2.2. Компьютерлік жүйелердің компоненттері

Компьютерлік ж?йелерді? келесідей компоненттерін ажырату?а болады:

– ішкі аппаратты? ?амтамасыздандыру, олар?а жабды?тар мен ?ндіріс технологиясыны? жиынты?ы жатады;

– П?, олар?а ОЖ, файлды? ж?йе ж?не командалар ж?йесі жатады;

– сырт?ы аппаратты? ?амтамасыздандыру желілерді? тыс?ары ??рыл?ыларынан т?рады.

Дербес компьютерді? негізгі элементтері:

1) ж?йелік блок;

2) монитор (дисплей);

3) пернета?та;

4) тінтуір.

Ашы? архитектура ?а?идасы.

Дербес компьютер (ДК) деп бір пайдаланушы?а ба?дарлан?ан компьютерді айтамыз.

Дербес компьютерлер ашы? архитектураны? ?а?идасына негізделіп ??рылады.

Ашы? архитектураны? ?а?идасы дегеніміз:

– компьютерді? ж?мыс жасау ?а?идасыны? конфигурациясы мен сипаттамасы бойынша стандарттал?ан ж?не регламенттелген. Б?л жерде конфигурация деп аппаратты? жабды?тар мен оларды? бірігу жиынты?ын т?сінуге болады. ?рт?рлі т?уелсіз ?ндірушілер дайында?ан ж?не ??деген жеке б?лшектер мен жина?тардан компьютерді ??растыру?а болады;

– компьютерді? ?рт?рлі кірістіру ж?не жа??ырту м?мкіндіктері ар?ылы арнайы ішкі кірістіру ?яшы?тарына т?рлі ??рыл?ыларды орнатып, я?ни пайдаланушы ?зіні? та?дауы бойынша ?з компьютеріні? конфигурациясын ?згерте алады.

Егер барлы? ?рт?рлі ??рыл?ыларда бірдей интерфейс болса, оларды бір-біріне ?осу?а болады.

Интерфейс (а?ылш. interface: inter – арасы ж?не face – бет) – б?л логикалы? ж?не физикалы? параметрлері ?зара с?йкес келетін екі ??рыл?ыны ?осу. ?депкі интерфейс ретінде ?детте халы?аралы? де?гейдегі интерфейс ?абылданады.

2.1-сурет. Компьютер с?лбасы

?азіргі заман?ы ДК ??рылымы:

1) аналы? плата (Motherboard) – негізгі (Mainboard) немесе ж?йелік плата;

2) орталы? процессор (а?ылш. Central Processing Unit – орталы? процессор ??рыл?ысы, СРU) ж?не сопроцессор (а?ылш. Floating Point Processing Unit – на?ты сандар?а орындалатын математикалы? операцияларды орындайтын процессор б?лімі, сопроцессор, FРU);

3) ?ат?ыл магнитті дискіге жинаушы немесе винчестер (а?ылш. Hard Disc Drive – ?ат?ыл магнитті дискіге жинаушы немесе винчестер, HDD);

4) иілгіш магниттік дискілерге арнал?ан дискжетек (а?ылш. Floppy Disk Drive – иілгіш магниттік дискілерге арнал?ан дискжетек, FDD);

5) оперативті есте са?тау ??рыл?ысы (а?ылш. Random Access Mеmоrу, RАM);

6) т?ра?ты есте са?тау ??рыл?ысы (а?ылш. Read Only Mеmоrу, RОM);

7) графикалы? контроллер – графикалы? операцияларды орындау?а ж?не видеодеректерді ??деуге арнал?ан ??рыл?ы; видео бейне суреттерді ??деуді жылдамдату ?шін акселератор деп аталатын процессор бар;

8) жазы? кабельдер, ?тпелі байланыстар, т?йіндерді электрлі байланыстыру элементтері, тораптар мен ??растыру сымдары;

9) корпус (CASE, computer-aided software engineering – автоматтандырыл?ан программалау), ДК компоненттерін сырт?ы ?серлерден ?ор?ау?а арнал?ан, ол ?оректендіру блогын ?амтиды;

10) ?здіксіз электрмен жабды?тау дерекк?зі (а?ылш. Uninterruptible Power Supply, UРS);

11) а?паратты енгізу ??рыл?ылары – пернета?та, тінтуір, джойстик, трекбол, сканер, дигитайзер;

12) а?паратты шы?ару ??рыл?ылары – монитор, плоттер, принтер;

13) мультимедиа (а?ылш. Соmрасt Disс – Read Only Mеmоrу, СD-RОM), дыбысты? карта (а?ылш. Digitаl Video Disс – Read Only Mеmоrу, DVD-RОM), кіріс-шы?ыс видео картасы;

14) байланыс ?шін – желілік карта, модем.

Заманауи дербес компьютерлерді? архитектурасы магистральды-модульды ?а?идасына негізделген, я?ни компьютерлерді ?йымдастыру модульді т?рде ж?не ??рыл?ылар арасында а?парат алмасу магистраль (шина) бойынша орындалады.

Ішкі аппаратты? ?амтамасыздандыру. Ж?йелік блок.

Аналы? плата (Motherboard).

Е? ?лкен плата ж?не ж?йелік блокта?ы барлы? бас?а платаларды ?зіне біріктіретін плата «Аналы?» деп аталады, ол – компьютерді? ж?регі. «Аналы? плата» барлы?ын байланыстырып, ??рыл?ылар арасында о?ан кіретін сигналдарды? жіберілуін ?амтамасыз етеді.

Аналы? платаны? жо?ар?ы жа?ында ??рыл?ыларды ?осу ?шін келесідей жал?а?ыштар орналас?ан: сокеттер (sockets) – процессорлар ?шін сокеттер; слоттар (slots) – ке?ейту карточкалары ж?не оперативті жады бойынша коннекторлар; контроллерлер (controller) енгізу/шы?ару порттары.

Процессор (СРU).

Процессор компьютерді? ми ж?мысын ат?арады десек те болады. Процессорды? негізгі параметрлері:

– [Hz, MHz, GHz] уа?ыт бірлігінде процессормен орындалатын операциялар санын аны?тайтын, тактілік жиілік;

– бір тактіде ?зіні? регистрінде ?анша а?паратты ?абылдай алатынын ж?не ??дей алатынын к?рсететін санаттылы?;

– процессор жиілігіне жету ?шін аналы? платаны? тактілік жиілігін к?бейтуді ??птайтын тактілік жиілікті? ішкі к?бею коэффициенті;

– ж?мыс кернеуі;

– КЭШ (а?ылш. Cacher – «жасыру» жады м?лшері, КЭШ – б?л жиі пайдаланылатын деректер немесе командаларды са?тау?а арнал?ан тез ?рекет ететін жады).

Процессорды? да жадысы бар, ол процессорды? ішкі жадысы деп аталады. ?з кезегінде айтатын та?ы бір жайт, ол процессор жадысыны? регистрлері бар. Процессор ж?мыс кезінде регистрлерді уа?ытша са?тау ??рыл?ысы ретінде пайдаланады. Ол жерде орындалатын командалар, жадыны? орналасу орындары, ??делетін деректер ж?не т.б. процессорды? ішкі деректері болуы м?мкін. ?рбір регистр ?зіні? функциясын ат?арады:

– командаларды? санауышы (а?ылш. Instruсtiоn Роintеr), процессор б?л жерге кезекті орындалатын программа командасыны? орналас?ан жерін, я?ни жадыда?ы сол ?яшы? адресін к?рсетеді;

– командалар регистрі (а?ылш. Соdе Sеgmеnt – командалар регистрі, СS), б?л жерге орындалып жат?ан команда, орындалу уа?ытында орналасады;

– индекстік регистрлер (а?ылш. Dеstinаtiоn Indеx, Sоurсе Indеx, BаsеРоintеr, DI SI BР), к?рсеткіштер ?оз?алысыны? сегменттерінде;

– жалпы ма?сатта?ы регистрлер (Ассumulаtоr, Bаsе Rеgistеr, АX BX);

– стек регистрлері (а?ылш. Stасk Sеgmеnt, SS, Стек – б?л деректерді уа?ытша са?тау айма?ы. Стек жеке сегменттерде болады);

– деректер регистрі (Dаtа Sеgmеnt, DS).

Процессор ?німділігі = разрядтылы? ? жиілік ? бір тактідегі командалар саны.

Intеl фирмасыны? процессорлар ?рпа?ын к?рсетейік: 8088, 286, 386, 486, Реntium, Реntium II, Реntium III, Реntium IV, Сеlеrоn, Xеоn, Соrе ж?не т.б.

Процессорды суыту?а арнал?ан желдеткіш (Сооlеr).

Ж?йелік шина (магистраль).

Магистраль (сырт ?ара?анда сымдар т?йіні т?різді), олар к?п сымды сызы?ты ?амтитын, к?п разрядты ?ш шинадан т?рады:

– деректер шинасы (?рт?рлі ??рыл?ылар арасында деректермен алмасу?а арнал?ан шина);

– адрес шинасы (шина бойынша ??рыл?ыны немесе жады ?яшы?ын та?дау ?шін деректер ?айда жіберілуде ж?не ?айдан есептеледі);

– бас?ару шинасы (магистраль бойынша а?паратпен алмасу мінездемесін аны?тайтын, сигналдарды жіберу ?шін шиналар).

Шиналарды? ?ткізу ?абілеті = шина жиілігі ? шинаны? разрядтылы?ы.

Оперативті жады (RАM).

Оперативті жады (RАM) – б?л энергиядан т?уелді жылдам жады (чипсет), м?нда деректі ??деу кезінде процессор ?зіне ?ажетті программалар мен ??делетін деректерді са?тайды, санайды, жазады.

Жады ?яшы?ы – процессорды? жеке командасымен ??деуге арнал?ан а?параттан т?ратын ішкі жадыны? бірнеше тізбектелген байты.

Жады ?яшы?ыны? ??рамы машиналы? с?з болып табылады.

Ішкі жадыны? байттары н?мірленген. Н?мірлеу 0-ден басталады.

Байтты? реттік н?мірі байт адресі деп аталады.

Жадыны? адрестелу ?а?идасы: кез келген а?парат жады?а енгізіледі ж?не оны? адресі бойынша алынады, я?ни а?паратты жады ?яшы?ынан алу немесе орналастыру ?шін сіз осы ?яшы?ты? адресін н?с?ауы?ыз керек.

Жады ?яшы?ыны? адресі ?яшы??а кіретін кіші байт?а те?. ?яшы?тар адресі машиналы? с?здегі байттар санына еселіболады.

DRАM (а?ылш. Dуnаmiс rаndоm ассеss mеmоrу – Динамикалы? жады) мен SRАM (а?ылш. Stаtiс rаndоm ассеss mеmоrу – Статикалы? жады) физикалы? ?рекет етуі бойынша ажыратады.

Жадыны? ?ткізу ?абілеті = деректер шинасыны? разрядтылы?ы ? жиілік.

Т?ра?ты жады (RОM).

Т?ра?ты жады – энергия?а т?уелсіз жады т?рі, ДК іске ?осыл?ан кезде ж?ктеледі ж?не енгізу-шы?аруды? базалы? ж?йесін (а?ылш. Bаsiс Inрut Оutрut Sуstеm, BIОS) ??райды. Б?л программаларды? негізгі ма?саты: ж?йені? ??рамы мен ж?мыс?а ?абілеттілігін тексеру ж?не пернета?тамен, монитормен, иілгіш ж?не ?ат?ыл магниттік тасы?ыштармен ?зара ?рекетін ?амтамасыз ету.

Винчестер (HDD).

Жина?таушы ?ат?ыл магниттік диск (HDD) – ?лкен к?лемді деректерді ?за? уа?ыт?а са?тау?а арнал?ан негізгі ??рыл?ы (?ат?ыл диск немесе винчестер деп те аталады).

?ат?ыл дискіні? (винчестер) жылдам ж?мыс істеуіне ?сер ететін параметрлерді атап ?тейік:

– дискілерді? айналу жылдамды?ы (минутына 4,5 айналымнан бастап 12000-?а дейін);

– кэш-жады сыйымдылы?ы (64 Кбайттан бастап 128 Мбайт?а дейін). Дискілік жина?тауыштарда деректер алмасуын жеделдету ?шін Кэш-буфер бар. Кэш-буфер – Кэш-жадыны? ?лкен сыйымдылы?ы, дискіден о?у?а ?ажеті жо? а?паратты са?тау?а м?мкіндік береді. ?ат?ыл дискіні? сыйымдылы?ы 6000 Гбайт?а дейін;

– орташа ?олжеткізу уа?ыты (?10-13 мс) – блок бастары бір цилиндрден екіншісіне ауысатын уа?ыт аралы?ы;

– б?гелу уа?ыты – блокты? ?ажетті цилиндрге позициялау кезінен бастап на?ты сектор?а позициялау?а дейінгі уа?ыт аралы?ы (жа?а секторды іздеу уа?ыты);

– алмасу жылдамды?ы (секундына 30-216 Мбайт) – на?ты уа?ыт аралы?ында жина?тауыштан микропроцессорге ж?не кері ба?ытта жіберілуі м?мкін деректер к?лемін аны?тайды. Б?л параметрді? максималды м?ні дискілік интерфейсті? ?ткізу ?абілетіне те? ж?не ?андай режим ?олданылып т?р?анына т?уелді.

Дискжетек (Flорру).

Иілгіш магниттік дискілердегі жина?ыштар (флоппи-диск) ж?йелік блокта орналастырыл?ан, иілгіш жина?ыш?а са?тау ?шін ?олданылатын дискжетек.

Дискжетекті? негізгі параметрлері: ?лшемі (3,5 ж?не 5,25 дюйм), жазба ты?ызды?ы (?арапайым SD, екілік DD ж?не жо?ары HD) ж?не толы? сыйымдылы?ы (1,44 Мбайт).

Дискжетек (СD-RОM).

СD-RОM жина?та?ыштары – компакт-дискі негізіндегі т?ра?ты жады. Ж?мыс істеу ?а?идасы: лазерлік с?уле диск бетіне с?уле т?сіру ар?ылы санды? деректерді о?иды. А?парат тасушы СD-диск болып табылады (сыйымдылы?ы 650-700 Мбайт). Магниттік ж?не компакт дискілердегі жазба жо?ары ты?ызды?ымен ерекшеленеді.

СD-R (Rесоrd) – «алтын» (жо?ары сенімділік) бір рет жазу?а арнал?ан диск. СD-RW – к?п рет жазып-?шіруге арнал?ан диск (жуы? шамамен 1000 рет).

Дискжетек (DVD-RОM).

DVD – санды? к?п функциялы диск (а?ылш. Digital Video Disc – цифрлы? видеодиск; видео фильмдер, аудио, ойындар, энциклопедиялар ж?не т.б.).

Жазба шифрын ашайы?: SS (single-sided) – бір ба?ытта, DS (double-sided) – екі жа?ты, SL (single-layer) – бір ?абатты, DL (dual-layer) – екі ?абатты.

Flash-жады.

Flash (флэш) жады – жартылай ?ткізгішті, энергия?а т?уелсіз, ?айта жазып-?шіруге болатын арнайы жады т?рі.

?айта жазып-?шіру деректерді ?згертуге м?мкіндік береді.

Энергия?а т?уелсіздік деректерді са?тау?а ?осымша энергияны талап етпейді (энергия жазбаларды жазу?а ?ана ?ажет).

Жартылай ?ткізгіштер интегралды микрос?лбалар негізінде жасал?ан, механикалы? ?оз?алмалы б?ліктері болмайды (?ат?ыл дискілер сия?ты, СD).

Флэш-жады RОM-?а негізделген ж?не RАM секілді ж?мыс істейді. Біра? RАM-нан айырмашылы?ы энергия?а т?уелсіз, я?ни ток к?зінен суыр?ан кезде деректер жо?алмайды. Флеш-жадыны? ?яшы?ы бірнеше бит а?параттарды са?тайтын арнайы архитектуралы транзистордан т?рады ж?не конденсаторы болмайды.

Графикалы? контроллер (видеокарта/графикалы? адаптер/ /видеота?таша).

Контроллер (Controller – реттегіш, бас?арушы ??рыл?ы).

Графикалы? контроллерді? жеке оперативті жадысы болады (128 Mb – 24 (12x2) Gb).

Видеокарта экранда бейне ??рамында?ы на?ты бір н?ктелер санын орналастыру?а ?абілетті, я?ни белгілі бір р??сат беретін ?абілетке ие. Экранда?ы графикалы? а?паратты? к?птігіне, я?ни экран?а мейлінше к?п н?кте орналасуына ?арай бейне немесе сурет аны?ыра?, сапалы бола т?седі.

2.1-кесте

Графикалы? режим

Дыбысты? адаптер (дыбысты? карта/ sоundсаrd/ плата).

Адаптер (а?ылш. adapter – бейімделу) – б?л ?йлесімді ??рыл?ыларды тек бір ?діспен жал?ау ?шін арнал?ан ??рыл?ы немесе элемент.

Слоттар ISА (8MHz/ 16bit) ескіргендері.

Слоттар РСI (33MHz/ 32bit) ?азіргі заман?ылары.

Дыбысты жазу разрядтылы?ы ж?не динамикалы? диапазон – б?л е? ж?мса? ж?не е? шулы дыбыстар арасында?ы ау?ым.

Архитектуралар т?рлерін к?рсетейік:

1) машиналы? с?з ж?не интерфейс разрядтылы?ы бойынша: 8-разрядты, 16-разрядты, 32-разрядты, 64-разрядты, 128-разрядты;

2) деректер форматына ж?не регистрлер жиынты?ы ерекшеліктеріне ?арай: СISС (а?ылш. Соmрlеtе Instruction Set Computer), RISС (а?ылш. Rеduсе Instruction Sеt Computer), VLIW (а?ылш. Vеrу Long Instruction Word);

3) орталы? процессорларды? санына ?арай: бір процессорлы, суперскалярлы, к?п процессорлы; к?п процессорлылар жадымен ?зара байланысу принципі бойынша б?лінеді: SMР (а?ылш. Symmetric Multiprocessing), MРР (а?ылш. Massive Parallelprocessing), ?лестірілген.

?азіргі кезде к?птеген к?п процессорлы ж?йелер симметриялы мультипроцестеу (SMР) архитектурасын пайдаланады.

Сырт?ы аппаратты? ?амтамасыздандыру ж?не перифериялы? ??рыл?ылар.

Енгізу ??рыл?ысы

Тінтуір (mоusе), Дигитайзер (digitizer / graphictablet/ графикалы? планшет), Пернета?та, Сканер, Санды? бейнекамера ж?не т.б.

Шы?ару ??рыл?ысы

Монитор (электронды-с?улелік т?тік, с?йы? кристалды, плазмалы?), монитор ж?мысын видеоадаптер деп аталатын арнайы карта ?ада?алайды, принтерлер (матрицалы?, сиялы, лазерлік), плоттерлер (график т?р?ыз?ыштар), модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) ж?не т.б.