютер (ДК) пайда болуы адамның барлық қызмет саласында революциялық аударым жасады. Бірінші ДК ашық архитектура принципіндегі әр түрлі ЭЕМ жасауға болатын электрондық блок түрінде құрылды. ДК кіші класқа жатады және жеке қолдануға арналған; әртүрлі саладағы мамандардың интеллектуалдық еңбегінің өнімділігін арттыратын жалпы қолайлы универсалдық инструмент. Ол қолданушымен диалогтық режимде автономды жұмыс атқаруға арналған. ДК-ң жалпы қолайлылығы салыстырмалы түрде кіші бағасымен, компактілігімен, қолдану шарттары мен қолданушының дайындық деңгейіне арнайы талаптардың жоқтығымен анықталады.
Негізгі ДК кішіпроцессор (КП) болып табылады. КП техникасының және технологиясының дамуы ДК ұрпағына алмастыруды әкелді:
-
Бірінші кезеңі (1975-1980ж)- 8- разряд қорындағы КП -
Екінші кезеңі (1981-1985ж)- 16- разряд қорындағы КП -
Үшінші кезеңі (1986-1992ж)- 32- разряд қорындағы КП -
Төртінші кезеңі (1993ж-қазіргі кезге дейінгі)- 64- разряд қорындағы КП
ДК-ң дамуында 1981 ж Intel-8086 кіші процессорқоры негізінде IBM (АҚШ) кәсіпорнымен шығарылған IBM РС компьютерінің пайда болуы үлкен рөлді алды.