Информатикадан отчет

Компьютер техникасының экспоненциалды дамуы

Егер есептеуіш құрылғылардың 1900 жылдан бастап даму тарихына көз жүгіртетін болсақ, машиналардың жұмыс өнімділігі әрбір 18-24 айда екі есеге өсіп отырғанын байқаймыз. Бұл ерекшелікті алғаш рет 1965 жылы «Intel» компаниясының басшыларының бірі Гордон Е. Мур сипаттаған болатын. Компьютерлер көлеміні кішірею процессі де осындай жылдамдықпен жүріп келеді. Алғашқы электрондық есептеуіш машиналар көптеген тонна салмағы бар, бірнеше бөлмеде орналасқан үлкен құрылғылар болатын. Олардың қымбат екені сонша, оларды тек үкіметтер мен үлкен зерттеу ұйымдары ғана пайдалана алатын еді. Олармен салыстырғанда, қазіргі заманғы компьютерлер біршама қуатты, кішкентай және арзан болып табылады. Компью́тер (ағылшынша: computer — «есептегіш»), ЭЕМ (электрондық есептеуіш машина) — есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі — есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі — басқару болып табылады.

Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау  үшін компьютер механикалық бөліктердің  орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық құбылыс әсерлерін қолданады. Көбімізге компьютерлердің ең көп таралған түрі — дербес компьютер жақсы таныс.

Компьютер архитектурасы  алға қойылған мәселені, зерттеліп  отырған физикалық құбылысты  максималды айқын көрсетіп, модельдеуге  мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық ағындар бөгеттер салу кезіндегі су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық компьютерлер ХХ ғасырдың 60-жылдары көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.

Қазіргі заманғы компьютерлердің  басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.

Бірақ, компьютерлер кез-келген математикалық есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді ағылшын математигі Алан Тьюринг сипаттаған болатын.

Орындалған есеп нәтижесі пайдаланушыға әр түрлі енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен көрсетіледі, мысалы, лампалық индикаторлар, мониторлар, принтерлер және т.б.

Компьютер — жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді «түсінбейді» және өз бетінше «ойламайды». Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен  механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.б.э.д. 3000 жыл — Ежелгі Вавилонда алғашқы есептегіштер — абак пайда болды. б.э.д. 500 жыл — Қытайда абактың «жаңа» нұсқасы пайда болды. 1492 жыл — Леонардо да Винчи өзінің бір күнделігінде он тісті сақиналары бар 13-разрядты есептегіш құрылғының сызбасын көрсеткен. Бұл сызбалар негізінде жұмыс жасайтын құрылғы ХХ ғасырда ғана жасалғанымен Леонардо да Винчи жобасының дұрыстығы расталды. 1623 жыл — Вильгельм Шиккард, Тюбинген университетінің профессорі, тісті сақиналар неізінде алты разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын құрылғы жасап шығарды. 1960 жылы профессордың сызбасы бойынша қайта жасалып, дұрыс жұмыс жасайтындығын көрсетті. 1630 жыл — Ричард Деламейн шеңберлік логарифмдік сызғыш жасады. 1642 жыл — Блез Паскаль «Паскалин» — алғашқы нақты жүзеге асырылған және кең танылған цифрлық есептеуіш құрылғыны ұсынды. Құрылғы прототипі бес разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын еді. Паскаль бұндай есептегіштердің оннан астамын жасады, соңғы үлгілері сегіз разрядты сандармен де жұмыс жасай алатын еді. 1673 жыл — көрнекті неміс философы және математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц механикалық калькулятор жасады, ол екілік санау жүйесінің көмегімен көбейту, бөлу, қосу және азайтуды орындай алатын еді. Осы кездер шамасында Исаак Ньютон математикалық анализ негіздерін қалады. 1723 жыл — неміс математигі және астрономы Христиан Людвиг Герстен, Лейбниц жұмыстарының негізінде арифметикалық машина жасады. Машина сандарды көбейту кезінде бүтін бөлігін және тізбектелген қосу амалдарының санын есептей алатын еді. Сонымен қатар бұл машина енгізілген мәліметтерді енгізудің дұрыстығын тексере алатын еді. 1786 жыл — неміс әскери инженері Иоганн Мюллер «айырмалық машина» идеясын ұсынды — бұл машина айырмалық әдіспен есептелетін логарифмдерді табуляциялай алатын еді. Лейбництің тісті доңғалақтары негізінде жасалған бұл машина біршама кішкентай (биіктігі 13 см, диаметрі 30 см) болғанымен, 14-разрядты сандармен негізгі төрт арифметикалық амалды орындай алатын еді. 1801 жыл — Жозеф Мария Жаккард бағдарлама арқылы басқарылатын тігін станогын құрды, оның жұмысы перфокарталар жиыны көмегімен көрсетілетін еді. 1820 жыл — француз Тома де Кальмар арифмометрлерді алғаш рет өндірістік жағдайда шығарды. 1822 жыл — ағылшын математигі Чарльз Бэббидж айырмалық машинаны (математикалық кестелерді автоматты түрде құруға арналған арифмометр) ойлап тапты, бірақ іс жүзінде жасап көрсете алмады. 1855 жыл — Стокгольм қаласында ағайынды Георг және Эдвард Шутц Чарльз Бэббидж жұмыстарының негізінде алғашқы айырмалық машина жасады. 1876 жыл — орыс математигі П.Л.Чебышев ондықтарды үзіліссіз тасымалдайтын қосқыш аппарат құрды. Бұл ғалым 1881 жылы осы машинаға көбейту және бөлуге арнап қосымша бөліктер жасады. 1884—1887 жж — Герман Холлерит электрлік табуляциялық жүйе (Холлерит табуляторын) жасап шығарды, бұл жүйе 1890 және 1900 жылдары АҚШ-тағы, 1897 жылы Ресейдегі халық санағында қолданылды. 1912 жыл — орыс ғалымы А.Н.Крылов жобасы бойынша қарапайым дифференциалдық теңдеулерді интеграциялауға арналған машина жасалды. 1927 жыл — Массачусетс технологиялық университетінде аналогтық компьютер жасап шығарылды. 1938 жыл — неміс инженері Конрад Цузе өзінің алғашқы есептеуіш машинасын жасап, оған Z1 деген ат берді (Оның соавторы ретінде Гельмут Шрейердің есімі де аталады). Бұл толықтай механикалық, бағдарламаланатын цифрлық машина еді. Бұл үлгі іс жүзінде қолданылмады. Оның қалпына келтірілген нұсқасы Берлиндегі неміс техникалық мұражайында сақталған. Осы жылы Цузе Z2 машинасын жасауға кірісіп кетті. 1941 жыл — Конрад Цузе Z3 машинасын жасады. Бұл машина қазіргі заманғы компьютердің барлық қасиеттерін ие болатын. 1942 жыл — Айова штатының университетінде Джон Атанасов және оның аспиранты Клиффорд Берри АҚШ-тағы алғашқы электрондық цифрлық компьютерді жасап бастады. Бұл машина толықтай аяқталмағанымен (Атанасов әскерге кетті), тарихшылардың айтуына қарағанда, американ ғалымы Джон Мочлидің екі жылдан кейін Эниак ЭЕМ-ін жасап шығаруыны көп әсерін тигізді. 1943 жылдың басында алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I жасалды. Бұл машина АҚШ әскери-әуе күштерінің күрделі баллистикалық есептерін шығаруға арналған еді. 1943 жылдың соңында арнайы мақсаттарда қолданылатын ағылшын есептеуіш машинасы — Колосс жасалды. Машина фашисттік Германияның құпия кодтарын шешумен айналысты. 1944 жылы Конрад Цузе Z4 компьютерін жасап шығарды. 1946 жылы алғашқы әмбебап электронды цифрлық есептеуіш машина — Эниак жасап шығарылды. Кеңес Одағында алғашқы электрондық есептеуіш машинасы Киевте Сергей Алексеевич Лебедевтің басшылығымен 1950 жылы жасалды

 

1.3. Есептеуіш машинамен жұмыс жасау кезіндегі техника қауіпсіздік ережесін зерттеу

 

Компьютердің  үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз етуге оған күтім жасау ережелері көмектеседі:

-компьютерді орналастыратын орын таңдау кезінде оның жылыту радиаторлары жанында қызып кетуі мүмкін екенін есте ұстаңыз;  
-мониторды күн сәулесі бейне бетке тікелей түспейтіндей етіп орналастырыңыз; 
-монитор бейне бетін арнайы ерітінділермен және арнайы шүберектермен сүртіп отырыңыз;

-тінтуірдің жұмыс бетін шаң-тозаңнан үнемі тазартып отырыңыз; 
-компьютер тұрған жайды күн сайын жинастырып отырыңыз.  
Аппараттармен, кабельдермен және мониторлармен жұмыс істеу кезіндегі абайсыздық электр тогынан зардап шегуге әкеп соқтырып, жабдықтарды күйдіріп жіберуі мүмкін.

Сондықтан: 
- жалғаушы кабельдердің ажыратқыштарын қолмен ұстауға;

- қоректендіру сымдарына  және жерге қосу құрылғыларына  қол тигізуге; 
- бейне бетке және монитор мен пернетақтаның сырт жағына қол тигізуге; 
- монитор мен пернетақтаға диск, дәптер, кітап сияқты заттарды қоюға; 
- дымқыл киіммен және су қолмен жұмыс істеуге қатаң тыйым салынады. 
Күйген иіс шыққан жағдайда жұмысты дереу тоқтатып, құрылғыларды сөндіріп, техникалық қолдау орталығына жүгіну қажет.

Жұмысты бастамас бұрын, жұмыс  орнында көзге көрінетін ақаулар  жоқтығына көз жеткізіп алыңыз, көру сызығы бейне беттің ортасына келетіндей, пернетақтаны еңкеймей пайдаланып, бейне бетке шығарылатын ақпаратты оңай қабылдауға ыңғайлы болатындай етіп орналасыңыз. Монитор мен пернетақтаны биіктігі бойынша дұрыс орналастырудың маңызы зор. Монитор ыңғайсыз тұрған жағдайда арқа және мойын бұлшық еттеріне салмақ түсуі салдарынан бас ауыруы мүмкін. Қарапайым бір қағида бар: монитордың жоғарғы шеті көзбен бір деңгейде болуы, ал осы деңгей мен бейне беттің орталығы арасындағы бұрыш 15 градусты құрауы тиіс (1.3-сурет).

1. Арқаңызды  тік ұстаңыз. Ежелгі кеңес:  құныспай тік отырыңыз деген  осы жерде орынды!

2. Иықтарыңызды  бос ұстаңыз, шынтақтарыңыз тікбұрыш  жасап бүгілген болсын.  
3. Басыңызды сәл алдыға еңкейтіп тік ұстаңыз.

4. Арақашықтықты  сақтаңыз. Көз бен монитор бейне беті арасындағы қашықтық 70 см-ден аз болмауы тиіс. Басқаша айтсақ, сіз қолыңызды алдыға созып, бейне бетке әрең жетуіңіз тиіс.

5. Орындығыңыздың  отырғышы жұмсақ болуы, тізелеріңіз  тікбұрыш жасап бүгіліп, табандарыңыз  жерге толықтай тіреліп тұруы  тиіс. 

Тінтуірмен жұмыс істеу  кезінде:

· Білек түзу болуы тиіс. Ешқашан да үстелдің үстінде білегіңізге сүйенбеңіз. Білек буындарын бүкпеңіз: ол табиғи қалпында болуы тиіс.

· Тінтуірді  күш салып қыспаңыз. Бұл бұлшық еттеріңіздің қажетсіз ширығуына әкеп соғады.

· Тінтуірмен жұмыс істегенде қолыңызды түгелдей созбаңыз. Тінтуірді еркін қозғалту үшін жеткілікті бос орын болуы тиіс.

Компьютер алдында  күніне 5 сағаттан артық жұмыс істеуге  болмайды. Монитор алдында жұмыс  істеген кезде ересек адамдар  әр 1 сағат, ал балалар жарты сағат сайын үзіліс жасап отыруы тиіс.

Үзіліс кезінде  көзіңізді тынықтырып, шаршағаныңызды басуға арналған жаттығулар жасап отырған жөн:

           1.Монитордан теріс қараңыз да, көзіңізді жұмып, ашпай тұрып, 10 рет жылдам көзіңізді қысыңыз. Көзіңізді недәуір үлкен жиілікпен және амплитудамен ашуға тырысып, 10 рет жақсылап көзіңізді жыпылықтатыңыз. Ең соңында, қатты таңғалғандағыдай, 10 рет көзіңізді кең ашып, қабағыңызды түйіңіз.

          2.Саусақтарыңызға жылу тарайтындай етіп, алақаныңызды күшпен ысқылаңыз. Саусақ ұштарымен көздеріңіздің жанында шекеңізді дөңгелете уқалаңыз. Бұлай еткенде оң қолыңыздың саусақтары сағат тілі бағытымен, ал сол қолыңыздың саусақтары оған

қарсы қозғалуы тиіс. Жартылай жабық қабақтарыңызды еркін ұстаңыз. Бұл жаттығулар кешені көзге «қызмет ететін» бұлшық еттер мен тамырларға әсер етеді.  
        3.Тағы бір тиімді жаттығулар кешені мынадай: Терезеге қараңыз. Арқаңыз бен мойныңызды бос ұстап, көз көрер қашықтықтағы ең бір алыс нүктеге қараңыз. Терең тыныс алып, назарыңызды мұрныңыздың ұшына аударыңыз. Тыныс алып, тағы да алыс нүктеге көз қадаңыз. Тағы да тыныс алып, қайтадан қабағыңыздың арасына қараңыз.  
       4.Қабақтарыңызды жартылай жауып, көздеріңізді жаймен айналдырыңыз. Алдымен бір жаққа, содан соң басқа жаққа қарай бес-бестен толық айналым жасаңыз. Осы жаттығуды 30 секунд бойы орындаңыз.  
      5. Басыңызды оңға, солға, жоғары, төмен айналдырыңыз. Бірнеше айналым жасаңыз.  
     6. Әдемі бір суретке немесе терезе сыртындағы көрініске байыппен назар аударыңыз. Көзіңізді 10-20 секундқа жабыңыз. Ойша суреттің ішіне кіріңіз. Басында рама шеңберіне салынған көріністерді көзіңізге елестетіп, содан соң раманы ысырып тастап, сол жаққа серуенге аттаныңыз. Осы бір жақта өзіңіздің жаныңызға жайлы мекен тауып алып, сол жерге жайғасыңыз. Денеңізді еркін ұстап, жақсы тыныққаныңызды сезініңіз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 бөлім.ЭЕМ  құрылғылары

 

 

2.1.ЭЕМ-нің жүйелік блогы

Жүйелік блок - дербес компьютердің ең негізгі құрылғысы. Жүйелік блоктың ішінде жүйелік тақша(аналық плата), процессор, оперативті жад, қатқыл диск, қоректендіру блогы, видеокарта секілді көптеген маңызды құрылғылар орналасады. Жүйелік блоктың алдыңғы панелінде қосу (Power) және қайта жүктеу (Reset) батырмасы, компакт-диск мен дискетаны оқитын дискжетектер және қызыл-жасыл жарық индикаторлары орналасады. Жүйелік блоктың артқы жағында негізгі (монитор, пернетақта, тінтуір) және қосымша құрылғыларды (принтер, модем, сканер, микрофон) қосатын порттар мен кірістік құрылғылар орналасқан.

 

 

2.1.1. Микропроцессордың негізгі мінездемелері

 

       Микропроцессор бір криталда дайындалған (үлкен) интегралдық темелар – БИС, олар әртүрлі типтегі ЭЕМ жасауға керекті элемент болып табылады. Оны әртүрлі логикалық функцияны орындайтын етіп программалауға болады, сондықтан программаны өзгерту арқылы микропроцессорды арифметикалық құрылғы немесе енгізу-шығару жұмыстарын басқарушы ролінде қолдануға болады. Микропроцессерге жедел және тұрақты жад, енгізу-шығару құрылғыларын қосуға болады.IBM тәрізді компьютерлерде INTEL фирмасының және басқа да фирмалардың бір-біріне үйлесімді микропроцессорлары айдаланылады.

Микропроцессорлардың бір-бірінен өзгешелігі олардың типтерінде (модельдерінде), яғни оның қарапайым амалдарды орындайтын жұмыс жылдамдығының көрсеткіші – мегагерц - МГц бірлігімен берілген тактылық (қадамдық) жиілігінде жатыр. Бұған дейін кең тараған модельдерге Intel-8088 (~5 МГц), 80286 (~20 МГц), 80386SX (~25 МГц), 80386DX (~40 МГц), 80486 (100 МГц-ке дейін), Pentuim (75 МГц-тен жоғары), Pentuim-Pro (~300 МГц-тен жоғары), PentuimІІ, PentuimІІІ (800 МГц-ке дейін), және PentuimІV (1000 МГц-тен жоғары) жатады, бұл тізім олардың жұмыс өнімділігі мен соған сәйкес боғасының өсуі бойынша реттеліп келтірілген. Кейде конструкциялық ерекшеліктеріне қарай бір модеоьге кіретін прцессорлардың жиіліктері әртүрлі бола береді – жиілігі артқан сайын оның жұмыс жылдамдығы да өсе түседі.Intel 8088, 80286, 80386 тәрізді бұрын шыққан микропроцессорладың аралас сандар мен амалдарды жылдам орындайтын арнаулы командалары жоқ, сондықтан олар жұмыс өнімділіктерін арттыратын қосымша математикалық сопроцессорлармен (Turboрежимы)жабдықталады.

Компьютерлер алып жүруге ыңғайлы вариантта да жасалады (Laptop немесе Note book). Мұндай ЭЕМ-дерде жүйелік  блок, монитор және пернелік бір  қорапта жасалған: жүйелік блок пернелік астында, ал монитор пернеліктің қақпағы түрінде жасалған.

 

 

 

2.1.2 Жад

 

Жад деп мәліметтердің  кез келген қоймасын айтады, бұл  көбінесе тез (еркін) қатынас құруға болатын мәліметтерді уақытша сақтауға арналған құрылғы. Егерде процессорға әрбір бит үшін қатқыл дискіге қатынауға тура келетін болса, онда компьютер өте баяу жұмыс істеген болар еді. Осының орнына мәліметтер, процессор әлдеқайда тез жұмыс істейтін, жедел жадта сақталады. Жад түрлерінің көпшілігі мәліметтерді уақытша сақтауға арналған.