Компьютердің негізгі блоктарының элементтерінің негіздерін ұйымдастыру

Процессор – компьютерді басқару құрылғысы.Ол жадта орналасқан жүйелік программалар арқылы компьютер жұмысын атоматты түрде басқарады.Компьютердің жылдамдығы (жұмыс өнімділігі) процессордың бір секөнтте орындай алатын қарапайым операция санымен өлшенеді.Компьютерлік жүйелерде компьютер жұмысының жылдамдығы үшін,оған балама етіп,электрондық схемалардың жұмыс ритімін ұйымдастыратын электор импульстерінің тактілік жиілігі алынған (такт – тізбекті берілетін екі сигнал арасындағы уақыт).Импульс көзі – түрлі сигналдар арасындағы үзілістерді ұйымдастырушы микросхемалардан тұратын импульс генераторы (generatior – өндіруші).Қазіргі кездегі кәсіби дербес компьютерлерде пайдаланылатын микропроцессорлар,типіне қарай, 4-50 МГц шамасындағы, тіпті 100 МГц – тен асатын тактілік жиілікпен жұмыс істей алады ( 1 МГц = 1 000 000 такт/с.).

Жалпы,алғашқы буын компьютерлердің жұмыс өнімділігі аз болатын. Буын өскен сайын компьютерлердің жұмыс өнімділігі де қарқындап өсті. Мысалы,бірінші буын ЭЕМ – дерінде секөнтіне бірнеше операция,үшінші буын машиналарында жүз мыңдаған операция орындалады.Соңғы Пентиум типті дербес компьютерлердің жұмысөнімділігі секөнтіне миллиондағаноперациялардан тұрады.Келешекте дайындалатын кәсіби Компьютерлерде өнімділік арта беретіні сөзсіз.Тағы бір ескеретінжайт:жұмыс өнімділігін арттыру үшін бір компьютерге бірнеше микропроцессорлар орнатылып қойылады.Әмбебап дербес компьютерлерде, мысалы, 80486 DX әбебап дербес компьютерінде негізгі процессордан басқа жылжымалы үтірлі (нүктелі) нақты сандармен (мысалы, 475.2, 1025.6 сандарының 0.4752Е+3, 0.10256Е+4) үлгілерінде жазылу түрлерімен математикалық процессор да бар.Одан бөліп көрсету үшін біріншісін орталық процессор деп атайды.

Дербес компьютердің типі онда орналастырылған микропроцессордың үлгісімен анықталады.Мысалы, алғашқы шығарылған 8086,8088 нөмірлі IBM РС копьютерлерінде Intel фирмасы дайындаған 16 рарядті микропроцессорлар пайдаланылады. Олардың адрестік шинамен интерфейсі 20 разрядты және осыған сәйкес ОЕСҚ – ның көлемі 1 Мбайт болатын.

ОЕСҚ (оперативті есте сақтау құрылғысы).Оның басқа түрде аталуы: RAM – арифметикалық-логикалық операцияларды орындау алдында және орындау процесінде деректер мен программалар уақытша сақталатын ішкі жадтың негізгі бөлімі, оны жедел жад (ЖЖ) деп те атайды. ОЕСҚ – нің көлемі адрестік шинаның разрядтығына байланысты. Атап айтқанда, ол 2 санының адрестік шинаның разрядынан тұратын дәрежесі арқылы анықталады.Сондықтан Intel -8088 (18088) компьютерінде ОЕСҚ – ның көлемі 2 – нің 20 дәрежесінде байтқа тең Ал, қазіргі кездің 32-64 разрядты Пентиум типті дербес компьютерлердің жад көлемі 4 Гбайттан кем емес. (1 – 4 Мбайттан артық ОЕСҚ – ны пйдалану үшін арнайы программалар мен қосымша платалар пайдаланылады).

Процессор үлгісінің нұсқаулары көп.Мысалы, 80386 процессорының SX – 25,DX – 33,ал 80436 процессорының DX – 40,DX -50, DX2 – 66,т.б. атаулы нұсқаулары бар.Мұндағы 80486 DX – 50 процессоры – 80486 үлгілі процессордың 50 МГц тактілік жиілікпен жұмыс істейтін DX атаулы нұсқасы, т.с.с..Әдетте SX жалғауы бар процессордан DX жалғауы бар процессордың жұмыс істеу мүмкіндігі жоғары.Мысалы,80386 SX процессорлы компьютерде 16 разрядты, 80386 DX процессорлы компьютерде 32 разрядты берілгедер шинасы бар (бұл шинаның разрядтығы өскен сайын берілгендер процессорға тезірек еңгізіліп – шығарылады).

Соңғы жылдары 64 разрядты берілгендер шинасымен жұмыс шстейтін Pentium сияқты мол мүмкіндікті микропроцессорлар да көптен жарыққа шықты.Олардың тактілік жылдамдығы – 200 – 1500 МГцшамасында. (1 – кесте)

ЖЫЛ МП моделі Берілгендер шинасының разрядтығы Тактілік жылдамд.(МГц) Транзистор саны (мың)
1978

1982

1985

1989

1993

1995

1997

1999

2000

 

 

8086,8088

80286

80386

80486

Pentium

Pentium P

Pentium II

PentiumIII

Pentium 4

 

16

16

32

32

64

64

64

64

64

 

4,77..8

10..33

25..50

33..100

50..150

66..200

233

600

1500

 

29

130

275

1200

3100

5500

7500

9500

42000

 

  80286 және одан жоғары процессорлы кәсіби компьютерлердің ішкі жады үш бөліктен тұрады:

1) негізгі жад ;

2) жоғарғы жад;

3) қосымша жад.

 

 

ҚОСЫМША ЖАД

 

ЖОҒАРҒЫ ЖАД

 

 

 

 

НЕГІЗГІ ЖАД

 

 

 

 

 

 

 

. . .

 

 

БЕЙНЕ ЖАД

 

 

ТЕСҚ

 

 

 

үлк Жоғарғы жадтың құрамында компьютерді жасап шығарған зауытта DOSS – тың бір бөлігі (BIOS) жазылып қойылған бөлім бар.Оны тұрақты есте сақтау құрылғысы (ТЕСҚ) деп аталады. ТЕСҚ – ның көлемі үлкен емес: 32 – 64 Кб.Пайдаланушының ТЕСҚ – ға берілгендерді не өз программасын еңгізу Мүмкін емес. Ондағы бейнежад – монитор адаптері (бейнеадаптер)пайдаланылатын жад.

8088 үлгілі IBM XT компьютерінде жоғарғы және қосымша жадтардың сиымдылығы 384 Кбайттан, ал негізгі және қосымша жад бөлімдерді оперативті есте сақтау құрылғысын құрайды. Қосымша жад және негізгі жад – бірдей микропроцессорлардан тұратын бөлек тақшалар.Сондықтан бұл компьютердегі ОЕСҚ – ның көлемі 1 Мбайтқа тең. Компьютер электр желісіне қосылған кезде ОЕСҚ – ға DOS – тың BIOS – тан басқа бөлімдері және түрлі жүйелік программалар да еңгізіледі.

80386 SX – тен бастап шыға бастаған кәсіби компьютерлердің жоғарғы жад (ТЕСҚ – дан басқа бөлімдері) машинаның сыртқы құрылғыларының драйверлері мен деректер енгізілетін ОЕСҚ – ның бір бөлігі ретінде де пайданылатын блады. Оған Қосымша, 80286 АТ және одан жоғары типті кәсіби компьютерлердің үлкен көлемді информациямен жұмыс істеу үшін жадты динамикалық және виртуальді тәсілдер бойынша пайдалану режимдері бар.

Динамикалық тәсіл – жоғарғы жадтың бір бөлігінде 64 Кбайттық не оданда үлкен программа бөліктерін кезегімен бір – бірлеп бірден орындап, орындау аяқталған соң осы үшін бөлінген орынды автоматты түрде тазалап қою.

Жалпы, процессор төрт бөлімнен тұрады: арифметикалық – логикалық құрылғы (АЛУ), басқару құрылғысы (БҚ), жалпы міндет атқаратын регистрлер және өте жылдам жұмыс істейтін, аумағы үлкен емес кэш – жад. АЛУ берілгендермен арифметикалық – логикалық амалдарды орындайды; БҚ – ға жалпы басқару программалары еңгізіледі; регистірлерде негізгі жадтан түсетін аралық мәндер сақталады. Кеш – жад қойма сияқты, оған аралық деректер мен командалар келіп түседі. Көп мәліметтерді кеш – жадтан алу әрекеті процессордың мәліметтерді алуына жеңілдік келтіріп, оның жылдамдығын арттыруға жәрдемдеседі.Яғни кэш – жад компьютердің жалпы жұмыс өнімділігін арттыруға арналған. Кеш – жад екі деңгейлі. Біріншісі процессор ішінде, екіншісі процессордан сырт орналастырылады, көлемі 256 – 512 Кбайт шамасында