Компьютердің құрылғылары

КОМПЬЮТЕРДІҢ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ 

2.1. Тарихи деректерден

Адамзат баласы дамудың барлық тарихи кезеңдерінде

есептеу жұмыстарын жүргізіп отыруға әрқашанда мүқтаж

болды. Алғашқы  кезеңдерде оған, аяқ-кол саусақтары секілді

қарапайым қүралдар жеткілікті болды. Рылым мен техника

дамуына байланысты есептеу жүмыстарының қажеттілігі

артып, оны жеңілдету  үшін арнайы құралдар - абак, есепшот,

арифмометр, арнаулы  математикалык кестелер шығарыла

бастады. Бірақ  үстіміздегі ғасырдың 40 жылдарында, ядролық

физиканьщ даму ерекшеліктеріне байланысты, қолмеи есептеу

істері көптеген материалдық ресурстарды жәнг адамның  тікелей

араласуын талап  ете бастады. Мысалы, "Манхеттен  жобасын"

(АҚШ-тағы атом  бомбасын жасау) іске асыру  кезінде есептеу

жүмыстарына 600 адам қатысты, олардың бірсыпырасы тікелей

есептеумен айналысып, қалғандары сол жұмыстың дұрыстығын

тексеріп отырды. 

XX ғасырдың ортасында  информацияны өңдеуді

автоматтандыру  ісінің қажеттілігі (көбінесе әскери талаптарға

сай) электрондық  техника мен технологияның қарқынды

дамуына себепші болды. 

Электроника табыстары  нәтижесінде жасалынған

техникалық аспаптар электрондық есептеуіш машиналар

(ЭЕМ) деп атала  бастады. 

1946 жылы алғаш  пайда болған ЭЕМ-дер электрондық

шамдар негізінде  жүмыс істейтін, үлкен залдарда орналасқан,

көлемді электрондық жабдықтар болатын. Бірак 1948 жылдың

өзінде-ақ электрондық  шамдар шағын электрондық аспаптармен

- транзисторлармен  алмастырылып, компьютерлердің бұрынғы

жүмыс өнімділігі сақталынғанмен, көлемі жүз есеге  дейін

төмендеді. 

70 жылдар соңында  интегралдық схемалардан немесе

чиптерден жасалған мини-ЭЕМ-дер шыға бастады

(транзисторлар  мен олардың арасындағы қажетті  байланыстар

бір пластинада орналасқан). Осындай микропроцессорлардың

(біріктірілген  интегралдық схемадан - БИС элементтерінен

тұратын) шығуы  дербес компьютерлер заманының

басталғанының алғашқы белгісі болды.

Алғашқы есептеу  жұмыстарын автоматтандыруға арналған

ЭЕМ-дер күннзн күнге артып келе жатқан информация ағынымен

жұмыс істеуде  өте ыңғайлы құрал болып шықты.

Бастапқы кезеңдерде ЭЕМ-дерде тек арнайы үйретілген

адамдар ғана жұмыс  істеді, бірақ онша дайындығы жоқ

адамдардың компьютерді  пайдалану мұқтаждығы маман

еместерге арналған машина жасау қажеттілігін тудырды.

70 жылдар басында "тұрмыстық" (үйдегі) компьютерлер

деп аталған  микрокомпьютерлер шықты. Олардың

мүмкіндіктері шектеулі болатын, тек ойнау үшін және шағын

мәтіндер теру үшін ғана пайдаланылды. 70 жылдар ортасында

тұрмыстық компьютерлердің  етек алғаны сондай, оларды сусын

шығаратын фирмалар да (Coca Cola) жасай бастады.

Дегенмен, микрокомпьютерлер дамуындағы ең ел^лі оқиға

болып 1981 жылы IBM фирмасы жасаған, кейіннен "дербес

компьютер" деп  аталған шағын компьютердің шығуы  болды.

Сол уақыттан бастап осы атау шағын компьютерлер

тобының жалпы  аты есебінде түрақталынып қалды. 

2.2. Компьютерлік жүйелер

IBM фирмасының  анықтамасы бойынша компьютерлік

(есептеу) жүйелер төрт негізгі құрамнан түрады:

1) шығарылатын  есепті, орындалатын жұмысты мәселе

ретінде қойып, сонЬІй нәтижесін алатын адам;

2) аппараттық  жасақтама (Hardware);

3) мәліметтер  файлы;

4) компьютерді  программалық жасақтамасы (Software).

Компьютерлік  жүйелер үғымын немесе мәліметтерді өңдеу

жүйелерін осы  төрт комбинацияны - машиналарды,

мәліметтерді, программаларды және адамды - біріктіре

қарастыру кезінде  қолданады. 

2.2.1. Компьютерлік жүйелерді пайдалану

Жұмыс өнімділігі. Басқа құралдар мен машиналарды

қолданғандағы сияқты, компьютерді пайдаланудың ең алғашқы

себебі - жұмыс  өнімділігін арттыру болып саналады.

Егер компьютерді  есеп-қисап жасау, мәліметтерді өндеу

немесе құжаттарды қағазға басып алу істеріне пайдапансаңыз,

сіз бір сағатта  көптеген істерді тындырасыз. Мысалы,

машинкада мәтін  басатын шебер адам бір минутта 60-тан 80

сөзге дейін  жмесе 6-8 жолға дейін мәтін басатын  болса, орташа

мүмкіндікті компьютер  минутына 1200 жол баса алады. Демек,

бір компьютер 150-200 адамды алмастыра алады деген  сөз. 

Мәліметтерді  өңдеу жылдамдығы. Компьютерді

пайдаланудағы екінші себеп - мәліметтерді үлкен жылдамдықпен

өңдеу болып  саналады. Дайындығы мол маман  адам минутына

250 сөз оқып  шыға алатын болса, компьютер 1000 000 сөз оқи

алады екен. Мысалы, Чикаго каласының телефон аньщтамалығы

788 000 адамдар  атауынан, ал адрестер мен телефон  нөмірлерін

коссақ, 32 000 000 жол  информациядан тұрады екеа Минутына

250 сөз оқитын  адам осы анықтамалықты оқып  шығу үшін 250

сағат уақыт  жібереді. Ал, орта мүмкіндікті компьютер  оны 30

секундқа жетпейтін  уақытта оқып шыға алады. Сол себепті

телефон станцияларында, анықтамалық іздеу қызметтерінде

ЭЕМ кеңінен қолданылады. 

Дәлдік  пен ұкьштылық. Компьютерлік жүйелерді

пайдаланудағы үшінші себеп - олардың дәлдігі мен

үқыптылығында жатыр. Егер біз компьютерге нақты  мәліметтер

беріп, оларды өңдеудің дүрыс жолдарын көрсетсек, ол

әрқашанда қатесіз  дүрыс нәтижелер береді. Кейде  компьютер

қате нәтиже берді деп айтылады. Мүндайда компьютердің

қателеспейтінін, қатенің себебі мәліметтердің оған дұрыс

берілмегендігінен, немесе осы мақсатқа арналған мәлімет-

терді өңдеу  алгоритмінің қате болғанынан екенін ашып айту

кажет. 

2.2.2. Аппараттық жабдықтар

Біз үлкен ЭЕМ-ді нзмесе дербес компьютерді алсақ та, олар

бір-біріне үқсас  принципте жұмыс істейтін мынадай  құрамнан

тұрады:

1. орталық процессор;

2. енгізу құрылғысы;

3. есте сақтау  құрылғысы;

4. шығару құрылғысы. 

Орталық процессор барлық, есептеу және информация

өңдірістерін  орындайды. Бір интегралдық схемадан тұратын

процессор микропроцессор деп аталады. Күрделі машиналарда

процессор бір-бірімен  өзара байланысты бірнеше интегралдық

схемалар жиынынан тұрады. 

Енгізу  қүрылғысы информацияны компьютерге енгізу

қызметін атқарады. 

Есте  сақтау құрылғысы программаларды, мәліметтерді

және жұмыс  нәтижелерін компыбтер жадына сақтауға арналғаа

Шығару  құрылгысы компьютердің жүмыс нәтижесін

адамдарға жеткізу  үшін қолданылады. 

2.3. Дербес ЭЕМ

2.3.1. Дербес ЭЕМ-нің элементтік базасы

Дербес __________ЭЕМ-нің (ДЭЕМ) элементтік базасы болатын

электрондық компоншттері информация өңдеудің белгілі бір

қызметін немесе оны сақтау ісін аткарады. Мұндай

компоненттер  интегралдык схемалар деп аталады.

Интегралдық схема  металдан не пластмассадан жасалған

қорапқа салынған жартылай өткізгішті кристалдардан түрады.

Жіңішке жіп  секілді арнайы сымдар осы кристалды  қораптың

шеткі тақшаларымен жалғастырады.

Жартылай өткізгішті кристалл көбівесе өте таза кремнийден

жасалады, оны  жасауда вакуумдық бүрку, тырналау,

қоспаларды иондық түрде енгізу, дәлме-дәл фотолитография

тәрізді және де басқа жоғары сапалы технологиялар

қолданылады. 

Осындай күрделі  технология нәтижесінде кристалда  электр

схемасына біріктірілгш "электрондық молекулалар" жасалады.

Олар бір кристалл көлемінде (5x5 мм) жүз мыңнан аса бір-

бірімен байланысқан "электрондық молекулаларды"

қүрастырып, өте  күрделі информацияны түрлендіру

жүмыстарын орындай  алады. Мүмкін болашақта осындай

схемалар элементтері  рөлін тікелей ұғымдағы заттардьщ

молекулалары  атқаратын шығар. 

Интегралдық схемаларды жасау, тексеру, олардың

сапаларын бақылау - барлығы да автоматтандырылған, оның

үстіне оларды сериялық түрде шығару да меңгерілген.

Интегралдық схемаларды шығаруды баспаханалардағы кітапты

көбейтіп шығарумен  салыстыруға болады. Олар өздерінің

атқаратын функцияларына  қарай ЭЕМ-нің әртүрлі тетіктерінің -

шифраторлардың, сумматорлардың, күшейткіштердің

түрлеріне байланысты бөлек-бөлек топтарға жіктеліп, ]

серияларға бөлініп  шығарылады. 

Бұл схемалардың интегралдық (біріктірілген) деп аталу

себебі олардың  бір кристалы күрделі логикалық  функциялардың

белгілі біреуін  орындай алады, сосын олардан  транзисторлар

м е н д  и о д т а р д а н  к ү р а с т ы р ы  л а т ы н с и я қ  т ы м а ш и н а

қондырғылары  оңай жасалады.

ДЭЕМ бірыңғай аппараттық жүйеге біріктірілген техникалық

электрондық қүрылғылар жиынынан түрады. ДЭЕМ қүрамына

кіретін барлық қүрылғыларды олардың функционалдық