Есептеуіш техниканың даму

ЕСЕПТЕУІШ ТЕХНИКАСЫ  ӨРКЕНДЕУІ

Есептеуіш техниканың даму тарихы ХХІ-ХVІІ ғ. басталды деп саналады. Тұңғыш механикалық есептеуіш техника арифмометр 1642ж француз математигі, физигі және философы Б.Паскаль ойлап тапты. Бұл машина үлкен мәнді сандарды қосу және азайту амалдарын орындайтын еді. 1673 ж неміс ғалымы Г.В. Лейбниц арифметикалық 4 амалды орындайтын арифмометр жасап шығарды. 1834 ж ағылшын ғалымы Ч. Бэббидж машинаға енгізілген берілгендер мен командаларды сақтай алатын және оларды өңдеп қорытындысын дайындап бере алатын негізгі екі құрылғысы бар автоматты машинаны теория жүзінде әзірледі. Бірақ ол кезде мұндай машинаны жасағанға керекті ғылым мен техникалық базаның жоқтығынан ол сол теория түрінде қалып қойды.

1882 ж Орыс ғалымы академик  Чебышев сандармен автоматты түрде 4 амалды орындайтын машина жасап шығарды. Ал ХХ ғ. ортасында информацияны өңдеуге автоматтандыру ісінің қажеттілігі электрондық техника мен технологияның қарқынды дамуына әкелді, олар ЭЕМ деп аталды. 1946 ж алғаш пайда болған ЭЕМ-дер электрондық шамдар негізінде жұмыс істейтін.

1948 ж электрондық шамдар  шағын электрондық аспаптармен  (транзистор) ауыстырылып есептеу  техникасының бұрынғы жұмыс өнімділігі  сақталып көлемі 100 есеге дейін  азайды. 1951 ж алдымен Киевта одан  соң Москвада академик Лебедевтің басқаруымен (БЭСМ) ЭЕМ-дер шыға бастады. 70 ж соңында интегралдық схемалар немесе чиптерден жасалған мини ЭЕМ-дер шыға бастады. Микрокомпьютерлердің дамуында ең елеулі оқиға болып 1981 ж IBM фирмасы жасаған «дербес компьютер» деп аталатын шағын компьютерлердің шығуы болды. Сол уақыттан бастап осы атау шағын компьютерлер тобының жалпы аты ретінде сақталып қалды.

Информатиканың дамуында есептеу техникасы маңызды роль атқарады. Информатиканың CC ғасырдың ортасында ғылыми бағыт ретінде  пайда болуы ақпаратты сақтауға және түрлендіруге бағытталған ЭЕМ-дің шығуымен тығыз байланысты. ЭЕМ пайда болуы, олардың өте тез дамуымен адам өміріне кеңінен ене бастауы жаңа “есептеу техникасы” деп аталатын ғылыми - техникалық бағыттың қалыптасуына әкелді. Есептеу техникасының түрлеріне:

  - электрондық есептеуіш машиналар (ЭЕМ-дер );

  - есептеу жүйелері;

  - есептеу желілері

жатады. Есептеу техникасы  мамандары есептеу машиналарының  жаңа құрылымдарын және жұмыс істеу  принциптерін құрастырады, олардың  элементарлық базасының сапасын жақсартады және түрлендіреді, компьютерлік желілер құрады және т.б. Мұндай мамандардың қызметі информатика және программалаумен тығыз байланысты.

Есептеу техникасы  мен оның мамандары үшін теоретикалық информатиканың негізгі есептері ірге болып табылады, ол программалық жабдық құрушы программалаушыларсыз ешқандай ЭЕМ жұмыс істемейді. Сондықтан қолданбалы информатика бөлімінде есептеу құралдарын зерттеу маңызды мәселе болып табылады.

             ЭЕМ ұғымына дәл анықтама беру  күрделі сұрақ, себебі:

  - электрондық ұғымы алғашқы элементтік базасы “электрондық” шамнан шыққан, ал қазір онда оларды “микроэлектрондық” деп атау керек;

  - “есептеу” ұғымы алғашқы машиналардың басым көпшілігі шынымен де есептеу амалдарын орындауға негізделгендіктен болар, алайда қазіргі ЭЕМ есептеу  үрдістеріне барлығы 10-15% қана уақыт жұмсайды, басым көпшілік операциялар мәліметтерді тасымалдау, салыстыру, енгізу - шығару, т.с.с. болып табылады.

Сондықтан ЭЕМ-ді анықтауды оның функционалдық қызмет тұрғысынан қарастырумен байланыстырған жөн, яғни пайдаланушыға қажеттілігі тұрғысынан:

  -  ЭЕМ құрамына кіретін минималдық құрылғылар жиынтығын, яғни оның минималдық құрамын (негізгі бөліктерін) анықтау;

ЭЕМ әртүрлі құрылымдық бөліктерінің жұмыс істеу принциптерін және олардың арасындағы байланыстардың құрылысын анықтау;

ДК-Дің негізгі  компоненттері

Процессор (ағылш. central processing unit, CPU - Орталық есептеуіш бөлім)

• 1) программаға сәйкес операцияларды орындауға арналған компьютердің негізгі құрылғысы, қызметтік бөлігі. Көптеген жартылай өткізгішті элементтерден тұратын және компьютерде барлық есептеулер мен ақпарат өндеу жұмыстарын орындайтын электрондық микросхема. Қазіргі компьютерлерде бір немесе бірнеше процессорлар жұмыс істейді;
• 2) мәліметтерді өңдеу кезінде кейбір алдын ала есептеу жұмыстарын немесе ұйымдастыру қызметін атқаратын машиналық программа.^[1]

Процессорды компьютердің жүрегі десекте болады. Компьютеріңіздің есептеу жылдамадығы осы процессорға байланысты. Өндірісте процессорды Intel және AMD фирмалары шығарады. Intel-дің екі ядролық процессоры Core 2 Duo, ал AMD-нікі DualCore деп аталады. Процессордың жиілігін жоғарлатудан жарыс бітті. Процессордың жиілігі жоғарлаған сайын оның жылу бөлуі де жоғарылайды. Бұл әрине тиімсіз болды. Бұны бір корпусқа екі процессор орнату арқылы жеңді. Процессорлар такталық жиілігі, кэш жадысының көлемімен, платаға орналасатын ұяшықтарының түрімен әр түрге бөлінеді.

Машиналардың маркалары  мысалға (BMW 525i, Mercedec600) сяқты процессорлардың  да номерлері бар. Celeron D 330 немесе Pentium 4 640. Процессор (микропроцессор)-компьютердің ең үлкен микросхемасы. Процессор ондаған миллион транзисторлардан тұрады. Процессордың негізгі ішкі схемасы-арифметика логикалық құрылғы, ішкі жады және кэш жады, барлық операциялармен жұмыс жасау схемасы, сыртқы шинаны басқаратын шина (сыртқы әлеммен байланысу схемасы).

         Процессордың разрядтылығы. Сыртқы шина арқылы процессорға ақпарат түседі-мәліметтер және командалар. Бұлар арифметика логикалық құрылғыда өңделеді. Процессордың схемаларының разрядтылығы қаншалықты көп болса соншалықты ақпаратты тез өңдейді.

         Процессордың жиілігі (frequency). Разрядтылықтан басқа процессорда маңызды қызмет атқаратын ол тактылық жиілігі. Ол мегагерцпен есептеледі. Бір мегагерц ол секундына миллион такт болады. 100 МГц - секундына жүз миллион такт болып есептеледі. Бір тактыда процессор қандайда бір фрагментті есептейді. Сондықтан тактылық жиілік қаншалықты жоғары болса, процессор түскен мәліметтерді соншалықты тез өңдеп беретін болады.

         Процессордың кэш жадысы. Процессор өңдейтін мәліметтерді оперативті жадыдан алады. Әдетте процессор өзінде еш нәрсеніде сақтамайды. Ода мәліметтер өңделетін ұяшықтар өте аз. Бұл жұмыс ұяшықтары регистр деп аталады. Процессордың жұмысын жеделдету үшін көптен бері кэштеу технологиясы қолданылып жүр. Кэш бұл шағын ұяшықтық жады. Буфердің қызметін атқарады. Егер бір нәрсе жалпы жадыдан өңделсе, оның көшірмесі кэш жадыға түседі. Егер бұл мәліметтер тағы керек болып жатса, алысқа жүгінбей буферден ала салады. Процессорға мәлімет керек болса, ол бірінші регистрді тексереді. Ол жерде керек мәлімет жоқ болса, жақын жердегі кэш жадыны тексереді. Ол жердеде жоқ болса оперативті жадыдан қарайды. Бұл жерде де жоқ болса, HDD дискіге сұраныс жасайды. Бұл атқарылатын жұмысты төмендегі суреттен көруге болады.

Мәтіндік процессор. Мәтіндік процессор (мәтіндер даярлау жүйесі) (текстовый процессор (система подготовки текстов); word processor) — мәтіндерді енгізу, сақтау, қарап шығу, түзету, пішімдеу және қағазға басып шығаруды қамтамасыз ететін программалық құралдар. Баспа машинкасында орындалатын мүмкіндіктерден басқа мұнда қате тексеру; тезаурус (синоним сөздер) табу; сөз тіркесін іздеп тауып, оны басқаға өзгерту; «қиып алып желімдеу»; бірнеше терезедегі мәтіндермен катар жұмыс істеу тәрізді көптеген қосымша әрекеттер орындалады.

Монитор

Монитор (monіtor) — 1) компьютер жадындағы мәтіндерді, бейнелерді экранда көрсететін құрылғы; оны дисплей, экран, ал кейде бейне-блок деп те атайды. Монитор электронды-сәулелік түтікшеден, бейнекүшейткіштен, жайма генераторы, қоректендіру бөлшегі және оларды басқару сұлбаларынан тұрады. Монитордағы кескінді құрастыру бөлшегі дербес компьютердің негізгі қорабында – жүйелік блогінде орналасады. Кейбір тұрмыста қолданылатын компьютерлерде Монитор орнына қосымша модуляторлық құрылғымен толықтырылған үйдегі телеэкранды пайдалануға болады. Мониторлар мәтіндік және график. режимде жұмыс істей алады. Мәтіндік режимде – Монитор экранына тек символдар шығарылып, олар таңбалық генератормен қалыптастырылатын ASCІІ-кодтарының ұлттық әріптермен кеңейтілген символдар жинағынан тұрады. Графикалық режимде – экранда өте майда мозаик. бейнелер шығарылады. Монитордың график. режимі аса қажетті болып саналады және оның айқындылығы пиксельдер мөлшерімен анықталатын экранның айқындау қабілетіне байланысты. Соңғы кезде VGA және SuperVGA типті Мониторлар қолданылып келеді. Олар мәліметтерді мәтіндік және график. режимдердің екеуінде де экрандағы пиксельдік нүктелер санына байланысты кез келген ақпарат түрлерін сапалы түрде бейнелейді. Монитордың мәліметті жақсы көрсетіп, оларды айқындау қабілеті экрандағы нүктелер санына байланысты, мыс., горизонталь бағытта 200 нүктені, ал вертикаль бағытта 640 нүктені бейнелейтін (640*200), сондай-ақ 800*600, 1024*768 (SuperVGA) және айқындау қабілеті одан да жоғары Мониторлар бар. Экрандағы нүктелер саны артқан сайын, яғни нүкте көлемі кішірейген сайын (0,2 – 0,31 мм) Монитор сапасы да, бағасы да арта түседі. Түрлі түсті Мониторларда нүктелер көлемі 0,24 мм болады. Нүктелер көлемі 0,39 мм-ден үлкен Мониторларда экрандағы бейне анық көрсетілмейді. Мониторлар монохромды (ақ-қара түсті) және түрлі түсті болып ажыратылады. Монитордың негізгі сипаттамасына экран диагоналының дюйммен (1 дюйм=2,54 см) берілген қашықтығы жатады, мыс., 14 дюйм, 15 дюйм, т.б. Алып жүруге ыңғайлы компьютерге (note-book) арналған Монитордың электронды-сәулелік түтікшесіз сұйық кристалды және сенсорлық экранды түрлері бар. Сұйық кристалдар электр кернеуінің әсерімен өз құрылымын, түсін және оптик. қасиеттерін өзгерте алады. Сұйық кристалдар құрамына басқа түсті ерітінділерді қосып және электр өрісін өзгерте отырып, жоғары сапалы 15 млн-нан аса түстерді бейнелей алатын экрандағы нүктелер саны 1024*768 немесе 1280*1024 болатын Мониторлар жасауға болады. Бұлардың салмағы жеңіл, көлемі кіші және денсаулыққа зиянды электро-магниттік толқындары болмайды; 2) Компьютердегі мәліметтерді өңдеу жүйесінде орындалатын операцияларды бақылайтын, реттейтін немесе тексеретін машиналық бағдарлама. Бағдарламалау тілдерінде – бөлінбейтін мәліметтік қорлармен (ресурстармен) байланыс ұйымдастыратын жоғары деңгейдегі әреке ттесу ісін жүзеге асырады.