Kompüterin funksional strukturu. Fərdi kompüterin funksional və struktur təşkili. Məlumatların emalı sistemi kimi kompüterin funksiyaları
Təqdimatın fərdi slaydlarla təsviri:
1 slayd
Slayd təsviri:
2 slayd
Slayd təsviri:
Daxili yaddaş elektrik enerjisi ilə işləyərkən məlumatları saxlayan elektron cihazdır. Kompüter şəbəkədən ayrıldıqda, məlumat təsadüfi giriş yaddaşı yox olur. Proqram qovluğunda saxlanılır daxili yaddaş kompüter. (Von Neuman prinsipi - saxlanılan proqram prinsipi). Xarici yaddaş müxtəlif maqnit daşıyıcılarıdır (lentlər, disklər), optik disklər. Onlar haqqında məlumatların saxlanması daimi enerji təchizatı tələb etmir. Şəkildə iki növ yaddaş nəzərə alınmaqla kompüter strukturunun diaqramı göstərilir. Oklar istiqamətləri göstərir məlumat mübadiləsi
3 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
1. Cihazlar daxildir sistem vahidi 1.1. Ana plata Ana plata siqnalları bir cihazdan digərinə ötürməklə bütün PC cihazları arasında əlaqəni təmin edir. Bir səthdə ana plata digər cihazların quraşdırılması üçün nəzərdə tutulmuş çoxlu sayda bağlayıcı var: prizlər – prosessorlar üçün yuvalar; yuvalar - RAM və genişləndirmə kartları üçün bağlayıcılar; I/O port nəzarətçiləri. Ana plata - çap dövrə lövhəsi, kompüter sisteminin əksər komponentlərinin quraşdırıldığı. Adı ingilis anakartından gəlir, bəzən MB abbreviaturası və ya mainboard sözü istifadə olunur - main board.
4 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
A – mərkəzi prosessorun birləşdiricisi (soketi) B – RAM üçün birləşdiricilər C – video kartı, daxili modemi və s. birləşdirmək üçün birləşdiricilər. D – xarici giriş/çıxış qurğularını birləşdirmək üçün birləşdiricilər 1. Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.1. Anakart Şəkildə göstərilən bağlayıcıları (kommutasiya üçün qurğular) və onların təyinatına uyğunlaşdırın:
5 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
Prosessorda fan (soyuducu) ilə soyudulan böyük radiator var. Struktur olaraq, prosessor məlumatların nəinki saxlanıla, həm də dəyişdirilə biləcəyi xanalardan ibarətdir. Prosessorun daxili xanalarına registrlər deyilir. Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.2. Mərkəzi prosessor Mərkəzi prosessor və ya mərkəzi prosessor (CPU) bütün hesablamaların aparıldığı əsas kompüter çipidir.
6 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
Ünvan avtobusu. U Intel prosessorları Pentium (və onlar indiki vaxtda fərdi kompüterlərdə ən çox yayılmışdır) 32 bitlik ünvan avtobusuna malikdir, yəni 32 paralel xəttdən ibarətdir. Məlumat avtobusu. Bu avtobus məlumatları RAM-dan prosessor registrlərinə və geriyə köçürür. Intel Pentium prosessorları üzərində qurulmuş kompüterlərdə verilənlər şini 64-bitdir, yəni 64 sətirdən ibarətdir, onlar boyunca emal üçün bir anda 8 bayt qəbul edilir. Komanda avtobusu. Prosessorun məlumatları emal etməsi üçün ona təlimat lazımdır. O, registrlərində saxlanan baytlarla nə edəcəyini bilməlidir. Bu əmrlər də prosessora RAM-dan gəlir, lakin verilənlər massivlərinin saxlandığı ərazilərdən deyil, proqramların saxlandığı yerdən. Əmrlər də baytlarla təmsil olunur. Ən çox sadə əmrlər bir bayta sığır, lakin iki, üç və ya daha çox bayt tələb edənlər də var. Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.2. Mərkəzi İşlem Birimi Prosessor kompüterin qalan qurğularına və ilk növbədə operativ yaddaşa avtobus adlanan bir neçə konduktor qrupu vasitəsilə qoşulur. Üç əsas avtobus var: məlumat avtobusu, ünvan avtobusu və komanda avtobusu.
7 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
Prosessorun işləmə gərginliyi anakart tərəfindən təmin edilir, buna görə də müxtəlif marka prosessorlar müxtəlif anakartlara uyğun gəlir (onlar birlikdə seçilməlidir). Erkən prosessor modelləri var idi əməliyyat gərginliyi 5V və hazırda 3V-dən azdır. Prosessorun tutumu onun registrlərində bir anda (bir saat dövründə) neçə bit məlumat qəbul edə və emal edə biləcəyini göstərir. İlk prosessorlar 4 bit idi. Prosessor adi saatda olduğu kimi eyni saat prinsipinə əsaslanır. Hər bir əmrin yerinə yetirilməsi müəyyən sayda saat dövrünü alır. Fərdi kompüterdə saat impulsları ana platada yerləşən mikroprosessor dəstinə (çipset) daxil olan mikrosxemlərdən biri tərəfindən təyin edilir. Prosessora daxil olan takt tezliyi nə qədər yüksək olarsa, o, vahid vaxtda bir o qədər çox əmr yerinə yetirə bilər, prosessorun performansı bir o qədər yüksək olar. Prosessor daxilində məlumat mübadiləsi digər cihazlarla, məsələn, RAM ilə mübadilədən bir neçə dəfə tez baş verir. RAM-a girişlərin sayını azaltmaq üçün prosessorun daxilində bufer sahəsi - sözdə yaddaş yaddaşı yaradılır. Bu, "super RAM" kimidir. Prosessor məlumatlara ehtiyac duyduqda, o, ilk növbədə keş yaddaşına daxil olur və yalnız lazımi məlumat olmadıqda, 1.2 sistem blokuna daxil olan Cihazların RAM-a daxil olur. Mərkəzi prosessor Prosessorların əsas parametrləri bunlardır: iş gərginliyi, bit dərinliyi, əməliyyat takt tezliyi, daxili takt tezliyinin çoxalma faktoru və keş yaddaşının ölçüsü.
8 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
İki növ RAM var - təsadüfi giriş yaddaşı (RAM - Random Access Memory) və yalnız oxumaq üçün yaddaş (ROM - Read Only Memory). Təsadüfi giriş yaddaşı (RAM) kompüter işləyərkən proqramları, məlumatları və hesablamaların aralıq nəticələrini saxlamaq üçün istifadə olunur. Məlumat, məsələn, maqnit lenti ilə işləyərkən olduğu kimi, ciddi ardıcıllıqla deyil, təsadüfi qaydada yaddaşdan seçilə bilər. Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.3. Random access memory Random access memory (RAM - təsadüfi giriş yaddaşı). Yalnız oxumaq üçün yaddaş (ROM) daimi yer üçün istifadə olunur müəyyən proqramlar məsələn, proqramlar bootstrap Kompüter – BIOS (əsas giriş-çıxış sistemi – əsas sistem I/O). Bu yaddaşın məzmunu kompüter işləyərkən dəyişdirilə bilməz. RAM uçucudur, yəni məlumatlar yalnız PC söndürülənə qədər orada saxlanılır.
Slayd 9
Slayd təsviri:
“Floppy” diskdən (disketdən) fərqli olaraq, sabit diskdəki məlumat ferromaqnit material təbəqəsi ilə örtülmüş sərt (alüminium və ya şüşə) lövhələrdə qeyd olunur. İş rejimində oxunan başlıqlar disklərin sürətli fırlanması zamanı yaranan hava təbəqəsi səbəbindən plitələrin səthinə toxunmur. Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.4. HDD Sərt disk sürücüsü, sabit disk və ya sabit disk (İngiliscə Hard Disk Drive, HDD) - uçucu olmayan, yenidən yazıla bilən kompüter saxlama cihazı
10 slayd
Slayd təsviri:
Sərt disk "Winchester" adını 1973-cü ildə ilk dəfə diskləri və oxunuş başlıqlarını bir parça korpusda birləşdirən 3340 sabit disk modelini buraxan IBM sayəsində aldı. Onu inkişaf etdirərkən mühəndislər hər biri 30 MB olan iki modul (maksimum konfiqurasiyada) mənasını verən "30-30" qısa daxili adından istifadə etdilər. Layihə meneceri Kenneth Houghton, məşhur ov tüfənginin "Winchester 30-30" təyinatına uyğun olaraq, bu diski "Winchester" adlandırmağı təklif etdi. Avropa və Amerikada "Winchester" adı 1990-cı illərdə istifadədən çıxdı; rus kompüter jarqonunda "sabit disk" adı qorunub saxlanılıb, "vida" sözünə qısaldılıb. Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.4. HDD
11 slayd
Slayd təsviri:
İnterfeys məlumatların ötürülməsi üçün istifadə olunan bir üsuldur. Müasir disklər ATA (IDE, EIDE), Serial ATA, SCSI, SAS, FireWire, USB və Fiber Kanal interfeyslərindən istifadə edə bilər. Tutum sürücü tərəfindən saxlanıla bilən məlumatların miqdarıdır. Müasir cihazların tutumu 1,5 TB-a çata bilər, tutumu 80, 120, 200, 320 GB olan sərt disklər bu gün fərdi kompüterlərdə yayılmışdır. Kompüter elmində qəbul edilmiş 1024 (kilo = 1024) qatını bildirən prefikslər sistemindən fərqli olaraq, konteyner təyin edilərkən istehsalçılar sabit disklər 1000-ə qatlar istifadə olunur. Beləliklə, məsələn, "əsl" bir konteyner sərt disk, "200 GB" olaraq etiketlənmiş, 186,2 GB-dır. Fiziki ölçü - Fərdi kompüterlər və serverlər üçün demək olar ki, bütün müasir disklər 3,5 və ya 2,5 düym ölçülüdür. Sonuncular daha çox noutbuklarda istifadə olunur. İş mili sürəti dəqiqədə mil dövrələrinin sayıdır. Giriş vaxtı və məlumat ötürmə sürəti əsasən bu parametrdən asılıdır. Hazırda sərt disklər aşağıdakı standart fırlanma sürətləri ilə istehsal olunur: 4200, 5400 və 7200 (noutbuklar), 7200 və 10000 (fərdi kompüterlər), 10000 və 15000 rpm. (serverlər və yüksək performanslı iş stansiyaları). Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.4. Sərt diskin texniki xüsusiyyətləri
12 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
Adətən video kart genişləndirmə kartıdır və ana platada video kartlar üçün xüsusi yuvaya (ISA, VLB, PCI, AGP, PCI-Express) daxil edilir, lakin o, həm də quraşdırıla bilər. Müasir qrafik kartı aşağıdakı əsas hissələrdən ibarətdir: Qrafik emal bloku (GPU) - çıxış şəklinin hesablamaları ilə məşğul olur və sizi bu məsuliyyətdən azad edir. CPU, əmrləri emal etmək üçün hesablamalar aparır 3D qrafika. Qrafik kart (həmçinin qrafik kartı, video kart, video adapter kimi də tanınır) kompüterin yaddaşında saxlanılan təsviri monitor üçün video siqnala çevirən qurğudur. Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.5. Qrafik kart Video nəzarətçi - video yaddaşda şəkillərin yaradılmasına cavabdehdir. Video yaddaş - görüntünün monitor ekranında göstərilməsi üçün rəqəmsal formatda saxlandığı bufer rolunu oynayır. Rəqəmsal-analoq çeviricisi (DAC) - video nəzarətçi tərəfindən yaradılan təsviri analoq monitora verilən rəng intensivliyi səviyyələrinə çevirmək üçün istifadə olunur.
Slayd 13
Slayd təsviri:
Ana platada səs kartı ISA (eski format) və ya PCI (müasir format) yuvalarına quraşdırılmışdır. Səs kartı quraşdırıldıqda, 1.6 sistem blokuna daxil olan dinamikləri, qulaqlıqları və mikrofonu birləşdirmək üçün portlar kompüter korpusunun arxa panelində görünür. Səs kartı Səs kartı (həmçinin deyilir səs kartı, audio adapter) müxtəlif faylları yazmaq və oxutmaq üçün istifadə olunur səs siqnalları: nitq, musiqi, səs effektləri. 1.7. Şəbəkə Kartı Şəbəkə Kartı (həmçinin kimi tanınır LAN kartı, şəbəkə adapteri, Ethernet kartı, NIC (İngilis dili şəbəkə interfeysi kartı)) - kompüterlərin bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəsini təmin edən çap dövrə lövhəsi yerli şəbəkə. Tipik olaraq, şəbəkə kartı ayrı bir cihaz kimi gəlir və anakartın genişləndirmə yuvalarına daxil edilir (əsasən PCI, erkən modellər ISA avtobusundan istifadə edirdi).
14 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
Tipik olaraq, disket ferromaqnit təbəqə ilə örtülmüş çevik plastik boşqabdır, buna görə də ingilis dilində "disket" adı verilir. Bu lövhə maqnit təbəqəsini fiziki zədələrdən qoruyan qoruyucu qabığa yerləşdirilir. Qabıq çevik və ya davamlı ola bilər. Floppy disklər xüsusi qurğudan - disketdən istifadə etməklə yazılır və oxunur. Floppy disklər adətən məlumatlara yalnız oxumaq üçün giriş imkanı verən yazmadan qorunma xüsusiyyətinə malikdir. Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.8. 3,5 düymlük disket nisbətən kiçik məlumatların təkrar yazılması və saxlanması üçün istifadə edilən daşınan maqnit yaddaş vasitəsidir, diametri 200 mm (8″) və tutumu 80 kilobayt olan ilk disket 1971-ci ildə IBM tərəfindən təqdim edilmişdir. 1981, Sony bazara 3½" (90 mm) diametrli disket təqdim edildi. Onun sonrakı versiyası 1440 kilobayt və ya 1,40 meqabayt tutuma malikdir. Məhz bu tip disketlər standart oldu və hələ də qalmaqdadır. bu gün istifadə olunur.
15 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.9. Kompakt Disk Yaddaşı Rəqəmsal məlumat CD-də növbəli çuxurlar (yansıtmayan ləkələr) və işığı əks etdirən adalarla təmsil olunur. CD-də diskin xarici diametrindən daxili diametrə qədər uzanan davamlı spiral şəklində yalnız bir fiziki yol var. CD-dən məlumatın oxunması lazer şüasının köməyi ilə həyata keçirilir, əks etdirici adaya düşərək, bunu belə şərh edən bir fotodetektora yönləndirilir. ikili bir. Boşluğa daxil olan lazer şüası səpələnir və udulur: fotodetektor ikili sıfırı qeyd edir. Sürücü üçün məlumat ötürmə sürəti diskin fırlanma sürəti ilə müəyyən edilir. Adətən məlumatların oxunma sürəti təxminən 150 KB/s olan Audio CD standartı ilə müqayisədə göstərilir. Bunlar. CDx2 o deməkdir ki, belə bir disklə məlumat mübadiləsi sürəti 150 KB/s-dən iki dəfə yüksəkdir. Maksimum sürət CD fırlanma sürəti Audio CD oxuma sürətini 52 dəfə üstələyir. 52x150 KB/s=7800 KB/s. Hal-hazırda, bir dəfə yazmaq (CD-R) və yenidən yazma (CD-RW) məlumatı olan disklər kütləvi istifadəçi üçün əlçatan olmuşdur.
16 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
Sistem blokuna daxil olan qurğular 1.10. DVD diskləri DVD-lər(Digital Versatile Disc, rəqəmsal çoxməqsədli və ya universal, disk) tammetrajlı filmləri, musiqiləri saxlamaq üçün istifadə olunan yüksək tutumlu optik disklərdir. Yüksək keyfiyyət, kompüter proqramları. Tutumu ilə fərqlənən bir neçə DVD variantı var: birtərəfli və ikitərəfli, tək qatlı və ikiqatlı. Birtərəfli, bir qatlı DVD-lərin tutumu 4,7 GB məlumat, ikiqat - 8,5 GB; ikitərəfli tək qatlılar 9,4 GB, ikiqatlılar isə 17 GB tutur. Lazer şüası normaldır CD-ROM sürücüsü dalğa uzunluğu 780 nm, DVD cihazlarında isə 635 nm-dən 650 nm-ə qədərdir, buna görə DVD-nin qeyd sıxlığı əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. DVD-dən məlumatları təxminən 1,2 MB/s sürətlə oxumaqla yanaşı, DVD diskləri adi CD-ROM-ları təxminən 8-10 sürətli CD-ROM sürücülərinə bərabər sürətlə oxuya bilir.
18 sürüşdürmə
Slayd təsviri:
Fərdi kompüterlər indi geniş yayıldığı üçün onların funksional və struktur təşkilatı Gəlin buna ətraflı baxaq.
Əsas PC blokları və onların təyinatı
Struktur sxemi Şəxsi kompüterŞəkildə göstərilmişdir. 3.13.
düyü. 3.13. PC blok diaqramı
Mikroprosessor
Mikroprosessor ( MP) bütün maşın bloklarının işini idarə etmək və məlumat üzərində hesab və məntiqi əməliyyatları yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuş mərkəzi PC cihazıdır.
Mikroprosessor bir neçə komponentdən ibarətdir.
İdarəetmə qurğusu (CU): yerinə yetirilən əməliyyatın xüsusiyyətləri və əvvəlki əməliyyatların nəticələri ilə müəyyən edilmiş müəyyən idarəetmə siqnallarını (idarəetmə impulslarını) lazımi vaxtlarda yaradır və maşının bütün bloklarına verir; yerinə yetirilən əməliyyatın istifadə etdiyi yaddaş hüceyrələrinin ünvanlarını yaradır və bu ünvanları kompüterin müvafiq bloklarına ötürür; Nəzarət cihazı saat impuls generatorundan impulsların istinad ardıcıllığını alır.
Arifmetik-məntiqi vahid (ALU): ədədi və simvolik məlumatlar üzərində bütün arifmetik və məntiqi əməliyyatları yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur (bəzi PC modellərində əməliyyatların icrasını sürətləndirmək üçün ALU-ya əlavə riyazi soprosessor qoşulur. ).
Mikroprosessor yaddaşı (MPM): maşının işinin növbəti dövrlərində bilavasitə istifadə olunan məlumatların qısamüddətli saxlanması, qeydə alınması və çıxarılması üçün nəzərdə tutulmuşdur; MPP, maşının yüksək sürətini təmin etmək üçün registrlər üzərində qurulmuşdur, çünki əsas yaddaş (RAM) həmişə lazım olan məlumatların yazılması, axtarışı və oxunması sürətini təmin etmir. səmərəli iş yüksək sürətli mikroprosessor. Registrlər müxtəlif uzunluqlu yüksək sürətli yaddaş hüceyrələridir (standart uzunluğu 1 bayt və daha aşağı sürətə malik olan OP hüceyrələrindən fərqli olaraq).
Mikroprosessor interfeys sistemi digər PC cihazları ilə cütləşmə və əlaqə üçün nəzərdə tutulmuşdur; daxili MP interfeysi, bufer saxlama registrləri və giriş/çıxış portları (I/O) və sistem avtobusu üçün idarəetmə sxemləri daxildir.
Beləliklə, interfeys kompüter cihazlarını cütləşdirmək və birləşdirmək, onların effektiv qarşılıqlı əlaqəsini təmin etmək üçün vasitələr toplusudur.
Giriş/çıxış portu - MP-nin digər qurğularla məlumat mübadiləsi apardığı PC sistem interfeysinin elementləri.
Saat impuls generatoru elektrik impulslarının ardıcıllığını yaradır, onların tezliyi mikroprosessorun takt tezliyini təyin edir. Qonşu impulslar arasındakı vaxt intervalı bir dövrün vaxtını və ya sadəcə olaraq maşının dövrəsini müəyyən edir. Saat impuls generatorunun tezliyi fərdi kompüterin əsas xüsusiyyətlərindən biridir və kompüterdə hər bir əməliyyat müəyyən sayda saat dövrlərində yerinə yetirildiyi üçün onun işləmə sürətini əsasən müəyyən edir.
Sistem avtobusu
Sistem avtobusu kompüterin əsas interfeys sistemidir, onun bütün qurğularının bir-biri ilə əlaqəsini və əlaqəsini təmin edir. Sistem avtobusuna daxildir:
operandın rəqəmsal kodunun (maşın sözünün) bütün bitlərinin paralel ötürülməsi üçün naqilləri və interfeys sxemlərini ehtiva edən kod məlumat şini (CDB);
əsas yaddaş xanasının ünvan kodunun bütün bitlərinin və ya xarici cihazın giriş/çıxış portunun paralel ötürülməsi üçün naqilləri və interfeys sxemlərini ehtiva edən ünvan kodu avtobusu (ACBA);
təlimatları (idarəetmə siqnalları, impulslar) maşının bütün bloklarına ötürmək üçün naqillər və interfeys sxemləri olan kodlaşdırılmış təlimat şini (IBC);
kompüter bloklarını enerji təchizatı sisteminə qoşmaq üçün naqilləri və interfeys sxemlərini ehtiva edən güc avtobusu.
Sistem avtobusu məlumat ötürülməsinin üç istiqamətini təmin edir:
mikroprosessor və əsas yaddaş arasında;
mikroprosessor və xarici cihazların giriş/çıxış portları arasında;
əsas yaddaş və xarici cihazların giriş/çıxış portları arasında (birbaşa yaddaşa giriş rejimində).
Bütün bloklar, daha doğrusu, onların giriş/çıxış portları müvafiq vahid birləşdiricilər (qovşaqlar) vasitəsilə eyni şəkildə avtobusa qoşulur: birbaşa və ya nəzarətçilər (adapterlər) vasitəsilə. Sistem avtobusu mikroprosessor tərəfindən birbaşa və ya daha tez-tez əlavə nəzarətçi çipi vasitəsilə idarə olunur təkərlər, əsas idarəetmə siqnallarını təşkil edir. Xarici qurğularla sistem avtobusu arasında məlumat mübadiləsi ASCII kodlarından istifadə etməklə həyata keçirilir.
Əsas yaddaş
Əsas yaddaş (RAM) məlumatı saxlamaq və maşının digər bölmələri ilə tez mübadilə etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. OP iki növ saxlama qurğusundan ibarətdir: yalnız oxunan yaddaş (ROM) və təsadüfi giriş yaddaşı (RAM).
ROM (ROM - Read Only Memory) dəyişməz (daimi) proqramı saxlamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur və istinad məlumatı; yalnız onda saxlanılan məlumatları tez oxumağa imkan verir (ROM-dakı məlumatları dəyişdirə bilməzsiniz);
RAM (RAM - Random Access Memory) cari vaxt ərzində PC tərəfindən həyata keçirilən məlumat və hesablama prosesində bilavasitə iştirak edən məlumatların (proqramların və verilənlərin) onlayn qeydi, saxlanması və oxunması üçün nəzərdə tutulmuşdur.
RAM-ın əsas üstünlükləri onun yüksək performansı və hər bir yaddaş hüceyrəsinə ayrıca daxil olmaq imkanıdır (xanaya birbaşa ünvan girişi). RAM-ın dezavantajı kimi qeyd etmək lazımdır ki, maşının gücünü söndürdükdən sonra onda məlumatı saxlamaq mümkün deyil (dəyişkənlikdən asılılıq).
Əsas yaddaşa əlavə olaraq sistem lövhəsi PC qeyri-sabit yaddaşa malikdir CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor RAM), daim öz batareyası ilə işləyir; o, sistem hər dəfə işə salındıqda yoxlanılan PC aparatının konfiqurasiyası (kompüterdə mövcud olan bütün avadanlıqlar haqqında) haqqında məlumatları saxlayır.
Xarici yaddaş
Xarici yaddaş xarici PC cihazlarına aiddir və problemləri həll etmək üçün nə vaxtsa tələb oluna biləcək hər hansı məlumatın uzunmüddətli saxlanması üçün istifadə olunur. Xüsusilə, bütün kompüter proqramları xarici yaddaşda saxlanılır. Xarici yaddaş müxtəlif tipli saxlama cihazları ilə təmsil olunur, lakin onlardan ən çox yayılmış, demək olar ki, hər hansı bir kompüterdə mövcud olan blok diaqramda göstərilən sabit disklərdir. (HDD) və çevik (FLMD) maqnit diskləri.
Bu sürücülərin məqsədi böyük həcmdə məlumat saxlamaq, məlumatı qeyd etmək və sorğu əsasında təsadüfi giriş yaddaş qurğusuna verməkdir. Sərt disklər və düz disklər konstruksiyasına, saxlanılan məlumatların həcminə və onun axtarışına, yazılmasına və oxunmasına sərf olunan vaxta görə fərqlənir. Xarici yaddaş qurğuları kimi də tez-tez optik disklər (CD ROM - Compact) istifadə olunur. Disk Oxu Yalnız Yaddaş) və daha az tez-tez - kaset maqnit lentində saxlama cihazları (NKML, axınlar).
Enerji təchizatı
Enerji təchizatı - fərdi kompüter üçün muxtar və şəbəkə enerji təchizatı sistemlərini ehtiva edən vahid.
Taymer
Taymer - maşında Rəqəmsal saat real vaxt, lazım gələrsə, cari anın vaxtında avtomatik qeydini təmin edir (il, ay, saat, dəqiqə, saniyə və saniyələrin fraksiyaları). Taymer avtonom enerji mənbəyinə - akkumulyatora qoşulur və maşın enerji təchizatından ayrıldıqda işləməyə davam edir.
Xarici cihazlar
PC-nin xarici cihazları (ED) hər hansı bir hesablama kompleksinin ən vacib komponentidir;
PC kompüterləri maşının ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsini təmin edir: istifadəçilər, idarəetmə obyektləri və digər kompüterlər.
Xarici cihazlara aşağıdakılar daxildir:
xarici yaddaş cihazları (VRAM) və ya xarici yaddaş PC;
istifadəçi dialoq vasitələri;
məlumat daxiletmə qurğuları;
məlumat çıxışı cihazları;
rabitə və telekommunikasiya vasitələri.
İstifadəçi dialoq vasitələrinə aşağıdakılar daxildir:
video monitor (video terminal, displey ) - PC-dən məlumatın giriş və çıxışını göstərmək üçün cihaz;
nitq daxil-çıxış cihazları multimedia vasitələrini sürətlə inkişaf etdirir. Bunlar fərqli mikrofonlardır Akustik sistemlər, insanların danışdığı hərfləri və sözləri tanımağa, onları müəyyən etməyə və kodlaşdırmağa imkan verən mürəkkəb proqram təminatı ilə “səs siçanları”; rəqəmsal kodları hərflərə və sözlərə çevirən, dinamiklər (dinamiklər) və ya kompüterə qoşulmuş dinamiklər vasitəsilə təkrarlanan səs sintezatorları.
Məlumat daxiletmə cihazlarına aşağıdakılar daxildir:
klaviatura - ədədi, mətn və idarəetmə məlumatlarını kompüterə əl ilə daxil etmək üçün cihaz;
qrafik planşetlər(rəqəmsallaşdırıcılar) - əllə daxiletmə qurğuları qrafik məlumat, planşet üzərində xüsusi göstərici (qələm) hərəkət etdirərək şəkillər; qələmi hərəkət etdirdikdə onun yerləşdiyi yerin koordinatları avtomatik oxunur və bu koordinatlar PC-yə daxil edilir;
skanerlər (oxuyan maşınlar) - kağız və plyonka daşıyıcılarından avtomatik oxumaq və maşınla yazılmış mətnləri, qrafikləri, şəkilləri, çertyojları fərdi kompüterə daxil etmək üçün avadanlıq;
kursorun ekran boyu hərəkətinə nəzarət etməklə, ardınca kursor koordinatlarını kodlaşdırmaqla və onları PC-yə daxil etməklə (joystick - qolu, siçan, trekbol - top) ekrana qrafik məlumatları daxil etmək üçün nəzərdə tutulmuş hədəf təyinetmə cihazları (qrafik manipulyatorlar) çərçivədə, yüngül qələm və s.) d.);
toxunma ekranları- giriş üçün fərdi elementlərşəkillər, proqramlar və ya əmrlər PC-dəki ekran ekranından.
İnformasiya çıxışı cihazlarına aşağıdakılar daxildir:
printerlər - informasiyanın kağız və ya plyonka daşıyıcılarına yazılması üçün çap cihazları;
plotterlər (plotterlər) - qrafik məlumatları (qrafiklər, çertyojlar, çertyojlar) kompüterdən kağıza çıxarmaq üçün qurğular.
Rabitə və telekommunikasiya qurğuları alətlər və digər avtomatlaşdırma avadanlığı ilə (interfeys adapterləri, adapterlər, rəqəmsal-analoq və analoqdan rəqəmə çeviricilər və s.) və fərdi kompüteri rabitə kanallarına, digər kompüterlərə və kompüter şəbəkələrinə qoşmaq üçün (şəbəkə interfeysi kartları və kartları - şəbəkə adapterləri, "qovşaqlar", məlumat ötürmə multipleksorları, modemlər - modulyatorlar/demodulyatorlar).
Xüsusilə Şəkildə göstərilmişdir. 4.1 şəbəkə adapteri PC-nin xarici interfeysinə aiddir və onun bir hissəsi kimi işləyərkən digər kompüterlərlə məlumat mübadiləsi məqsədilə onu rabitə kanalına qoşmaq üçün istifadə olunur. kompüter şəbəkəsi. kimi şəbəkə adapteriÇox vaxt modem istifadə olunur.
Yuxarıda göstərilən cihazların çoxu şərti olaraq təyin edilmiş multimedia alətləri qrupuna aiddir.
Multimedia (multimedia, multimedia) aparat kompleksidir və proqram təminatı, insana müxtəlif təbii mühitlərdən istifadə edərək kompüterlə ünsiyyət qurmağa imkan verir: səs, video, qrafika, mətnlər, animasiya və s. Multimedia nitq daxiletmə qurğuları və nitq çıxarma qurğularını əhatə edir; mikrofonlar və videokameralar, gücləndiricilərlə akustik və video oynatma sistemləri, səs dinamikləri, böyük video ekranlar; səs və video adapterləri, videomagnitofondan və ya videokameradan şəkilləri çəkən və onu PC-yə daxil edən videoçəkmə kartları; çap olunmuş mətnləri və rəsmləri kompüterə avtomatik daxil etməyə imkan verən artıq geniş yayılmış skanerlər; nəhayət, optik disklərdə olan xarici yüksək tutumlu yaddaş qurğuları, tez-tez audio və video məlumatlarını yazmaq üçün istifadə olunur.
Ən çox yayılmış kompüter sistemi - fərdi kompüter nümunəsindən istifadə edərək kompüterin strukturuna baxaq. Fərdi kompüter (PC) nisbətən ucuz adlanır universal mikrokompüter, bir istifadəçi üçün nəzərdə tutulmuşdur. Fərdi kompüterlər adətən açıq arxitektura prinsipi əsasında tərtib edilir.
Açıq memarlıq prinsipi aşağıdakı kimidir:
· Yalnız kompüterin iş prinsipinin təsviri və onun konfiqurasiyası (müəyyən aparat kompleksi və onlar arasında əlaqə) tənzimlənir və standartlaşdırılır. Beləliklə, kompüter müstəqil istehsalçılar tərəfindən hazırlanmış və istehsal edilmiş fərdi komponentlərdən və hissələrdən yığıla bilər.
· İstifadəçinin verilmiş standarta cavab verən müxtəlif cihazları daxil edə biləcəyi və bununla da maşını şəxsi üstünlüklərinə uyğun olaraq konfiqurasiya edə biləcəyi daxili genişləndirmə yuvalarının olması səbəbindən kompüter asanlıqla genişləndirilir və təkmilləşdirilir.
Kompüter sisteminin əsas funksional komponentlərini onların qarşılıqlı əlaqəsində göstərən sadələşdirilmiş blok-sxem (Şəkil 8.6).
Şəkil 9.6 – Birləşdirilmiş periferik qurğularla fərdi kompüterin ümumi quruluşu
Şəkil 9.7 – Fərdi kompüterin blok diaqramı
Əsas komponentlərin funksional məqsədini təhlil edək.
Mikroprosessor (Millət vəkili). Bu, maşının bütün bloklarının işinə nəzarət etmək və məlumat üzərində hesab və məntiqi əməliyyatları yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuş PC-nin mərkəzi bölməsidir.
Mikroprosessor daxildir:
· nəzarət cihazı(CU) - lazımi vaxtlarda maşının bütün bloklarına müəyyən idarəetmə siqnallarını (idarəetmə impulslarını) yaradır və verir; nəzarət cihazı saat impuls generatorundan impulsların istinad ardıcıllığını alır;
· arifmetik məntiq vahidi(ALU) - ədədi və simvolik informasiya üzərində bütün hesab və məntiqi əməliyyatları yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur (bəzi PC modellərində əməliyyatların icrasını sürətləndirmək üçün ALU-ya əlavə riyazi soprosessor qoşulur);
· mikroprosessor yaddaşı(MPP) - maşının işinin növbəti dövrlərində hesablamalarda bilavasitə istifadə olunan məlumatların qısamüddətli saxlanmasına, qeydinə və çıxarılmasına xidmət edir. (MPP registrlər üzərində qurulub və maşının yüksək sürətini təmin etmək üçün istifadə olunur, çünki əsas yaddaş (RAM) həmişə yüksək sürətli mikroprosessorun səmərəli işləməsi üçün lazım olan məlumatların yazılması, axtarışı və oxunması sürətini təmin etmir. )
mikroprosessor interfeys sistemi- digər PC cihazları ilə qoşalaşma və əlaqəni həyata keçirir; daxili MP interfeysi, bufer saxlama registrləri və giriş/çıxış portları (I/O) və sistem avtobusu üçün idarəetmə sxemləri daxildir. İnterfeys bütün fiziki və məntiqi parametrlərin bir-birinə uyğun olduğu iki cihazı cütləşdirmək vasitəsidir. Əgər interfeys ümumi qəbul edilibsə, məsələn, beynəlxalq müqavilələr səviyyəsində təsdiqlənibsə, o zaman standart adlanır.
Saat generatoru . Elektrik impulslarının ardıcıllığını yaradır; yaradılan impulsların tezliyi fərdi kompüterin əsas xüsusiyyətlərindən biri olan maşının takt tezliyini müəyyən edir və əsasən onun işləmə sürətini müəyyən edir, çünki maşında hər bir əməliyyat müəyyən sayda takt dövrlərində yerinə yetirilir. :
Sistem avtobusu . Bu, kompüterin bütün cihazlarının bir-biri ilə birləşməsini və əlaqəsini təmin edən əsas interfeys sistemidir. Sistem avtobusuna daxildir:
1. kod məlumat avtobusu (CDB);
2. ünvan kodu avtobusu (ACBA);
3. kod təlimat avtobusu (IBC);
4. enerji avtobusu
Sistem avtobusu məlumat ötürülməsinin üç istiqamətini təmin edir:
mikroprosessor və əsas yaddaş arasında;
· mikroprosessor və xarici cihazların giriş/çıxış portları arasında;
· əsas yaddaş və xarici cihazların giriş/çıxış portları arasında (birbaşa yaddaşa giriş rejimində).
Əsas yaddaş (OP). O, maşının digər bölmələri ilə məlumatın saxlanması və operativ mübadiləsi üçün nəzərdə tutulmuşdur. OP iki növ saxlama qurğusundan ibarətdir: yalnız oxunan yaddaş (ROM) və təsadüfi giriş yaddaşı (RAM).
ROM dəyişilməz (daimi) proqram və arayış məlumatlarının saxlanmasına xidmət edir və yalnız orada saxlanılan məlumatları tez oxumağa imkan verir (ROM-dakı məlumat dəyişdirilə bilməz).
ram cari vaxt ərzində kompüter tərəfindən həyata keçirilən məlumat və hesablama prosesində bilavasitə iştirak edən məlumatların (proqramların və verilənlərin) onlayn qeydi, saxlanması və oxunması üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Xarici yaddaş . Bu, xarici PC cihazlarına aiddir və istənilən məlumatın uzunmüddətli saxlanması üçün istifadə olunur. Xüsusilə, bütün kompüter proqramları xarici yaddaşda saxlanılır. Xarici yaddaş müxtəlif tipli saxlama qurğularını ehtiva edir, ən çox yayılmışları sabit disklər (HDD) və disketlərdir (FLMD).
Bu sürücülərin məqsədi böyük miqdarda məlumat saxlamaqdır
Enerji təchizatı . Bu, kompüter üçün muxtar və şəbəkə enerji təchizatı sistemlərini ehtiva edən blokdur.
Taymer . Bu, zəruri hallarda cari anın (il, ay, saat, dəqiqə, saniyə və saniyələrin fraksiyaları) avtomatik qeydini təmin edən maşındaxili elektron saatdır. Taymer avtonom enerji mənbəyinə - batareyaya qoşulur və maşın şəbəkədən ayrıldıqda işləməyə davam edir.
Xarici cihazlar (VU). Məqsədinə görə aşağıdakı cihazları ayırd etmək olar:
· xarici yaddaş qurğuları (SSD) və ya xarici kompüter yaddaşı;
· istifadəçi dialoq vasitələri;
· informasiya daxiletmə qurğuları;
· informasiya çıxarma qurğuları;
· rabitə və telekommunikasiya vasitələri.
İstifadəçinin interaktiv alətlərinə video monitorlar (displeylər), daha az tez-tez uzaqdan idarə olunan yazı maşınları (klaviaturalı printerlər) və nitq daxiletmə-çıxış cihazları daxildir.
Məlumat daxiletmə cihazlarına aşağıdakılar daxildir:
· klaviatura
· qrafik planşetlər (rəqəmsallaşdırıcılar) - planşet üzərində xüsusi göstəricini (qələm) hərəkət etdirərək qrafik məlumatı və təsvirləri əl ilə daxil etmək üçün; qələmi hərəkət etdirdikdə onun yerləşdiyi yerin koordinatları avtomatik oxunur və bu koordinatlar PC-yə daxil edilir;
· skanerlər;
· manipulyatorlar (göstərici qurğular): joystik - rıçaq, siçan, trekbol - çərçivədə top, işıq qələmi və s. - kursorun ekran boyunca hərəkətinə nəzarət etməklə, sonra kursoru kodlaşdırmaqla displey ekranına qrafik məlumatların daxil edilməsi üçün koordinatlar və onların PC-yə daxil edilməsi;
· sensor ekranlar - ayrı-ayrı təsvir elementlərini, proqramları və ya əmrləri split ekrandan fərdi kompüterə daxil etmək üçün.
İnformasiya çıxışı cihazlarına aşağıdakılar daxildir:
· printerlər
plotterlər (plotterlər)
İnterfeysləri əlaqələndirmək üçün periferik qurğular avtobusa birbaşa deyil, onların nəzarətçiləri (adapterləri) və təxminən bu sxemə uyğun portlar vasitəsilə birləşdirilir (Şəkil 8.8).
Şəkil 9.8 – Periferik qurğular üçün qoşulma diaqramı
Nəzarətçilər və adapterlərİnterfeyslərinin uyğunluğu məqsədilə kompüter cihazlarına verilən elektron sxemlər dəstləridir. Nəzarətçilər, əlavə olaraq, mikroprosessorun tələbi ilə periferik cihazları birbaşa idarə edirlər.
Limanlar qurğular bir və ya bir neçə giriş-çıxış registrindən ibarət müəyyən elektron sxemlərdir və kompüterin periferiyalarını mikroprosessorun xarici avtobuslarına qoşmağa imkan verir. Portlara standart interfeys cihazları da deyilir: serial, paralel və oyun portları (və ya interfeyslər).
Serial port prosessorla bayt-bayt, xarici qurğularla isə bit-bit məlumat mübadiləsi aparır. Paralel port bayt-bayt verilənləri qəbul edir və göndərir. TO serial port Adətən onlar siçan və modem kimi yavaş və ya kifayət qədər uzaq cihazları birləşdirir. Printer və skaner kimi daha sürətli cihazlar paralel porta qoşulur. Oyun portu vasitəsilə bir joystik birləşdirilir. Klaviatura və monitor sadəcə birləşdiricilər olan öz xüsusi portlarına qoşulub.
Əlavə sxemlər . Standart xarici cihazlarla yanaşı, bəzi əlavə lövhələr inteqral sxemlər, genişlənir və təkmilləşir funksionallıq mikroprosessor: riyazi soprosessor, yaddaşa birbaşa giriş nəzarətçisi, giriş/çıxış soprosessoru, kəsmə nəzarətçisi və s.
3. Mühazirə. Müasir yüksək performanslı kompüterlərin arxitekturası. Kompüterin funksional strukturu. Əsas əməliyyat anlayışları. Komputer proqramı. Alqoritmləşdirmənin əsasları.
Giriş cihazı
Yaddaş bloku
Arifmetik məntiq vahidi
Çıxış bloku
Nəzarət bloku
Əsas əməliyyat anlayışları
Avtobus quruluşu
Proqram təminatı
Kompüterdə məsələlərin hazırlanması və həlli mərhələləri
Alqoritmlər və onların təsviri üsulları
Kompüterin funksional strukturu
Şəkildən aşağıdakı kimi. 3.1, kompüter beş əsas, funksional müstəqil hissədən ibarətdir:
Giriş cihazı,
yaddaş cihazı,
Arifmetik məntiq vahidi,
Çıxış cihazı və
Nəzarət cihazı.
Daxiletmə qurğusu operatorlardan, klaviatura kimi elektromexaniki cihazlardan və ya şəbəkədəki digər kompüterlərdən rəqəmsal rabitə xətləri vasitəsilə kodlaşdırılmış məlumatları alır. Alınan məlumat ya sonradan istifadə etmək üçün kompüterin yaddaşında saxlanılır, ya da lazımi əməliyyatları yerinə yetirmək üçün arifmetik və məntiqi sxemlər tərəfindən dərhal istifadə olunur. Emal addımlarının ardıcıllığı yaddaşda saxlanılan proqram tərəfindən müəyyən edilir. Alınan nəticələr bir çıxış cihazı vasitəsilə xarici dünyaya geri göndərilir. Bütün bu hərəkətlər nəzarət bölməsi tərəfindən əlaqələndirilir. Şəkildə. 3.1. funksional cihazlar arasında əlaqələr qəsdən göstərilmir. Bu, belə əlaqələrin müxtəlif yollarla həyata keçirilə bilməsi ilə izah olunur. Necə dəqiqdir, bir az sonra başa düşəcəksiniz. Arifmetika və məntiqəsas idarəetmə sxemləri ilə birlikdə prosessor adlanır və birlikdə götürülmüş bütün giriş və çıxış avadanlığı çox vaxt giriş-çıxış vahidi adlanır.
İndi isə keçək kompüterdə işlənmiş informasiyaya. Onu iki əsas kateqoriyaya bölmək rahatdır: əmrlər və verilənlər. Əmrlərə və ya maşın təlimatlarına açıq şəkildə göstərişlər verilir:
Onlar kompüter daxilində, eləcə də kompüter və onun giriş/çıxış qurğuları arasında məlumat ötürülməsinə nəzarət edir;
Arifmetikanı təyin edin və məntiqi əməliyyatlar.
Bəzi tapşırıqları yerinə yetirən əmrlərin siyahısı proqram adlanır. Adətən proqramlar yaddaşda saxlanılır. Prosessor növbə ilə proqram təlimatlarını yaddaşdan alır və onların müəyyən etdiyi əməliyyatları həyata keçirir. Kompüter tamamilə saxlanılan proqram tərəfindən idarə olunur , operator və maşına qoşulmuş giriş/çıxış qurğuları tərəfindən kənar müdaxilə ehtimalı istisna olmaqla.
Məlumatlar, təlimatların operandları kimi istifadə olunan rəqəmlər və kodlanmış simvollardır. Bununla belə, “məlumat” termini tez-tez istənilən rəqəmsal məlumata istinad etmək üçün istifadə olunur. Bu tərifə görə, proqramın özü (yəni təlimatların siyahısı) başqa proqram tərəfindən işlənirsə, məlumat da hesab edilə bilər. Bir proqram tərəfindən digər proqram tərəfindən emal edilməsinə misal olaraq yüksək səviyyəli dildə yazılmış mənbə proqramının obyekt proqramı adlanan maşın dili proqramını təşkil edən maşın əmrləri siyahısına daxil edilməsini göstərmək olar. Mənbə proqramı onu maşın dili proqramına çevirən kompilyatora giriş kimi qəbul edilir.
düyü. 3.1. Kompüterin əsas funksional qurğuları
Kompüter tərəfindən emal edilməsi nəzərdə tutulan məlumat kompüterə uyğun formatda kodlaşdırılmalıdır. Müasir hardware əsasən əsaslanır rəqəmsal sxemlər, yalnız iki sabit vəziyyətə malikdir, ON və OFF (bax Mühazirə 2). Kodlaşdırma istənilən ədədi, simvolu və ya təlimatı bit adlanan ikili rəqəmlər sətirinə çevirir, onların hər biri iki mümkün qiymətdən birinə malikdir: 0 və ya 1. Rəqəmləri təmsil etmək üçün (4-cü fəsildə görəcəyiniz kimi) mövqeli ikili qeyd tez-tez istifadə olunur. Bəzən Binary-Coded Decimal (BCD) formatından istifadə olunur ki, burada hər onluq rəqəm dörd bitdən istifadə etməklə ayrıca kodlanır.
Hərflər və rəqəmlər də ikili kodlardan istifadə etməklə təmsil olunur. Onlar üçün bir neçə müxtəlif kodlaşdırma sxemləri hazırlanmışdır. Ən çox yayılmış sxemlər ASCII-dir (American Standard Code for Information Interchange). standart kod məlumat mübadiləsi üçün), burada hər bir simvol 7 bitlik kodla təmsil olunur və simvolu kodlaşdırmaq üçün 8 bitdən istifadə edən EBCDIC (Genişləndirilmiş Binary Coded Decimal Interchange Code).
3.1.1. Giriş cihazı
Kompüter, işi məlumatları oxumaq olan bir giriş cihazı vasitəsilə kodlaşdırılmış məlumatları qəbul edir. Ən çox yayılmış giriş cihazı klaviaturadır. İstifadəçi düyməni basdıqda, müvafiq hərf və ya rəqəm avtomatik olaraq xüsusi ikili koda çevrilir və kabel vasitəsilə yaddaşa və ya prosessora göndərilir.
Joystiklər, trekbollar və siçanlar da daxil olmaqla bir sıra digər giriş cihazları var. Onlar qrafik daxiletmə qurğuları kimi displeylə birlikdə istifadə olunur. Mikrofonlar səs daxil etmək üçün istifadə edilə bilər. Onların qəbul etdikləri səs vibrasiyaları ölçülür və çevrilir rəqəmsal kodlar saxlama və emal üçün.
3.1.2. Yaddaş bloku
Yaddaş blokunun məqsədi proqramları və məlumatları saxlamaqdır. Saxlama qurğularının iki sinfi var, yəni əsas və ikincil. İlkin yaddaş performansı əməliyyat sürəti ilə müəyyən edilən yaddaşdır elektron sxemlər. Proqram işləyərkən ilkin yaddaşda saxlanmalıdır. Bu yaddaş ibarətdir böyük miqdar hər biri bir bit məlumat saxlaya bilən yarımkeçirici hüceyrələr. Hüceyrələr nadir hallarda fərdi olaraq oxunur - onlar adətən sözlər adlanan sabit ölçülü qruplarda işlənir. Yaddaş elə təşkil olunub ki, n bitdən ibarət bir sözün məzmunu bir əsas əməliyyatda yazıla və ya oxuna bilsin.
Yaddaşdakı sözlərə çıxışı asanlaşdırmaq üçün hər bir sözlə ayrıca ünvan əlaqələndirilir. Ünvanlar sözlərin yaddaşdakı xüsusi yerlərini müəyyən edən nömrələrdir. Yaddaşdan bir sözü oxumaq və ya birinə yazmaq üçün onun ünvanını göstərməli və müvafiq əməliyyata başlayacaq idarəetmə əmrini təyin etməlisiniz.
Hər bir sözdəki bitlərin sayı çox vaxt maşın sözünün uzunluğu adlanır. Tipik olaraq bir söz 16 ilə 64 bit arasındadır. Kompüterin sinifini xarakterizə edən amillərdən biri onun yaddaş tutumudur. Kiçik maşınlar adətən cəmi bir neçə on milyon söz saxlaya bilir, orta və böyük maşınlar isə yüz milyonlarla milyardlarla söz saxlaya bilir. Bir maşının emal edə biləcəyi məlumatların miqdarını ölçmək üçün tipik vahidlər söz, çox söz və ya sözün bir hissəsidir. Tipik olaraq, bir yaddaşa giriş zamanı yalnız bir söz oxunur və ya yazılır.
Proqram icra zamanı yaddaşda qalmalıdır. Təlimatlar və məlumatlar prosessorun nəzarəti altında yaddaşa yazılmalı və yaddaşdan oxunmalıdır. İstənilən yaddaş sözünə son dərəcə tez daxil olmaq bacarığı son dərəcə vacibdir. İstənilən nöqtəsinə qısa və sabit vaxt ərzində daxil olmaq mümkün olan yaddaşa təsadüfi giriş yaddaşı (Random-Access Memory, RAM) deyilir. Bir sözə daxil olmaq üçün tələb olunan vaxt yaddaşa giriş vaxtı adlanır. İstənilən sözün harada yerləşməsindən asılı olmayaraq, bu vaxt həmişə eynidir. Müasir yaddaşa giriş vaxtı RAM cihazları bir neçə nanosaniyədən 100-ə qədər dəyişir. Kompüter yaddaşı adətən müxtəlif sürətlərə və müxtəlif ölçülərə malik üç və ya dörd səviyyəli yarımkeçirici RAM elementlərindən ibarət iyerarxik strukturdur. RAM yaddaşının ən sürətli növü keş yaddaşdır (və ya sadəcə keşdir). O, birbaşa prosessorla bağlıdır və tez-tez eyni inteqrasiya edilmiş çipdə yerləşir və prosessoru daha sürətli edir. Tutum baxımından daha böyük, lakin daha yavaş olan yaddaşa əsas yaddaş deyilir. Daha sonra bu mühazirədə yaddaşda informasiyaya daxil olma prosesi daha ətraflı təsvir edilir və daha sonra biz onun iş prinsipləri və icra məsələlərini ətraflı nəzərdən keçirəcəyik.
İlkin saxlama cihazları kompüter üçün son dərəcə vacib komponentlərdir, lakin onlar olduqca bahalıdır. Buna görə də kompüterlər böyük həcmdə məlumatların və çoxlu sayda proqramların saxlanması üçün istifadə edilən əlavə, daha ucuz ikinci dərəcəli saxlama qurğuları ilə təchiz edilmişdir. Hal-hazırda bu cür cihazlar kifayət qədər çoxdur. Ancaq ən çox yayılmışdır maqnit disklər, maqnit lentləri və optik disklər (CD-ROM).
3.1.3. Arifmetik məntiq vahidi
Kompüter əməliyyatlarının əksəriyyəti prosessorun arifmetik məntiq bölməsində (ALU) yerinə yetirilir. Tipik bir nümunəyə baxaq. Tutaq ki, yaddaşa iki ədəd əlavə etməliyik. Bu nömrələr prosessora göndərilir, burada ALU onların əlavəsini həyata keçirir. Nəticədə alınan məbləğ yaddaşda saxlanıla bilər və ya dərhal istifadə üçün prosessorda qala bilər.
Rəqəmlərin vurulması, bölünməsi və müqayisəsi daxil olmaqla istənilən digər hesab və ya məntiqi əməliyyat həmin nömrələrin prosessora göndərilməsi ilə başlayır, burada ALU müvafiq əməliyyatı yerinə yetirməlidir. Operandlar prosessora ötürüldükdə registr adlanan yüksək sürətli yaddaş elementlərində saxlanılır. Hər bir registr məlumatın bir sözünü saxlaya bilər. Prosessor registrlərinə giriş vaxtı ən sürətli keş yaddaşa daxil olmaq müddətindən belə azdır.
İdarəetmə və arifmetik məntiq cihazları şəbəkəyə qoşulan bütün digər cihazlardan dəfələrlə daha sürətli işləyir kompüter sistemi. Bu, tək bir prosessorun klaviatura, displey, maqnit və optik disklər, sensorlar və mexaniki idarəetmə kimi bir çox xarici cihazları idarə etməyə imkan verir.
3.1.4. Çıxış bloku
Çıxış blokunun funksiyası giriş blokunun funksiyasının əksinədir: emal nəticələrini xarici aləmə göndərir. Çıxış qurğusunun tipik nümunəsi printerdir. Çap etmək üçün printerlər təsir mexanizmlərindən, mürəkkəb reaktiv başlıqlardan və ya fotokopiya texnologiyalarından istifadə edir, məsələn lazer printerlər. Elə printerlər var ki, dəqiqədə 10.000 sətir çap edə bilirlər. Bu mexaniki qurğu üçün böyük sürətdir, lakin prosessorun sürəti ilə müqayisədə cüzidir.
Bəzi qurğular, xüsusən də qrafik displeylər həm çıxış, həm də daxiletmə funksiyalarını yerinə yetirir. Buna görə də onlara giriş/çıxış cihazları deyilir.
3.1.5. Nəzarət bloku
Yaddaş, hesab və məntiq, giriş və çıxış cihazları məlumatı saxlayır və emal edir, həmçinin giriş və çıxış əməliyyatlarını yerinə yetirir. Bu cür cihazların işini bir növ koordinasiya etmək lazımdır. Nəzarət bölməsi məhz bunu edir. Bu, belə demək mümkünsə, kompüterin sinir mərkəzidir, idarəetmə siqnallarını digər cihazlara ötürür və onların vəziyyətini izləyir.
I/O əməliyyatları müvafiq I/O cihazlarını və ötürülən məlumatları müəyyən edən proqram əmrləri ilə idarə olunur. Bununla belə, yönləndirməni idarə edən faktiki vaxt siqnalları idarəetmə sxemləri tərəfindən yaradılır. Zamanlama siqnalları müəyyən bir hərəkətin nə vaxt yerinə yetirilməli olduğunu müəyyən edən siqnallardır. Bundan əlavə, məlumat idarəetmə bloku tərəfindən yaradılan sinxronizasiya siqnalları vasitəsilə prosessor və yaddaş arasında ötürülür. İdarəetmə blokunu maşının digər hissələri ilə qarşılıqlı əlaqədə olan ayrıca bir cihaz kimi düşünmək olar. Ancaq praktikada bu nadir hallarda olur. İdarəetmə sxemlərinin əksəriyyəti kompüterin müxtəlif yerlərində fiziki olaraq paylanmışdır. Bütün cihazların hadisələrini və hərəkətlərini sinxronlaşdırmaq üçün istifadə olunan siqnallar çoxlu idarəetmə xətləri (telləri) üzərindən ötürülür. Ümumiyyətlə, kompüterin fəaliyyətini aşağıdakı kimi təsvir etmək olar:
Kompüter, giriş blokundan istifadə edərək, proqramlar və verilənlər şəklində məlumatları qəbul edir və yaddaşa yazır.
Yaddaşda saxlanılan informasiya proqram nəzarəti altında sonrakı emal üçün arifmetik-məntiqi bölməyə göndərilir.
İnformasiyanın emalı nəticəsində alınan məlumatlar çıxış qurğularına göndərilir.
İdarəetmə bloku maşın daxilində həyata keçirilən bütün hərəkətlərə cavabdehdir.
Bölmə 3.1-də müzakirə edildiyi kimi, təlimatlar kompüterin nə etdiyini idarə edir. Konkret tapşırığı yerinə yetirmək üçün yaddaşa çoxlu əmrlərdən ibarət müvafiq proqram yazılır. Əmrlər yaddaşdan bir-bir onları icra edən prosessora göndərilir. Təlimat operandları kimi istifadə olunan məlumatlar da yaddaşda saxlanılır. Budur tipik bir əmr nümunəsi:
Bu təlimat LOCA ünvanında yaddaşda saxlanılan operandı prosessorun R0 registrində saxlanılan operandla əlavə edir və nəticəni eyni registrdə yerləşdirir. LOCA ünvanında yaddaşın orijinal məzmunu dəyişdirilmir, lakin R0 registrinin məzmunu üzərinə yazılır. Bu əmr bir neçə mərhələdə yerinə yetirilir. Əvvəlcə yaddaşdan prosessora göndərilir. Daha sonra təlimat operandı LOCA ünvanında yaddaşdan oxunur və R0 registrinin məzmununa əlavə edilir, bundan sonra əldə edilən cəm R0 registrinə yazılır.
Burada təsvir edilən Əlavə et əmri iki əməliyyatı birləşdirir: yaddaşa giriş və ALU əməliyyatı. Çoxlarında müasir kompüterlər bu iki növ əməliyyatlar ayrı-ayrı əmrlərdən istifadə etməklə yerinə yetirilir. Bu bölgü aşağıda müzakirə edəcəyimiz performans mülahizələrinə əsaslanır. Yuxarıdakı əmr iki əmr kimi də həyata keçirilə bilər:
1) Intel Architecture üçün R3, LOCA yükləyin (IA-32): mov bx,loca
R0, R3 əlavə edin, ax, bx əlavə edin
Bu təlimatlardan birincisi LOCA ünvanındakı yaddaşın məzmununu R1 prosessor registrinə köçürür, ikinci göstəriş isə R1 və R0 registrlərinin məzmununu əlavə edir və cəmini R0 registrinə yerləşdirir. Qeyd edək ki, iki təlimatın icrası nəticəsində hər iki registrin orijinal məzmunu məhv edilir, lakin LOCA ünvanında yaddaşın məzmunu saxlanılır.
Yaddaş və prosessor arasında məlumatların ötürülməsi giriş üçün nəzərdə tutulan sözün ünvanının yaddaş qurğusuna göndərilməsi və müvafiq idarəetmə siqnallarının verilməsi ilə başlanır. Daha sonra məlumat yaddaşa və ya yaddaşdan köçürülür.
Şəkildə. Şəkil 3.2 yaddaş və prosessorun bir-birinə necə qoşulduğunu göstərir. Bundan əlavə, rəqəm prosessorun hələ müzakirə etmədiyimiz bir neçə vacib xüsusiyyətlərini göstərir. Bu komponentlərin faktiki əlaqə diaqramını göstərmir, çünki hələlik biz yalnız onları müzakirə edirik funksional xüsusiyyətlər. Komponentlərin əlaqəsi prosessorun dizaynını nəzərdən keçirərkən 8-ci bölmədə daha ətraflı təsvir edilmişdir.
ALU və idarəetmə sxemlərinə əlavə olaraq, prosessorda müxtəlif məqsədlər üçün nəzərdə tutulmuş çoxlu registrlər var. Təlimat registrində (IR) icra ediləcək kodu ehtiva edir Bu an komandalar. Onun nəticəsi əmrin yerinə yetirilməsində iştirak edən müxtəlif elementləri idarə etmək üçün siqnallar yaradan sxemləri idarə etmək üçün mövcuddur. Proqramın icrasının gedişatına nəzarət etmək üçün Proqram Sayğacı (PC) adlanan digər ixtisaslaşdırılmış registrdən istifadə olunur. O, götürüləcək və yerinə yetiriləcək növbəti təlimatın ünvanını ehtiva edir. Növbəti əmr yerinə yetirilərkən, PC reyestrinin məzmunu yenilənir - ona növbəti əmrin ünvanı yazılır. PC registrinin yaddaşdan götürüləcək təlimata işarə etdiyi deyilir. Şəkildəki IR və PC registrlərinə əlavə olaraq. Şəkil 3.2-də R0-dan R„-i-ə qədər n ümumi təyinatlı registr göstərilir. Onların nə üçün lazım olduğu 2-ci Fəsildə izah edilir.
Nəhayət, daha iki registr yaddaşla qarşılıqlı əlaqəni təmin edir. Bunlar ünvan registridir (Yaddaş Ünvanı Qeydiyyatı, MAR) və məlumat registridir (Yaddaş Məlumat Qeydiyyatı, MDR). MAR registrində yaddaşa daxil olduğu ünvan, MDR registrində isə bu ünvanda yaddaşa yazılmalı və ya yaddaşdan oxunmalı olan məlumatlar var.
Proqramın kompüterdə icrasının tipik prosesini nəzərdən keçirək. Proqram yaddaşda yerləşir, burada adətən giriş cihazından keçir. Onun icrası ilk təlimatın ünvanını PC registrinə yazmaqla başlayır. Bu registrin məzmunu MAR registrinə ötürülür və Oxu nəzarət siqnalı yaddaşa göndərilir. Yaddaşa daxil olmaq üçün tələb olunan vaxt başa çatdıqda ünvanlanmış söz (bu halda proqramın ilk göstərişi) yaddaşdan oxunur və MDR registrinə yüklənir. MDR reyestrinin məzmunu daha sonra IR reyestrinə köçürülür. Əmr deşifrə və icra olunmağa hazırdır.
Əgər göstəriş ALU-dan konkret əməliyyatı yerinə yetirməyi tələb edirsə, onun üçün operandlar alınmalıdır. Yaddaşda yerləşən operand (ümumi təyinatlı registrdə də ola bilər) əvvəlcə onun ünvanını MAR registrinə göndərməklə və Oxu dövrəsini işə salmaqla ondan alınmalıdır. Yaddaşdan MDR registrinə köçürüldükdən sonra operand ALU-ya göndəriləcək. Eyni şəkildə, komanda tərəfindən tələb olunan qalan operandlar oraya köçürüləcək, bundan sonra ALU tələb olunan əməliyyatı yerinə yetirə biləcək. Nəticə yaddaşda saxlanacaqsa, MDR registrinə yazılacaq. Yaddaşa yazılmalı olduğu ünvan daha sonra MAR registrinə yerləşdiriləcək və bundan sonra Yazma dövrəsi işə salınacaq. Cari təlimatın icrası zamanı müəyyən bir nöqtədə, PC registrinin məzmunu artırılır və o, yerinə yetiriləcək növbəti təlimatı göstərməyə başlayır. Başqa sözlə, cari təlimat icrasını başa vuran kimi, növbəti təlimat götürülə bilər.
düyü. 3.2. Prosessor və yaddaş arasında əlaqə
Kompüter yaddaş və prosessor arasında məlumat ötürməklə yanaşı, həm də daxiletmə qurğularından qəbul edir və həmçinin çıxış qurğularına göndərir. Buna görə də maşın təlimatları arasında daxiletmə/çıxış əməliyyatlarını yerinə yetirmək üçün təlimatlar da var.
Müəyyən bir cihaza təcili xidmət göstərmək zərurəti yaranarsa (məsələn, avtomatlaşdırılmış sənaye prosesində monitorinq cihazı təhlükəli vəziyyət aşkar etdikdə) proqramın normal icrası dayandırıla bilər. Bu vəziyyətə dərhal reaksiya vermək üçün kompüter icranı dayandırmalıdır cari proqram. Bu məqsədlə cihaz kəsmə siqnalı yaradır. Kesinti, prosessor vaxtı ilə təmin etmək üçün bir I/O cihazı tərəfindən edilən sorğudur. Bu cihaza xidmət göstərmək üçün prosessor müvafiq kəsmə rejimini yerinə yetirir. Və onun icrası prosessorun daxili vəziyyətini dəyişə bildiyi üçün kəsməyə xidmət etməzdən əvvəl onun vəziyyətini yaddaşda saxlamaq lazımdır. Tipik olaraq, bu əməliyyat PC registrinin məzmununu, ümumi təyinatlı registrləri və bəzi nəzarət məlumatlarını saxlayır. Fasilə emalı proqramı başa çatdıqdan sonra prosessorun vəziyyəti bərpa olunur və kəsilmiş proqram öz işini davam etdirir. Prosessor bütün elementləri ilə (şək. 3.2) adətən ən azı bir keş yaddaş qurğusunun yerləşdiyi tək çip kimi həyata keçirilir. Belə çiplər VLSI adlanır (VLSI çox böyük miqyaslı inteqrasiya kimi tərcümə olunan Very Large Scale Integration sözünün abbreviaturasıdır).