Kompyuter texnikasi insoniyat jamiyatining hisobdagi, avval savdo-sotiqda, keyin esa diniy va ilmiy faoliyatdagi ehtiyojlaridan kelib chiqqan holda vujudga keldi va rivojlandi. Ular eng oddiy hisoblash qurilmalaridan (bir xil turdagi ob'ektlar to'plami) bizning davrimizning eng murakkab kompyuter tizimlarigacha o'zlarining rivojlanish yo'lidan borishdi. Shu bilan birga, ularning rivojlanishidagi asosiy rag'batlantiruvchi omil hisob-kitob ishlarini bajarish va raqamli ma'lumotlarni qayta ishlashga bo'lgan ehtiyojning tobora ortib borayotganligi edi. Faqat tarixiy yaqin o'tmishda (30-40 yil oldin) kompyuter texnologiyalari matnli ma'lumotlarni qayta ishlash muammolarini va keyinchalik uni taqdim etishning boshqa shakllari (video va audio) ma'lumotlarini hal qilish uchun qo'llanila boshlandi. Bu inson faoliyatining turli sohalarida kompyuter texnologiyalaridan keng foydalanishga olib keldi.
Kompyuter texnikasining turli tasniflari mavjud:
rivojlanish bosqichlari bo'yicha (avlodlar bo'yicha);
ish sharoitlari;
mahsuldorlik;
iste'mol xususiyatlari.
Bo'yicha tasniflash rivojlanish bosqichlari(avlod bo'yicha) nuqtai nazaridan hisoblash texnologiyasi evolyutsiyasini aks ettiradi element bazasi va kompyuter arxitekturasi:
birinchi avlod (1950-yillar) - elektron vakuumli naychalarga asoslangan kompyuterlar;
ikkinchi avlod (1960-yillar) - diskret kompyuterlar yarimo'tkazgichli qurilmalar(tranzistorlar);
uchinchi avlod (1970-yillar) - yarimo'tkazgichli integral mikrosxemalar asosidagi past va o'rta darajadagi integratsiyaga ega kompyuterlar (bir konstruktsiyada yuzlab dan minglab tranzistorlargacha);
toʻrtinchi avlod (1980-yillar) — yirik va oʻta yirik integral mikrosxemalarga asoslangan kompyuterlar (bir konstruksiyada oʻn minglab tranzistorlardan millionlab tranzistorlargacha);
beshinchi avlod (1990-yillar) - bir vaqtning o'zida o'nlab ketma-ket ko'rsatmalarni bajaradigan parallel vektorli tuzilishga ega bo'lgan o'ta murakkab mikroprotsessorlarda parallel yoki o'nlab mikroprotsessorlarga ega kompyuterlar;
oltinchi va keyingi avlodlar massiv parallellik va neyron tuzilmaga ega (neyron biologik tizimlar arxitekturasini taqlid qiluvchi koʻp sonli oddiy mikroprotsessorlarning taqsimlangan tarmogʻi) optoelektron kompyuterlardir.
tomonidan ish sharoitlari kompyuterlar ikki turga bo'linadi:
universal;
maxsus.
Universal oddiy ish sharoitida keng ko'lamli vazifalarni hal qilish uchun mo'ljallangan.
Maxsus kompyuterlar torroq sinfdagi muammolarni yoki hatto bir nechta yechimlarni talab qiladigan bitta masalani hal qilish uchun ishlatiladi va maxsus ish sharoitida ishlaydi. Maxsus kompyuterlarning mashina resurslari ko'pincha cheklangan. Biroq, ularning tor yo'nalishi berilgan muammolar sinfini eng samarali amalga oshirishga imkon beradi. Maxsus kompyuterlarni boshqarish texnologik qurilmalar, operatsiya xonalarida yoki tez yordam mashinalarida, raketalarda, samolyotlarda va vertolyotlarda, yuqori kuchlanishli uzatish liniyalari yaqinida yoki radar, radio uzatgichlar hududida, isitilmaydigan xonalarda, chuqurlikdagi suv ostida, chang, axloqsizlik, tebranish, portlovchi gazlar va boshqalarda ishlash.
tomonidan ishlash va foydalanish naqshlari kompyuterlarni quyidagilarga bo'lish mumkin:
mikrokompyuterlarda;
mini kompyuterlar;
asosiy kompyuterlar (umumiy maqsadli kompyuterlar);
superkompyuterlar.
Sinfda mikrokompyuterlar mikrokontrollerlar va shaxsiy kompyuterlarni ajratish.
mikrokontroller boshqaruv tizimiga yoki ishlab chiqarish liniyasiga o'rnatilgan mikroprotsessorga asoslangan maxsus qurilma.
Shaxsiy kompyuterlar barcha resurslari bitta ish joyining ishlashini ta'minlashga to'liq yo'naltirilgan hisoblash tizimlari. Bu kompyuter texnologiyalarining eng ko'p sinfi bo'lib, u IBM PC va ular bilan mos keladigan shaxsiy kompyuterlarni, shuningdek, Apple kompaniyasining Macintosh shaxsiy kompyuterlarini o'z ichiga oladi. Zamonaviy axborot texnologiyalarining jadal rivojlanishi 1980-yillarning boshidan boshlab keng tarqalishi bilan bog'liq. nisbiy arzonlikni professional bo'lmagan foydalanuvchi uchun etarlicha keng imkoniyatlar bilan birlashtirgan shaxsiy kompyuterlar.
mini kompyuterlar Va super mini kompyuterlar tizimli ravishda bitta tokchada ishlab chiqarilgan, ya'ni taxminan yarim kubometr hajmni egallagan mashinalar deyiladi. Bu EHMlar tarixan mikrokompyuterlardan oldin bo‘lgan, texnik va ekspluatatsion xarakteristikalari bo‘yicha zamonaviy mikrokompyuterlardan past va hozirda ishlab chiqarilmaydi.
Asosiy kompyuterlar(asosiy kadr), ba'zan korporativ kompyuterlar deb ataladi, bir tashkilot, bitta loyiha, bitta hududda ko'plab ishchilarning birgalikdagi faoliyatini ta'minlaydigan hisoblash tizimlari. axborot faoliyati bir xil axborot va hisoblash resurslaridan foydalanganda. Bular ko'p foydalanuvchili hisoblash tizimlari bo'lib, ular yuqori hisoblash quvvatiga va muhim axborot resurslariga ega bo'lgan markaziy blokga ega bo'lib, ular bilan bog'langan. katta miqdorda minimal jihozlarga ega ish stantsiyalari (video terminal, klaviatura, "sichqoncha" kabi joylashishni aniqlash moslamasi va, ehtimol, chop etish moslamasi).
Asosan, shaxsiy kompyuterlar korporativ kompyuterning markaziy blokiga ulangan ish stantsiyalari sifatida ham ishlatilishi mumkin. Korporativ kompyuterlarning qo'llanilish doirasi yirik moliya va sanoat tashkilotlarida boshqaruv faoliyati uchun axborot texnologiyalarini joriy etish, bir xil funktsiya doirasida ko'p sonli foydalanuvchilarga xizmat ko'rsatadigan turli xil axborot tizimlarini tashkil etish (birja va bank tizimlari, aholiga transport xizmatlarini ko'rsatish uchun chiptalarni bron qilish va sotish va boshqalar).
Superkompyuterlar hisoblash quvvati va axborot resurslarining chegaralovchi xususiyatlariga ega hisoblash tizimlari. Bu erda asosiy xususiyat, ayniqsa kuchli va mas'uliyatli ilovalarda doimo cheksiz talab qilinadigan ishlash edi va bo'ladi. Bular 100 MFLOPS (sekundiga millionlab suzuvchi nuqta operatsiyalari) dan ortiq ishlashga ega bo'lgan juda kuchli kompyuterlar.
Superkompyuterlar ishlab chiqaruvchilari o'rtasidagi kurash Top 500 reytingida birinchi o'rinni egallash uchun (yiliga ikki marta tuzilgan 500 ta eng samarali kompyuterning tartibli ro'yxati), ya'ni mutlaq ishlash rekordi uchundir. Erishilgan samaradorlik uzoq vaqtdan beri sekundiga milliard operatsiyadan oshib ketdi - gigaflop kompyuterlar. Bir soniyada trillionlab (!) operatsiyalarni bajaradigan kompyuterlar ishlab chiqilmoqda va yaratilmoqda, -- teraflop kompyuterlar.
Superkompyuterlarning qamrovi meteorologiya, elementar zarrachalar fizikasi, yadro portlashlarini modellashtirish (to'liq miqyosdagi sinovlarni taqiqlash sharoitida), harbiy harakatlar joyidan olingan ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash vazifalari. Oldindagi qiyinchilik - oqsillarni yig'ish. Bu protein molekulalarining eng mumkin bo'lgan konfiguratsiyasini hisoblash. Misol uchun, 150 ta aminokislotalarning to'rt birligidan tashkil topgan gemoglobin molekulasi kamida 10150 holatga ega bo'lishi mumkin. Ko'rinib turibdiki, ofis faoliyatining ko'lami ushbu sinfdagi kompyuterlardan foydalanishni nazarda tutmaydi.
Elektron kompyuterlar odatda bir qator mezonlarga ko'ra tasniflanadi, xususan: funksionallik va hal qilinayotgan vazifalarning tabiati, hisoblash jarayonining tashkil etilishi, arxitektura xususiyatlari va hisoblash quvvati.
Yechilishi kerak bo'lgan vazifalarning funktsionalligi va tabiatiga ko'ra quyidagilar mavjud:
universal ( umumiy maqsad) kompyuter;
Muammoli kompyuterlar;
maxsus kompyuterlar.
Asosiy kompyuterlar algoritmlarning murakkabligi va qayta ishlangan ma'lumotlarning ko'pligi bilan ajralib turadigan turli xil muhandislik va texnik muammolarni hal qilish uchun mo'ljallangan.
Muammoli kompyuterlar kichik hajmdagi ma'lumotlarni ro'yxatga olish, to'plash va qayta ishlash bilan bog'liq torroq vazifalarni hal qilish uchun mo'ljallangan.
Maxsus kompyuterlar tor doiradagi vazifalarni hal qilish uchun ishlatiladi (texnik qurilmalarni boshqarish funktsiyalarini bajaradigan mikroprotsessorlar va kontrollerlar).
Hisoblash jarayonini tashkil qilish uslubiga ko'ra Kompyuterlar bir protsessorli va ko'p protsessorli, shuningdek ketma-ket va parallel bo'linadi.
Yagona protsessor. Kompyuter bitta markaziy protsessorga ega va barcha hisoblash operatsiyalari va kiritish-chiqarish qurilmalarini boshqarish bo'yicha operatsiyalar shu protsessorda amalga oshiriladi.
Ko'p protsessor. Kompyuterda bir nechta protsessorlar mavjud bo'lib, ular o'rtasida hisoblash jarayonini tashkil qilish va axborotni kiritish-chiqarish qurilmalarini boshqarish funktsiyalari qayta taqsimlanadi.
Ketma-ket. Ular bitta dasturli rejimda ishlaydi, agar kompyuter faqat bitta dasturni bajara oladigan tarzda ishlab chiqilgan bo'lsa va uning barcha resurslari faqat bajariladigan dastur manfaati uchun foydalaniladi.
Parallel. Ular ko'p dasturli rejimda ishlaydi, bunda kompyuterda bir nechta foydalanuvchi dasturlari bajariladi va resurslar bu dasturlar o'rtasida taqsimlanadi va ularning parallel bajarilishini ta'minlaydi.
Arxitektura xususiyatlari va hisoblash quvvatiga ko'ra quyidagilar mavjud:
Ushbu xususiyatga ko'ra EHMlarni tasniflash sxemasini ko'rib chiqamiz (1-rasm).
1-rasm. EHMlarning arxitektura xususiyatlariga ko‘ra tasnifi
va hisoblash quvvati.
Superkompyuterlar- Tezlik va unumdorlik jihatidan eng kuchli kompyuterlar. Superkompyuterlarga "Cray" va "IBM SP2" (AQSh) kiradi. Ular keng miqyosli hisoblash masalalari va simulyatsiyalarni hal qilish, aerodinamika, meteorologiya, yuqori energiya fizikasida murakkab hisob-kitoblar uchun ishlatiladi, shuningdek, moliya sohasida qo'llaniladi.
Katta mashinalar yoki asosiy kadrlar (Mainframe). Mainfreymlar moliya sektorida, mudofaa sanoatida qo'llaniladi va idoraviy, hududiy va hududiy hisoblash markazlarini jihozlash uchun ishlatiladi.
O'rta kompyuterlar umumiy maqsadlar murakkab texnologik ishlab chiqarish jarayonlarini boshqarish uchun ishlatiladi.
mini kompyuter boshqaruv hisoblash komplekslari, tarmoq serverlari sifatida foydalanishga qaratilgan.
Mikrokompyuter markaziy protsessor sifatida mikroprotsessordan foydalanadigan kompyuterlar. Bularga o'rnatilgan mikrokompyuterlar (turli jihozlar, apparatlar yoki qurilmalarga o'rnatilgan) va shaxsiy kompyuterlar kiradi.
Shaxsiy kompyuterlar. So'nggi 20 yil ichida erishilgan jadal rivojlanish. Shaxsiy kompyuter (ShK) bitta ish joyiga xizmat ko'rsatishga mo'ljallangan bo'lib, kichik korxonalar va jismoniy shaxslarning ehtiyojlarini qondirishga qodir. Internetning paydo bo'lishi bilan kompyuterning mashhurligi sezilarli darajada oshdi, chunki yordami bilan shaxsiy kompyuter Ilmiy, ma'lumotnoma, o'quv va qiziqarli ma'lumotlardan foydalanishingiz mumkin.
Shaxsiy kompyuterlarga ish stoli va noutbuk kompyuterlari kiradi. Portativ kompyuterlar qatoriga noutbuk (noutbuk yoki Daftar) va cho'ntak shaxsiy kompyuterlari (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants - PDA va Palmtop).
O'rnatilgan kompyuterlar. Ishlatilgan kompyuterlar turli qurilmalar ah, muayyan funktsiyalarni amalga oshirish uchun tizimlar, komplekslar. Masalan, avtomobil diagnostikasi.
1999 yildan beri shaxsiy kompyuterlarni tasniflash uchun xalqaro sertifikatlash standarti, RS99 spetsifikatsiyasi qo'llanila boshlandi. Ushbu spetsifikatsiyaga ko'ra, shaxsiy kompyuterlar quyidagi guruhlarga bo'linadi:
Ommaviy shaxsiy kompyuterlar (iste'molchi shaxsiy kompyuterlar);
Biznes kompyuterlari (ofis kompyuterlari);
portativ shaxsiy kompyuterlar (Mobil kompyuter);
ish stantsiyalari (WorkStation);
Ko'ngilochar kompyuterlar (Ko'ngilochar kompyuterlar).
Ko'pchilik shaxsiy kompyuterlar katta va standart (minimal talab qilinadigan) apparat to'plamini o'z ichiga oladi. Ushbu to'plam quyidagilarni o'z ichiga oladi: tizimli blok, displey, klaviatura, sichqoncha. Agar kerak bo'lsa, ushbu to'plam foydalanuvchining iltimosiga binoan boshqa qurilmalar, masalan, printer bilan osongina to'ldirilishi mumkin.
Biznes kompyuterlari grafik va ovozni takrorlashning minimal vositalarini o'z ichiga oladi.
Portativ kompyuterlar masofaviy kirish aloqa vositalarining mavjudligi bilan farqlanadi.
Ish stantsiyalari saqlash qurilmalarining ortib borayotgan xotira talablarini qondirish.
Ko'ngilochar kompyuterlar grafik va ovozni yuqori sifatli qayta ishlab chiqarishga qaratilgan.
Dizayn xususiyatlari bo'yicha Kompyuterlar quyidagilarga bo'linadi:
statsionar (ish stoli, ish stoli);
portativ:
Portativ (noutbuk);
bloknotlar (daftar);
cho'ntak (Palmtop).
Murakkab hisoblash tizimi. Kompyuter tizimining tarkibi Texnik va dasturiy ta'minot konfiguratsiyasini ko'rib chiqing m.Har qanday kompyuter tizimining interfeyslarini ketma-ket va parallel bo'lish mumkin. Boshqa dasturlarning o'zaro ta'sirini ta'minlaydigan o'tish tizimi darajasi kompyuter tizimi ham asosiy darajadagi dasturlar bilan, ham to'g'ridan-to'g'ri apparat bilan, xususan markaziy ishlov berish bloki.
Agar ushbu ish sizga mos kelmasa, sahifaning pastki qismida shunga o'xshash ishlar ro'yxati mavjud. Qidiruv tugmasidan ham foydalanishingiz mumkin
Birinchi hisoblash asboblari mexanik qurilmalar edi. 1642 yilda frantsuz mexanikasi Blez Paskal ixcham to'ldiruvchi qurilmani ishlab chiqdi mexanik kalkulyator.
1673 yilda nemis matematiki va faylasufi Leybnits qo'shish orqali yaxshilandiko'paytirish va bo'lish amallari. 18-asr davomida tishli, stend, tutqich va boshqa mexanizmlarga asoslangan tobora takomillashtirilgan, ammo baribir mexanik hisoblash qurilmalari ishlab chiqildi.
Hisoblash operatsiyalarini dasturlash g'oyasi paydo bo'ldi soatlik sanoat. Bunday dasturlash qat'iy edi: xuddi shu operatsiya bir vaqtning o'zida amalga oshirildi (masalan, nusxa ko'chirish mashinasida mashinaning ishlashi).
Moslashuvchanlik g'oyasi dasturlashhisoblash operatsiyalari ingliz matematigi tomonidan ifodalanganCharlz Bebbij 1836-1848 yillarda Uning analitik dvigatelining o'ziga xos xususiyati ma'lumotni bo'lish printsipi edibuyruqlar va ma'lumotlar. Biroq, loyiha amalga oshirilmadi.
Shoirning qizi Bayron tomonidan tuzilgan Bebbij mashinasida hisoblash dasturlari Ada Lovelace (1815-1852) birinchi kompyuterlar uchun keyinchalik tuzilgan dasturlarga juda o'xshash. Bu ajoyib ayol nomini oldidunyodagi birinchi dasturchi.
Ro'yxatdan o'tish rejimidan o'tishda qoidalari mexanik qurilmani rejimga o'tkazish ro'yxatdan o'tish elektron qurilma elementlarining holatio'nlik sistemaga aylandinoqulay, chunki elementlarning holatlari faqat ikki : yoqish va o'chirish.
Har qanday narsani taqdim etish imkoniyatiikkilik shakldagi raqamlarbirinchi marta Leybnits tomonidan 1666 yilda ifodalangan.
Mantiqiy bayonotlarni matematik ifodalarga kodlash g'oyasi:
birinchi yarmida ingliz matematigi Jorj Bul (1815-1864) tomonidan amalga oshirilgan. XIX asr.
Biroq, u tomonidan ishlab chiqilgan mantiqning mantiqiy algebrasi keyingi asrda, ikkilik sanoq tizimidan foydalangan holda kompyuter sxemalarini loyihalash uchun matematik apparat kerak bo'lganda qo'llanilishini topdi. Ikkilik tizim bilan "bog'langan" matematik mantiq va elektr zanjirlari Amerikalik olim Klod Shennon o'zining mashhur dissertatsiyasida (1936).
Mantiqiy algebrada kompyuterlarni yaratishda ulardan foydalaniladi Asosan 4 ta operatsiya:
1936 yilda ingliz matematigi A.Tyuring va undan mustaqil ravishda E.Post kontseptsiyani ilgari surdilar va ishlab chiqdilar.mavhum kompyuter. Ular algoritmlash mumkin bo'lgan har qanday masalani avtomatlar yordamida hal qilishning fundamental imkoniyatini isbotladilar.
1946 yilda Jon fon Neyman, Goldshteyn va Burks (Princeton ilg'or tadqiqotlar instituti) batafsil tavsifni o'z ichiga olgan hisobotni tuzdilar.raqamli kompyuterlarni qurish tamoyillaribugungi kunda ham foydalanilmoqda.
|
yillar |
1955 60 |
196065 |
1965 70 |
1970 90 |
1990 yildan |
|
Asosiy |
Elektron |
Transistor |
IP |
Katta |
Katta |
|
Kompyuter misol |
IBM 701 |
IBM 360-40 |
IBM 370- |
IBM 370-168 |
IBM Server |
|
Tez- |
8 000 |
246 000 |
1 230 000 |
7 700 000 |
9*10 9 |
|
RAM hajmi, |
20 480 |
256 000 |
512 000 |
8 200 000 |
256*10 9 |
|
Eslatma |
Shannon, |
Tillar |
minikom- |
Kompyuter, |
Sun'iy - |
Hisoblash tizimlarining jadal rivojlanishi 20-asrning 60-yillarida rad etilishi bilan boshlandi.elektron quvurlar va rivojlanish yarimo'tkazgich, undan keyin lazer texnologiyasi.
Samaradorlik Kompyuterlar (kompyuterlar) 20-asrning 70-yillarida protsessorlarning rivojlanishi bilan sezilarli darajada o'sdi.integral mikrosxemalar.
Kompyuterlar rivojlanishida sifatli sakrash 80-yillarda sodir bo'ldi XX ixtiro bilan asr shaxsiy kompyuter va dunyoning rivojlanishi axborot tarmog'i - Internet.
Superkompyuterlar - hisoblash markazlari - o'ta murakkab hisoblash masalalarini (murakkab hodisalarni modellashtirish, o'ta katta hajmdagi ma'lumotlarni qayta ishlash, prognozlar qilish va boshqalar) hal qilish uchun yaratilgan.
Serverlar (inglizcha xizmat ko'rsatish, boshqarish so'zidan) - mahalliy yoki global tarmoq, yirik korxonalar, banklar, oʻquv yurtlari va boshqalarning axborot xizmatlarini koʻrsatish va kompyuterlariga texnik xizmat koʻrsatishga ixtisoslashgan.
O'rnatilgan kompyuterlar (mikroprotsessorlar) ishlab chiqarishda va maishiy texnikada keng tarqaldi, bu erda boshqaruv cheklangan ketma-ketlikni bajarishgacha qisqartirilishi mumkin (konveyerdagi robotlar, bortda, maishiy texnika bilan birlashtirilgan va boshqalar).
Shaxsiy kompyuterlar ( Kompyuter ) bir kishining ishi uchun mo'ljallangan, shuning uchun ular hamma joyda qo'llaniladi. Ularning tug'ilishi 1981 yil 12 avgustda, IBM o'zining birinchi modelini taqdim etganida hisoblanadi. Kompyuter millionlab odamlar hayotida kompyuter inqilobini amalga oshirdi va insoniyat jamiyatining rivojlanishiga katta ta'sir ko'rsatdi.
Kompyuter ommaviy, biznes, ko'chma, ko'ngilochar, shuningdek ish stantsiyalariga bo'linadi.
Kompyuter standartlari:
Ko'pgina shaxsiy kompyuterlar massivdir.
Biznes (ofis) Kompyuter professional dasturlarni o'z ichiga oladi, lekin ular grafik vositalar va ovozni qayta ishlab chiqarish vositalariga qo'yiladigan talablarni minimallashtiradi.
O'yin-kulgida Kompyuter mablag'lar keng tarqalgan multimedia.
Ish stantsiyalari ma'lumotlarni saqlash uchun talablarni oshirdi.
Portativ qurilmalar uchun kompyuter tarmog'iga kirish majburiydir.
Uskuna va dasturiy ta'minot konfiguratsiyasini ko'rib chiqing, chunki ko'pincha bir xil vazifalarni hal qilish apparat va dasturiy ta'minot tomonidan ta'minlanishi mumkin. Har bir holatda mezon - bu ishning samaradorligi.
Uskunani ishlab chiqish tufayli ish samaradorligini oshirish o'rtacha qimmatroq bo'ladi, deb ishoniladi, ammo dasturiy ta'minot tomonidan echimlarni amalga oshirish yuqori malakali xodimlarni talab qiladi.
apparatga hisoblash tizimlari kiradiqurilmalar va qurilmalar(blok-modulli dizayn yordamida).
Qurilmalarni markaziy protsessorga nisbatan joylashtirish usuliga ko'ra ichki va tashqi qurilmalar farqlanadi. Tashqi - bu kiritish-chiqarish qurilmalari (periferik qurilmalar) va ma'lumotlarni uzoq muddatli saqlash uchun mo'ljallangan qo'shimcha qurilmalar.
Alohida bloklar va tugunlar o'rtasidagi muvofiqlashtirish o'tish davri apparat-mantiqiy qurilmalari - tasdiqlangan standartlarga muvofiq ishlaydigan apparat interfeyslari yordamida amalga oshiriladi.
Har qanday kompyuter tizimining interfeyslarini shartli ravishda ajratish mumkinketma-ket va parallel.
Parallel interfeyslar murakkabroq, uzatuvchi va qabul qiluvchi o'rtasida sinxronlashni talab qiladi, lekin o'lchanadigan yuqori ko'rsatkichlarga ega.soniyada bayt(bayt/s, Kbayt/s, Mbayt/s). Ular printerni ulashda (kamdan-kam hollarda) ishlatiladi.
Ketma-ket - osonroq va sekinroq, ular deyiladiasinxron interfeyslar. Paketlarning sinxronizatsiyasi yo'qligi sababli, foydali yuk ma'lumotlari xizmat ma'lumotlari paketlari tomonidan oldin va to'ldiriladi (1 bayt uchun 1-3 xizmat biti), ishlash o'lchanadi.soniyada bit(bps, kbps, Mbps).
Ular sichqoncha, klaviatura, flesh-xotira, sensorlar, ovoz yozish moslamalari, videokameralar, aloqa qurilmalari, printerlar va boshqalarni kiritish, chiqarish va saqlash qurilmalarini ulash uchun ishlatiladi.
Standartlar VT da apparat interfeyslari deyiladi protokollar. Protokol - bu qurilma ishlashini muvaffaqiyatli muvofiqlashtirish uchun kompyuter texnologiyalarini ishlab chiquvchilar tomonidan taqdim etilishi kerak bo'lgan texnik shartlar to'plami.
Dasturiy ta'minot (dasturiy ta'minot) yoki dasturiy ta'minot konfiguratsiyasi - bu dasturlar (buyruqlarning tartiblangan ketma-ketligi). Dasturlar o'rtasida bog'liqlik mavjud: ba'zilari boshqalarga asoslangan (pastki darajadagi), ya'ni biz dasturlararo interfeys haqida gapirishimiz kerak.
Ish paytida asosiy ob'ektlarning parametrlarini o'zgartirish kerak bo'lsa, murojaat qilingqayta dasturlash mumkin O'chiriladigan va dasturlashtiriladigan faqat o'qish xotirasi (EPROM) ). PROMni amalga oshirish "uchuvchan bo'lmagan xotira" chipi yoki yordamida amalga oshiriladi CMOS , bu kompyuter ishga tushganda ham ishlaydi.
Qism tizimni qo'llab-quvvatlash o'z ichiga oladi:
Tizim darajasidagi dasturlarning shakllari to'plamioperatsion tizim yadrosi Kompyuter.
Agar kompyuter tizim darajasidagi dasturiy ta'minot bilan jihozlangan bo'lsa, u allaqachon tayyorlangan:
majburiy va umuman etarli ta'minlash sharti ish kompyuterdagi odam.
Utilitlarni ishlab chiqish va ishlatish uchun ikkita muqobil yo'nalish mavjud: operatsion tizim bilan integratsiya va mustaqil ishlash.
Ikkinchi holda, ular foydalanuvchiga apparat va dasturiy ta'minot bilan o'zaro aloqalarini shaxsiylashtirish uchun ko'proq imkoniyatlarni taqdim etadi.
Amaliy dasturiy ta'minotning mavjudligi va funksionallikning kengligi Kompyuter to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladigan operatsion tizimga bog'liq, ya'ni uning yadrosi qanday tizim vositalarini o'z ichiga oladi va shuning uchun u o'zaro ta'sirni qanday ta'minlaydi: odam uskunani dasturlaydi.
Eng oddiy monitorlar odatda operatsion tizimning bir qismi bo'lib, tizim darajasida joylashtiriladi.
Rastr muharrirlarida ( Bo'yamoq ) grafik ob'ekt nuqtalar birikmasi sifatida ifodalanadi, ularning har biri yorqinlik va rang xususiyatlariga ega. Ushbu parametr tasvirda ko'plab yarim tonnalar mavjud bo'lgan hollarda samarali bo'ladi va ob'ekt elementlarining rangi haqidagi ma'lumotlar ularning shakli haqidagi ma'lumotlardan ko'ra muhimroqdir. Rastr muharrirlari tasvirlarni retush qilish, foto effektlarni yaratish uchun keng qo'llaniladi, lekin ular har doim ham yangi tasvirlarni yaratish uchun qulay emas va tejamkor emas, chunki tasvirlar juda ko'p ortiqcha.
Vektor muharrirlarida ( CorelDraw ) tasvirning elementar ob'ekti nuqta emas, balki chiziqdir. Ushbu yondashuv chizma va grafik ishlarga xosdir, bunda chiziqlar shakli uni tashkil etuvchi alohida nuqtalarning rangi haqidagi ma'lumotlardan muhimroqdir. Bu tasvir bitmap tasviriga qaraganda ancha ixchamroq. Vektor muharrirlari tasvirlarni yaratish uchun qulay, ammo tayyor chizmalarni qayta ishlash uchun deyarli foydalanilmaydi.
3D grafik muharrirlari yorug'lik manbalari xossalari bilan ob'ekt yuzasi xususiyatlarining o'zaro ta'sirini moslashuvchan boshqarish imkonini beradi, shuningdek, 3D animatsiyani yaratadi, shuning uchun ularni 3D grafik muharrirlari deb ham atashadi. D-animatorlar.
Uskuna va dasturiy ta'minotdan tashqari, mavjudAxborotni qo'llab-quvvatlash(imlo tekshiruvi, lug'atlar, tezauriylar va boshqalar)
Ixtisoslashgan kompyuter tizimlarida (bortda) dasturiy ta'minot va axborotni qo'llab-quvvatlash majmuasi deyiladi matematik dasturiy ta'minot.
7-sahifa
Sizni qiziqtirishi mumkin bo'lgan boshqa tegishli ishlar.vshm> |
|||
| 7644. | Kompyuter texnologiyalaridan foydalangan holda amaliy muammolarni hal qilish usullari haqida g'oyalarni shakllantirish | 29,54 Kb | |
| Xato bir necha sabablarga ko'ra yuzaga keladi. Dastlabki ma'lumotlar odatda xatolarni o'z ichiga oladi, chunki ular o'lchov tajribalari natijasida olinadi yoki ba'zi yordamchi muammolarni hal qilish natijasidir. Kompyuterda masalani yechish natijasining umumiy xatosi uchta komponentdan iborat: usul xatosining halokatli xatosi va hisoblash xatosi: . | |||
| 166. | Hisoblashda topraklamani ta'minlash | 169,06 Kb | |
| Kompyuter yoki boshqa qurilmalar uchun deyarli har bir quvvat manbai mavjud tarmoq filtri guruch. Nolga tenglashtirganda, agar kimdir elektr vilkasini aylantirsa, bu nol fazaga aylanmasligiga ishonchingiz komil bo'lishi kerak. Kirish sxemalari kompyuter quvvat manbai rasm. Kompyuter kassasida potentsial shakllanish Albatta, bu manbaning kuchi oqim bilan cheklangan qisqa tutashuv yerga birliklardan o'nlab milliampergacha va quvvat manbai qanchalik kuchli bo'lsa, filtr kondensatorlarining sig'imi va shuning uchun oqim: ... | |||
| 167. | Kompyuter texnikasining ishlashi haqida umumiy ma'lumot | 18,21 KB | |
| Asosiy tushunchalar Kompyuter texnikasi SVT - bu shaxsiy kompyuterlar, shaxsiy kompyuterlar, tarmoq ish stantsiyalari, serverlar va boshqa turdagi kompyuterlar, shuningdek, periferik qurilmalar, kompyuter ofis uskunalari va kompyuterlararo aloqalarni o'z ichiga olgan kompyuterlar. SVT ning ishlashi, VT o'ziga yuklangan barcha vazifalarni bajarishi kerak bo'lganda, uskunadan maqsadli foydalanishdan iborat. SVT dan samarali foydalanish va ekspluatatsiya vaqtida ish holatida saqlash uchun... | |||
| 8370. | Papkalar va fayllarni sozlash. Operatsion tizim vositalarini sozlash. Standart yordamchi dasturlardan foydalanish. Ob'ektlarni bog'lash va joylashtirish tamoyillari. Tarmoqlar: asosiy tushunchalar va tasnifi | 33,34 Kb | |
| Operatsion tizim vositalarini sozlash. Operatsion tizim vositalarini sozlash Barcha sozlamalar odatda Boshqaruv paneli orqali amalga oshiriladi. Operatsion tizim uslubini o'rnatish Tizim uslubini o'rnatish quyidagi yo'l bo'ylab amalga oshiriladi: Boshlash Boshqaruv paneli Barcha Boshqarish paneli elementlari tizimi. Kengaytirilgan tizim sozlamalari yorlig'i tizim xususiyatlari oynasini ochadi, unda Kengaytirilgan yorlig'i konfiguratsiya uchun eng muhim hisoblanadi. | |||
| 9083. | Dasturiy ta'minot. Maqsad va tasnifi | 71,79 KB | |
| Antiviruslar G'alati, ammo virus nima ekanligi haqida hali ham aniq ta'rif yo'q. yoki biron-bir tarzda virus bo'lmagan boshqa dasturlarga xos bo'lgan yoki yuqorida ko'rsatilgan farqlovchi xususiyatlarni o'z ichiga olmaydigan viruslar mavjud, tarqatish imkoniyati bundan mustasno. makro viruslar fayllarni yuqtiradi Word hujjatlari va Excel. Ko'p sonli kombinatsiyalar mavjud, masalan, fayllarni va disklarning yuklash sektorlarini zararlaydigan fayl yuklash viruslari. | |||
| 5380. | O'quv stendini ishlab chiqish "Kompyuter texnikasi va kompyuter tarmoqlariga texnik xizmat ko'rsatish" mutaxassisligi bo'yicha talabalarni tayyorlash sifatini oshirish vositasi sifatida printerning qurilmasi va ishlash printsipi | 243,46 Kb | |
| Printerlar beshta asosiy pozitsiyaga ko'ra tasniflanadi: bosib chiqarish mexanizmining ishlash printsipi, qog'oz varag'ining maksimal hajmi, rangli chop etishdan foydalanish, PostScript tilini qo'llab-quvvatlashning mavjudligi yoki yo'qligi, shuningdek tavsiya etilgan oylik yuk. | |||
| 10480. | Kompyuter dasturi. Amaliy dasturlarning turlari | 15,53 Kb | |
| Kompyuter uchun dasturlarni o'zgartirib, siz uni buxgalter yoki statistik yoki dizayner uchun hujjatlarni tahrirlash yoki qandaydir o'yin o'ynash uchun ish joyiga aylantirishingiz mumkin. Dasturlarning tasnifi Kompyuterda ishlaydigan dasturlarni uch toifaga bo'lish mumkin: amaliy dasturlar foydalanuvchilar uchun zarur bo'lgan ishlarning bajarilishini bevosita ta'minlash: matnlarni tahrirlash, rasmlarni chizish, videolarni tomosha qilish va hk.; tizim dasturlari turlicha bajarish ikkilamchi funktsiyalar nusxa ko'chirish kabi ... | |||
| 7045. | Axborot tizimlari. Tushuncha, tarkibi, tuzilishi, tasnifi, avlodlar | 12,11 KB | |
| Xususiyatlari axborot tizimi: ATni tahlil qilish, ishlab chiqish, joriy etish va ishlashini soddalashtiradigan quyi tizimlarni taqsimlashning bo'linishi; Butunlik - bu butun tizimning quyi tizimlari faoliyatining izchilligi. Axborot tizimining tarkibi: Axborot muhiti - bu tizimlashtirilgan va maxsus tarzda tashkil etilgan ma'lumotlar va bilimlar yig'indisi; Axborot texnologiyalari. Maqsad bo'yicha ISning tasnifi Korxona tashkilotini boshqarish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni to'plash va qayta ishlash uchun ma'lumotlarni boshqarish tizimlari ... | |||
| 19330. | C# TILIDA TRANSPORT LOGISTIKASI UCHUN KOMPYUTER TIZIMINI ISHLAB CHIQISH. | 476,65 Kb | |
| Dasturlash tili - bu yozish uchun mo'ljallangan rasmiy belgilar tizimi kompyuter dasturlari. Dasturlash tili leksik, sintaktik va semantik qoidalar to'plamini belgilaydi tashqi ko'rinish ijrochi (kompyuter) o'z nazorati ostida bajaradigan dasturlar va harakatlar. | |||
| 9186. | Kompyuter tizimi jarayoni va u bilan bog'liq tushunchalar | 112,98 Kb | |
| Quyidagi misolni ko'rib chiqing. Ikki talaba kvadrat ildiz dasturini boshqaradi. Biri 4 ning kvadrat ildizini hisoblamoqchi, ikkinchisi esa 1 ning kvadrat ildizini hisoblamoqchi. Talabalar nuqtai nazaridan xuddi shu dastur ishlayapti; kompyuter tizimi nuqtai nazaridan, u ikki xil hisoblash jarayoni bilan shug'ullanishi kerak, chunki turli xil kirishlar boshqa hisob-kitoblar to'plamiga olib keladi. | |||
Kompyuter texnikasining asosiy xarakteristikasiga uning tezkorligi, xotira sig‘imi, hisoblashning aniqligi va boshqalar kabi operativ va texnik xususiyatlari kiradi.
Kompyuter tezligi ikki jihatdan ko‘rib chiqiladi. Bir tomondan, u markaziy protsessor tomonidan bir soniyada bajariladigan elementar operatsiyalar soni bilan tavsiflanadi. Elementar amal deganda qo‘shish, ko‘chirish, taqqoslash kabi har qanday oddiy amal tushuniladi. Boshqa tomondan, ishlash
Kompyuter asosan uning xotirasini tashkil etishga bog'liq. Xotirada kerakli ma'lumotlarni qidirish uchun sarflangan vaqt kompyuterning tezligiga sezilarli darajada ta'sir qiladi.
Qo'llash sohasiga ko'ra, kompyuterlar sekundiga bir necha yuz mingdan milliardlab operatsiyalarni bajarish tezligi bilan ishlab chiqariladi. Murakkab masalalarni hal qilish uchun bir nechta kompyuterlarni kerakli umumiy tezlik bilan yagona hisoblash majmuasiga birlashtirish mumkin.
Tezlik bilan bir qatorda, kontseptsiya tez-tez ishlatiladi ishlash . Agar birinchisi, asosan, kompyuterda ishlatiladigan elementlar tizimiga bog'liq bo'lsa, ikkinchisi uning arxitekturasi va hal qilinayotgan vazifalar turlari bilan bog'liq. Hatto bitta kompyuter uchun ham tezlik kabi xususiyat doimiy qiymat emas. Shu munosabat bilan quyidagilar mavjud:
eng yuqori samaradorlik, kirishni hisobga olmagan holda protsessorning soat chastotasi bilan belgilanadi tasodifiy kirish xotirasi;
nominal tezlik, aniqlangan operativ xotiraga kirish vaqtini hisobga olgan holda;
tizim tezligi, hisoblash jarayonini tashkil etish uchun tizim xarajatlarini hisobga olgan holda aniqlanadi;
operativ, hal qilinayotgan vazifalarning xususiyatini (tarkibi, operatsiyalari yoki ularning "aralashmasi") hisobga olgan holda belgilanadi.
Imkoniyatlar, yoki Xotira kompyuter xotirasiga joylashtiriladigan axborotning maksimal miqdori bilan belgilanadi. Xotira hajmi odatda baytlarda o'lchanadi. Yuqorida aytib o'tilganidek, kompyuter xotirasi ichki va tashqi bo'linadi. Ichki yoki RAM, uning hajmi bo'yicha turli sinflar mashinalar har xil bo'lib, kompyuterning manzillash tizimi bilan belgilanadi. Imkoniyat tashqi xotira blok tuzilishi va olinadigan haydovchi konstruktsiyalari tufayli u amalda cheksizdir.
Hisoblashning aniqligi bitta raqamni ifodalash uchun ishlatiladigan raqamlar soniga bog'liq. Zamonaviy kompyuterlar 32 yoki 64 bitli mikroprotsessorlar bilan jihozlangan, bu turli xil ilovalarda hisob-kitoblarning yuqori aniqligini ta'minlash uchun etarli. Biroq, bu etarli bo'lmasa, ikki yoki uch bitli panjara ishlatilishi mumkin.
Buyruqlar tizimi kompyuter protsessori bajarishga qodir bo'lgan ko'rsatmalar ro'yxati. Yo'riqnomalar tizimi protsessor qanday aniq operatsiyalarni bajarishi mumkinligini, ko'rsatmada qancha operand ko'rsatilishi kerakligini, uni tanib olish uchun buyruq qanday shaklga (formatga) ega bo'lishi kerakligini belgilaydi. Asosiy turdagi buyruqlar soni kam, ular yordamida kompyuterlar qo'shish, ayirish, ko'paytirish, bo'lish, taqqoslash, xotiraga yozish, raqamni registrdan registrga o'tkazish, bir sanoq tizimidan ikkinchisiga o'tkazish va hokazolarni bajarishga qodir.. Agar kerak bo'lsa, hisoblashning o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olgan holda buyruqlarni o'zgartiring. Odatda, kompyuter o'ndan yuzlab ko'rsatmalardan foydalanadi (ularning modifikatsiyasini hisobga olgan holda). Kompyuter texnikasi rivojlanishining hozirgi bosqichida protsessor ko'rsatmalar to'plamini shakllantirishda ikkita asosiy yondashuv qo'llaniladi. Bir tomondan, bu protsessorlarni ishlab chiqish bilan bog'liq an'anaviy yondashuv to'liq to'plam buyruqlar, - arxitektura MDH(Complete Instruction Set Computer – to‘liq buyruqlar to‘plamiga ega kompyuter). Boshqa tomondan, bu kompyuterda eng oddiy, ammo tez-tez ishlatiladigan buyruqlar to'plamini amalga oshirishdir, bu esa protsessorning apparatini soddalashtirish va uning tezligini oshirish imkonini beradi - arxitektura RISC(Reduced Instruction Set Computer - qisqartirilgan buyruqlar to'plamiga ega kompyuter).
Kompyuter narxi ko'pgina omillarga, xususan, tezligiga, xotira hajmiga, buyruqlar tizimiga va boshqalarga bog'liq. Kompyuterning o'ziga xos konfiguratsiyasi va birinchi navbatda, mashinaning bir qismi bo'lgan tashqi qurilmalar narxga katta ta'sir ko'rsatadi. Nihoyat, dasturiy ta'minotning narxi kompyuterlarning narxiga sezilarli ta'sir qiladi.
Kompyuterning ishonchliligi - bu mashinaning ma'lum vaqt davomida ma'lum ish sharoitida o'z xususiyatlarini saqlab qolish qobiliyati. Quyidagi ko'rsatkichlar ishlamay qolishi butun mashinaning ishdan chiqishiga olib keladigan elementlarni o'z ichiga olgan kompyuterning ishonchliligini miqdoriy baholash sifatida xizmat qilishi mumkin:
ishlamay qolish ehtimoli ma'lum vaqt ushbu ish sharoitlarida;
kompyuterning ishlamay qolgan vaqti;
mashinaning o'rtacha tiklanish vaqti va boshqalar.
Kompyuter majmuasi yoki tizimi kabi murakkabroq tuzilmalar uchun "qobiliyatsizlik" tushunchasi mantiqiy emas. Bunday tizimlarda alohida elementlarning ishdan chiqishi umuman samaradorlikning to'liq yo'qolishiga emas, balki ishlash samaradorligining biroz pasayishiga olib keladi.
Kompyuter texnikasining boshqa xususiyatlari ham muhim, masalan: ko'p qirraliligi, dasturiy ta'minotning mosligi, vazni, o'lchamlari, quvvat sarfi va boshqalar. Ular kompyuterni qo'llashning aniq sohalarini baholashda hisobga olinadi.
Kompyuter texnikasining tasnifi
1. Uskuna
Kompyuter tizimining tarkibi konfiguratsiya deb ataladi. Kompyuter texnikasi va dasturiy ta'minoti alohida ko'rib chiqiladi. Shunga ko'ra, hisoblash tizimlarining apparat konfiguratsiyasi va ularning dasturiy konfiguratsiyasi alohida ko'rib chiqiladi. Ushbu ajratish printsipi informatika uchun alohida ahamiyatga ega, chunki ko'pincha bir xil muammolarni hal qilish apparat va dasturiy ta'minot tomonidan ta'minlanishi mumkin. Uskuna yoki dasturiy yechimni tanlash mezonlari unumdorlik va samaradorlikdir. Umuman olganda, apparat echimlari o'rtacha qimmatroq ekanligi qabul qilinadi, ammo dasturiy echimlarni amalga oshirish yuqori malakali xodimlarni talab qiladi.
TO apparat hisoblash tizimlariga apparat konfiguratsiyasini tashkil etuvchi qurilmalar va qurilmalar kiradi. Zamonaviy kompyuterlar va hisoblash tizimlari blok-modulli dizaynga ega - tayyor tugun va bloklardan yig'ilishi mumkin bo'lgan muayyan turdagi ishlarni bajarish uchun zarur bo'lgan apparat konfiguratsiyasi.
Hisoblash tizimining asosiy apparat komponentlari quyidagilardan iborat: xotira, markaziy protsessor va tizimli magistral orqali oʻzaro bogʻlangan periferik qurilmalar (1-rasm.) Asosiy xotira dasturlar va maʼlumotlarni ikkilik koʻrinishda saqlash uchun moʻljallangan va har biri oʻziga xos raqamli manzilga ega boʻlgan tartiblangan hujayralar massivi sifatida tashkil etilgan. Odatda, hujayra hajmi 1 baytni tashkil qiladi. Asosiy xotiradagi odatiy operatsiyalar: ma'lum bir manzilga ega bo'lgan katak tarkibini o'qish va yozish.
2. CPU
Markaziy protsessor - bu ma'lumotlarni qayta ishlash operatsiyalarini bajaradigan va kompyuterning periferik qurilmalarini boshqaruvchi kompyuterning markaziy qurilmasi. Markaziy ishlov berish bloki tarkibiga quyidagilar kiradi:
Boshqarish qurilmasi - dasturlarni bajarish jarayonini tashkil qiladi va uning ishlashi davomida hisoblash tizimining barcha qurilmalarining o'zaro ta'sirini muvofiqlashtiradi;
Arifmetik mantiq birligi - ma'lumotlar ustida arifmetik va mantiqiy amallarni bajaradi: qo'shish, ayirish, ko'paytirish, bo'lish, taqqoslash va boshqalar;
Saqlash qurilmasi ichki xotira registrlardan iborat protsessor, ulardan foydalanganda protsessor hisob-kitoblarni amalga oshiradi va oraliq natijalarni saqlaydi; operativ xotira bilan ishlashni tezlashtirish uchun protsessor uchun keyingi operatsiyalar uchun zarur bo'lgan operativ xotiradan buyruqlar va ma'lumotlar muddatidan oldin yuboriladigan kesh xotirasi ishlatiladi;
Soat generatori - barcha kompyuter tugunlarining ishlashini sinxronlashtiradigan elektr impulslarini hosil qiladi.
Markaziy protsessor asosiy o'zgaruvchilar va vaqtinchalik natijalarni - ichki registrlarni saqlash uchun maxsus hujayralar yordamida turli xil ma'lumotlar operatsiyalarini amalga oshiradi. Registrlar ikki turga bo'linadi (2-rasm).
Umumiy maqsadli registrlar - asosiy mahalliy o'zgaruvchilarni va hisob-kitoblarning oraliq natijalarini vaqtincha saqlash uchun foydalaniladi, ma'lumotlar registrlari va ko'rsatkich registrlarini o'z ichiga oladi; asosiy vazifasi tez-tez ishlatiladigan ma'lumotlarga tezkor kirishni ta'minlashdir (odatda xotiraga kirishsiz).
Ixtisoslashtirilgan registrlar - protsessorning ishlashini boshqarish uchun foydalaniladi, ulardan eng muhimlari quyidagilardir: ko'rsatmalar registr, stek ko'rsatkichi, bayroq registri va dastur holati to'g'risidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan registr.
Dasturchi har qanday ob'ektlarni (ma'lumotlar yoki manzillarni) vaqtincha saqlash va ular ustida kerakli operatsiyalarni bajarish uchun o'z xohishiga ko'ra ma'lumotlar registrlaridan foydalanishi mumkin. Indeks registrlari, xuddi ma'lumotlar registrlari kabi, o'zboshimchalik bilan ishlatilishi mumkin; ularning asosiy maqsadi ma'lumotlar va ko'rsatmalarning indekslarini yoki ofsetlarini asosiy manzilning boshidan (xotiradan operandlarni olishda) saqlashdir. Asosiy manzil asosiy registrlarda bo'lishi mumkin.
Segment registrlari protsessor arxitekturasining muhim elementi bo'lib, 16 bitli operandlar bilan 20 bitli manzil maydonini ta'minlaydi. Asosiy segment registrlari: CS - kod segmenti registri; DS - ma'lumotlar segmenti registri; SS - stek segment registri, ES - qo'shimcha segment registri. Xotiraga kirish segmentlar - jismoniy manzil maydonining istalgan qismiga o'rnatilgan mantiqiy shakllanishlar orqali amalga oshiriladi. Segmentning boshlang'ich manzili 16 ga bo'lingan (eng kam ahamiyatli o'n oltilik raqamsiz) segment registrlaridan biriga kiritiladi; shundan so'ng ma'lum segment manzilidan boshlab xotira bo'limiga kirish huquqi beriladi.
Har qanday xotira katakchasining manzili ikkita so'zdan iborat bo'lib, ulardan biri mos keladigan segment xotirasidagi joyni, ikkinchisi esa ushbu segment ichidagi ofsetni belgilaydi. Segment hajmi undagi ma'lumotlar miqdori bilan belgilanadi, lekin hech qachon 64 KB dan oshmasligi mumkin, bu maksimal mumkin bo'lgan ofset qiymati bilan belgilanadi. Ko'rsatma segmentining segment manzili CS registrida saqlanadi va manzillangan baytga ofset IP ko'rsatma ko'rsatgich registrida saqlanadi.
2-rasm. 32-bitli protsessor registrlari
Dasturni yuklagandan so'ng, dasturning birinchi buyrug'ining ofseti IP-ga kiritiladi. Protsessor, uni xotiradan o'qib, IP mazmunini aynan shu ko'rsatma uzunligiga oshiradi (Intel protsessor ko'rsatmalari 1 dan 6 baytgacha bo'lishi mumkin), buning natijasida IP dasturning ikkinchi yo'riqnomasiga ishora qiladi. Birinchi buyruqni bajargandan so'ng, protsessor ikkinchisini xotiradan o'qiydi va yana IP qiymatini oshiradi. Natijada, IP har doim keyingi buyruqning ofsetini o'z ichiga oladi - bajarilayotgan buyruqdan keyingi buyruq. Ta'riflangan algoritm faqat o'tish buyruqlari, subprogramma qo'ng'iroqlari va xizmat ko'rsatishni uzishda bajarilganda buziladi.
Ma'lumotlar segmentining segment manzili DS registrida saqlanadi, ofset umumiy maqsadli registrlardan birida bo'lishi mumkin. Qo'shimcha ES segment registri dasturning bir qismi bo'lmagan ma'lumotlar maydonlariga, masalan, video bufer yoki tizim hujayralariga kirish uchun ishlatiladi. Biroq, agar kerak bo'lsa, uni dasturning segmentlaridan biri uchun sozlash mumkin. Misol uchun, agar dastur katta hajmdagi ma'lumotlar bilan ishlayotgan bo'lsa, siz ular uchun ikkita segmentni taqdim etishingiz va ulardan biriga DS registri orqali, ikkinchisiga esa ES registri orqali kirishingiz mumkin.
Stack ko'rsatkichi registr SP stekning yuqori ko'rsatkichi sifatida ishlatiladi. Stek - bu ixtiyoriy ma'lumotlarni vaqtincha saqlash uchun mo'ljallangan dastur maydoni. Stekning qulayligi shundaki, uning maydoni qayta ishlatiladi va ma'lumotlarni stekda saqlash va ularni u yerdan olish nomlarni ko'rsatmasdan push va pop buyruqlari yordamida amalga oshiriladi. Stek an'anaviy tarzda dastur tomonidan qo'llaniladigan registrlar tarkibini pastki dasturni chaqirishdan oldin saqlash uchun ishlatiladi, bu esa o'z navbatida protsessor registrlarini o'z maqsadlari uchun ishlatadi. Registrlarning asl mazmuni pastki dasturdan qaytgandan so'ng stekdan chiqariladi. Yana bir keng tarqalgan usul - bu zarur parametrlarni stek orqali pastki dasturga o'tkazish. Subprogramma parametrlar stekga qanday tartibda joylashtirilishini bilib, ularni u yerdan olib, ularni bajarishda foydalanishi mumkin.
Stekning o'ziga xos xususiyati undagi ma'lumotlarni olishning o'ziga xos tartibidir: istalgan vaqtda stekda faqat yuqori element mavjud bo'ladi, ya'ni stekga oxirgi yuklangan element. Yuqori elementni stekdan chiqarish keyingi elementni mavjud qiladi. Stekning elementlari stek uchun ajratilgan xotira maydonida stekning pastki qismidan boshlab (uning maksimal manzilidan) ketma-ket kamayib boruvchi manzillargacha joylashgan. Yuqori kirish mumkin bo'lgan elementning manzili SP stek ko'rsatkichi registrida saqlanadi.
Maxsus registrlar faqat imtiyozli rejimda mavjud va operatsion tizim tomonidan qo'llaniladi. Ular turli xil kesh bloklarini, asosiy xotirani, kiritish-chiqarish qurilmalarini va hisoblash tizimidagi boshqa qurilmalarni boshqaradi.
Imtiyozli va foydalanuvchi rejimlarida mavjud bo'lgan bitta registr mavjud. Bu bayroq registri deb ataladigan PSW (Program State Word) registridir. Bayroq registrida protsessorga zarur bo'lgan turli bitlar mavjud bo'lib, eng muhimi taqqoslash va shartli o'tishlarda qo'llaniladigan shart kodlari bo'lib, ular protsessor ALU ning har bir siklida o'rnatiladi va oldingi operatsiya natijasi holatini aks ettiradi. Bayroq registrining mazmuni hisoblash tizimining turiga bog'liq va quyidagilarni ko'rsatadigan qo'shimcha maydonlarni o'z ichiga olishi mumkin: mashina rejimi (masalan, foydalanuvchi yoki imtiyozli); iz biti (bu disk raskadrovka uchun ishlatiladi); protsessorning ustuvorlik darajasi; uzilishni yoqish holati. Bayroq registri odatda foydalanuvchi rejimida o'qiladi, lekin ba'zi maydonlar faqat imtiyozli rejimda yozilishi mumkin (masalan, rejimni belgilaydigan bit).
Ko'rsatma ko'rsatgich registrida bajarish uchun navbatdagi ko'rsatmaning manzili mavjud. Ko'rsatma xotiradan tanlangandan so'ng, ko'rsatmalar registr yangilanadi va ko'rsatgich keyingi ko'rsatmaga o'tadi. Ko'rsatma ko'rsatgichi dasturning bajarilishini kuzatib boradi, har bir daqiqada bajarilayotgandan keyingi buyruqning nisbiy manzilini ko'rsatadi. Registrga dasturiy jihatdan kirish mumkin emas; manzil joriy instruksiya uzunligini hisobga olgan holda mikroprotsessor tomonidan oshiriladi. O'tish, uzilishlar, kichik dasturlarni chaqirish va ulardan qaytish bo'yicha ko'rsatmalar ko'rsatgichning mazmunini o'zgartiradi va shu bilan dasturning kerakli nuqtalariga o'tishni amalga oshiradi.
Akkumulyator registridan buyruqlarning aksariyatida foydalaniladi. Ushbu registrdan foydalanadigan tez-tez ishlatiladigan buyruqlar qisqartirilgan formatga ega.
Axborotni qayta ishlash uchun odatda ma'lumotlar xotira kataklaridan umumiy maqsadli registrlarga o'tkaziladi, operatsiya markaziy protsessor tomonidan amalga oshiriladi va natijalar asosiy xotiraga uzatiladi. Dasturlar protsessor tomonidan bajarilishi kerak bo'lgan mashina ko'rsatmalari ketma-ketligi sifatida saqlanadi. Har bir buyruq operatsiya maydoni va operand maydonlaridan iborat - bu operatsiya bajariladigan ma'lumotlar. Mashina ko'rsatmalari to'plami mashina tili deb ataladi. Dasturning bajarilishi quyidagicha amalga oshiriladi. Dastur hisoblagichi ko'rsatgan mashina ko'rsatmasi xotiradan o'qiladi va ko'rsatmalar registriga ko'chiriladi, u erda dekodlanadi va keyin bajariladi. U bajarilgandan so'ng, dastur hisoblagichi keyingi ko'rsatmalarga ishora qiladi va hokazo. Ushbu harakatlar mashina aylanishi deb ataladi.
Ko'pgina protsessorlarda ikkita ish rejimi mavjud: yadro rejimi va foydalanuvchi rejimi, bu protsessor holati so'zida (bayroq registri) bit bilan belgilanadi. Protsessor yadro rejimida ishlaganda, u ko'rsatmalar to'plamidagi barcha ko'rsatmalarni bajarishi va barcha apparat imkoniyatlaridan foydalanishi mumkin. Operatsion tizim yadro rejimida ishlaydi va barcha apparat vositalariga kirishni ta'minlaydi. Foydalanuvchi dasturlari foydalanuvchi rejimida ishlaydi, bu ko'plab ko'rsatmalarni bajarishga imkon beradi, lekin uskunaning faqat bir qismini mavjud qiladi.
Operatsion tizim bilan bog'lanish uchun foydalanuvchi dasturi yadro rejimiga o'tishni ta'minlaydigan va operatsion tizimning funktsiyalarini faollashtiradigan tizim chaqiruvini chiqarishi kerak. Tuzoq ko'rsatmasi (taqlid qilingan uzilish) protsessor rejimini foydalanuvchi rejimidan yadro rejimiga o'tkazadi va boshqaruvni operatsion tizimga o'tkazadi. Ish tugagandan so'ng, boshqaruv foydalanuvchi dasturiga, tizim chaqiruvidan keyingi ko'rsatmalarga qaytadi.
Kompyuterlarda, tizim qo'ng'iroqlarini amalga oshirish bo'yicha ko'rsatmalarga qo'shimcha ravishda, istisno holatlar haqida ogohlantirish uchun apparatda chaqiriladigan uzilishlar mavjud, masalan, suzuvchi nuqta operatsiyalari paytida nolga bo'linishga urinish yoki toshib ketish. Umuman shunga o'xshash holatlar boshqaruv operatsion tizimga o'tadi, u keyin nima qilishni hal qilishi kerak. Ba'zan dasturni xato xabari bilan tugatishingiz kerak, ba'zida uni e'tiborsiz qoldirishingiz mumkin (masalan, agar raqam o'z ahamiyatini yo'qotsa, uni nolga tenglashtirishingiz mumkin) yoki muayyan turdagi sharoitlarni boshqarish uchun dasturning o'ziga boshqaruvni o'tkazishingiz mumkin.
Qurilmalarning markaziy protsessorga nisbatan joylashishiga ko'ra ichki va tashqi qurilmalar ajratiladi. Tashqi qurilmalar odatda ko'pchilik kiritish-chiqarish qurilmalari (shuningdek, tashqi qurilmalar deb ataladi) va ma'lumotlarni uzoq muddatli saqlash uchun mo'ljallangan ba'zi qurilmalarni o'z ichiga oladi.
Alohida tugunlar va bloklar o'rtasidagi muvofiqlashtirish apparat interfeyslari deb ataladigan o'tish apparat-mantiqiy qurilmalari yordamida amalga oshiriladi. Hisoblashda apparat interfeyslari standartlari protokollar deb ataladi - boshqa qurilmalar bilan ishini muvaffaqiyatli muvofiqlashtirish uchun qurilma ishlab chiquvchilari tomonidan taqdim etilishi kerak bo'lgan texnik shartlar to'plami.
Har qanday kompyuter tizimining arxitekturasida mavjud bo'lgan ko'plab interfeyslarni shartli ravishda ikkita katta guruhga bo'lish mumkin: ketma-ket va parallel. Seriyali interfeys orqali ma'lumotlar ketma-ket, bitma-bit va parallel interfeys orqali bir vaqtning o'zida bit guruhlarida uzatiladi. Bitta paketdagi bitlar soni interfeysning bit kengligi bilan belgilanadi, masalan, sakkiz bitli parallel interfeyslar har bir sikl uchun bir bayt (8 bit) uzatadi.
Parallel interfeyslar, odatda, ketma-ket interfeyslarga qaraganda murakkabroq, lekin yaxshi ishlashni ta'minlaydi. Ular ma'lumotlarni uzatish tezligi muhim bo'lgan joylarda qo'llaniladi: bosib chiqarish moslamalarini, kiritish qurilmalarini ulash uchun grafik ma'lumotlar, ma'lumotlarni yozib olish qurilmalari yoqilgan tashqi ommaviy axborot vositalari va h.k. Parallel interfeyslarning ishlashi sekundiga baytlarda o'lchanadi (bayt/s; Kbayt/s; Mbayt/s).
Seriyali interfeyslar qurilmasi oddiyroq; qoida tariqasida, ular uzatuvchi va qabul qiluvchi qurilmaning ishlashini sinxronlashtirishga hojat yo'q (shuning uchun ular ko'pincha asenkron interfeyslar deb ataladi), lekin ularning o'tkazish qobiliyati kamroq va samaradorligi pastroq. Seriyali qurilmalar baytlarda emas, balki bitlarda aloqa qilganligi sababli, ularning ishlashi sekundiga bit bilan o'lchanadi (bps, kbps, Mbps). Ketma-ket uzatish tezligining o'lchov birliklarini 8 ga mexanik bo'linish orqali parallel ma'lumotlarni uzatish tezligining o'lchov birliklariga aylantirishning ko'rinadigan soddaligiga qaramay, bunday o'zgartirish amalga oshirilmaydi, chunki xizmat ma'lumotlari mavjudligi sababli to'g'ri emas. Ekstremal holatda, xizmat ma'lumotlari uchun sozlangan, ba'zan ketma-ket qurilmalarning tezligi soniyada belgilar yoki soniyada belgilar (s / s) bilan ifodalanadi, ammo bu qiymat texnik emas, balki mos yozuvlar, iste'molchi xarakterlidir.
Sekin qurilmalarni ulash uchun ketma-ket interfeyslar (eng oddiy past sifatli chop etish qurilmalari: belgi va signal ma'lumotlarini kiritish va chiqarish qurilmalari, boshqaruv datchiklari, past unumdor aloqa qurilmalari va boshqalar), shuningdek, ma'lumotlar almashinuvining davomiyligi bo'yicha sezilarli cheklovlar mavjud bo'lmagan hollarda (raqamli kameralar) qo'llaniladi.
Kompyuterning ikkinchi asosiy komponenti xotiradir. Xotira tizimi qatlamlar ierarxiyasi sifatida tuzilgan (3.-rasm). Yuqori qatlam protsessorning ichki registrlaridan iborat. Ichki registrlar 32 x 32 bitni 32 bitli protsessorda va 64 bitli protsessorda 64 x 64 bitni saqlash imkoniyatini beradi, bu ikkala holatda ham bir kilobaytdan kam. Dasturlarning o'zlari registrlarni apparat aralashuvisiz boshqarishi mumkin (ya'ni ularda nimani saqlash kerakligini hal qiladi).
3-rasm. Oddiy ierarxik xotira tuzilishi
Keyingi qatlam kesh xotirasi bo'lib, asosan apparat tomonidan boshqariladi. Operativ xotira kesh satrlarga bo'linadi, odatda har biri 64 bayt bo'lib, 0 dan 63 gacha, 1 qatorda 64 dan 127 gacha va hokazo. Eng tez-tez ishlatiladigan kesh liniyalari protsessor ichida yoki unga juda yaqin joylashgan yuqori tezlikdagi keshda saqlanadi. Dastur xotiradan so'zni o'qishi kerak bo'lganda, kesh chipi kerakli satr keshda yoki yo'qligini tekshiradi. Agar shunday bo'lsa, u holda keshga samarali kirish mumkin, so'rov keshdan to'liq qondiriladi va xotira so'rovi avtobusga joylashtirilmaydi. Muvaffaqiyatli keshga kirish, qoida tariqasida, taxminan ikki soat tsiklini oladi va muvaffaqiyatsiz bo'lsa, vaqtni sezilarli darajada yo'qotish bilan xotiraga kirishga olib keladi. Kesh-xotira qimmatligi tufayli hajmi cheklangan. Ba'zi mashinalarda ikki yoki hatto uchta kesh darajasi mavjud, ularning har biri avvalgisidan sekinroq va kattaroqdir.
Undan keyin operativ xotira (RAM – Random Access Memory, English RAM, Random Access Memory – tasodifiy kirish imkoniyatiga ega xotira). Bu hisoblash tizimining saqlash qurilmasining asosiy ish maydoni. Kesh tomonidan bajarilmaydigan barcha CPU so'rovlari qayta ishlash uchun asosiy xotiraga o'tadi. Kompyuterda bir nechta dasturlarni ishga tushirishda operativ xotiraga murakkab dasturlarni joylashtirish maqsadga muvofiqdir. Dasturlarni bir-biridan himoya qilish va ularning xotirada harakatlanishi ikkita maxsus registrga ega bo'lgan kompyuter texnikasi yordamida amalga oshiriladi: asosiy registr va limit registr.
Eng oddiy holatda (4.a-rasm) dastur ishlay boshlaganda asosiy registrga dasturning bajariladigan moduli boshining manzili yuklanadi va limit registr dasturning bajariladigan moduli ma’lumotlar bilan birga qancha miqdorda qabul qilishini bildiradi. Xotiradan buyruq olinganda apparat instruksiya hisoblagichini tekshiradi, agar u chegara registridan kichik bo‘lsa, unga asosiy registrning qiymatini qo‘shib, yig‘indini xotiraga o‘tkazadi. Dastur ma'lumotlar so'zini (masalan, 10000-manzildan) o'qimoqchi bo'lganida, uskuna avtomatik ravishda ushbu manzilga asosiy registr tarkibini (masalan, 50000) qo'shadi va xotira yig'indisini (60000) o'tkazadi. Asosiy registr dasturga xotiraning unda saqlangan manzildan keyin istalgan qismiga murojaat qilish imkonini beradi. Bundan tashqari, limit registr dasturdan so'ng dasturning xotiraning istalgan qismiga kirishiga to'sqinlik qiladi. Shunday qilib, ushbu sxema yordamida ikkala muammo ham hal qilinadi: dasturlarning himoyasi va harakati.
Ma'lumotlarni tekshirish va konvertatsiya qilish natijasida dastur tomonidan yaratilgan va virtual manzil deb ataladigan manzil xotira ishlatadigan manzilga tarjima qilinadi va jismoniy manzil deb ataladi. Tekshiruv va konvertatsiyani amalga oshiradigan qurilma Xotirani boshqarish birligi (MMU) deb ataladi. Xotira menejeri protsessor sxemasida yoki unga yaqin joylashgan, lekin mantiqiy ravishda protsessor va xotira o'rtasida joylashgan.
Murakkabroq xotira boshqaruvchisi ikki juft tayanch va chegara registrlaridan iborat. Bir juftlik dastur matni uchun, ikkinchi juftlik ma'lumotlar uchun. Buyruqlar registri va dastur matniga barcha murojaatlar registrlarning birinchi juftligi bilan ishlaydi, ma'lumotlarga havolalar ikkinchi juft registrlardan foydalanadi. Ushbu mexanizm tufayli dasturning faqat bitta nusxasini operativ xotirada saqlagan holda bir nechta foydalanuvchilar o'rtasida bitta dasturni almashish mumkin bo'ladi, bu oddiy sxemada istisno qilinadi. 1-sonli dastur ishlayotganda, to'rtta registr 4 (b)-rasmda ko'rsatilganidek, chap tomonda, 2-sonli dastur ishlayotganda - o'ngda joylashgan. Xotira menejerini boshqarish operatsion tizimning funktsiyasidir.
Xotira strukturasida keyingisi magnit disk (qattiq disk). Disk xotirasi operativ xotiradan ikki baravar arzonroq va o'lchamlari bo'yicha kattaroqdir, lekin diskda joylashgan ma'lumotlarga kirish uchun taxminan uch kattalik ko'proq vaqt talab etiladi. Past tezlik sababi qattiq disk diskning mexanik struktura ekanligi haqiqatdir. Qattiq disk 5400, 7200 yoki 10800 rpm tezlikda aylanadigan bir yoki bir nechta metall plitalardan iborat (5-rasm). Plitalarda ma'lumotlar konsentrik doiralar shaklida qayd etiladi. Har bir berilgan pozitsiyadagi o'qish/yozish boshlari laganda trek deb ataladigan halqani o'qiy oladi. Birgalikda, ma'lum bir vilkalar pozitsiyasi uchun treklar silindrni hosil qiladi.
Har bir trek bir nechta sektorlarga bo'linadi, odatda har bir sektor uchun 512 bayt. Zamonaviy disklarda tashqi tsilindrlarda ichki qismlarga qaraganda ko'proq sektorlar mavjud. Boshni bir silindrdan ikkinchisiga o'tkazish taxminan 1 ms, ixtiyoriy silindrga o'tish esa diskga qarab 5 dan 10 ms gacha davom etadi. Bosh kerakli yo'l ustida joylashganida, kerakli sektor bosh ostida bo'lishi uchun dvigatel diskni aylantirguncha kutishingiz kerak. Bu diskning aylanish tezligiga qarab qo'shimcha 5 dan 10 ms vaqt oladi. Sektor bosh ostida bo'lsa, o'qish yoki yozish jarayoni 5 MB / s (past tezlikda ishlaydigan disklar uchun) 160 MB / s (yuqori tezlikli disklar uchun) tezlikda sodir bo'ladi.
Oxirgi qatlam magnit lenta bilan ishg'ol qilinadi. Ushbu vosita ko'pincha yaratish uchun ishlatilgan zaxira nusxalari qattiq disk maydoni yoki katta ma'lumotlar to'plamini saqlash uchun. Ma'lumotga kirish uchun lenta magnit lenta o'quvchiga joylashtirildi, so'ngra ma'lumot bilan so'ralgan blokga qayta o'ralgan. Butun jarayon bir necha daqiqa davom etdi. Ta'riflangan xotira ierarxiyasi odatiy, ammo ba'zi hollarda barcha darajalar yoki ularning boshqa turlari mavjud bo'lmasligi mumkin (masalan, optik disk). Har qanday holatda, ierarxiyadan pastga siljishda tasodifiy kirish vaqti qurilmadan qurilmaga sezilarli darajada oshadi va sig'im kirish vaqtiga ekvivalent o'sadi.
Ko'pgina kompyuterlarda yuqorida tavsiflangan turlardan tashqari, faqat o'qish uchun mo'ljallangan tasodifiy xotira (ROM - faqat o'qish uchun xotira, ROM, Read Only Memory - faqat o'qish uchun xotira) mavjud bo'lib, ular kompyuter tizimi o'chirilganda o'z tarkibini yo'qotmaydi. ROM ishlab chiqarish jarayonida dasturlashtirilgan va uning tarkibini keyin o'zgartirib bo'lmaydi. Ba'zi kompyuterlarda ROMda kompyuterni ishga tushirish uchun ishlatiladigan yuklash dasturlari va past darajadagi qurilmalarni boshqarish uchun ba'zi kiritish-chiqarish kartalari mavjud.
Elektr bilan o'chiriladigan ROM (EEPROM, elektr bilan o'chiriladigan ROM) va flesh RAM (flesh RAM) ham o'zgarmasdir, ammo ROMdan farqli o'laroq, ularning tarkibini o'chirish va qayta yozish mumkin. Biroq, ularga ma'lumotlarni yozish RAMga yozishdan ko'ra ko'proq vaqt talab etadi. Shuning uchun ular ROM bilan bir xil tarzda ishlatiladi.
Xotiraning yana bir turi mavjud - CMOS xotira, u o'zgaruvchan va joriy sana va joriy vaqtni saqlash uchun ishlatiladi. Xotira kompyuterga o'rnatilgan batareyadan quvvatlanadi va konfiguratsiya parametrlarini o'z ichiga olishi mumkin (masalan, qaysi qattiq diskdan yuklanishini ko'rsatish).
3. I/U qurilmalari
Operatsion tizim bilan yaqin aloqada boʻlgan boshqa qurilmalar kiritish-chiqarish qurilmalari boʻlib, ular ikki qismdan iborat: boshqaruvchi va qurilmaning oʻzi. Tekshirish moslamasi operatsion tizimdan buyruqlarni qabul qiluvchi va bajaradigan plagin platasidagi mikrochip (chipset).
Masalan, boshqaruvchi diskdan ma'lum bir sektorni o'qish buyrug'ini oladi. Buyruqni bajarish uchun boshqaruvchi diskning chiziqli sektor raqamini silindr, sektor va boshning raqamiga aylantiradi. O'tkazish jarayoni tashqi tsilindrlarda ichki qismlarga qaraganda ko'proq sektorlarga ega bo'lishi mumkinligi sababli murakkablashadi. Keyin nazoratchi uning qaysi silindrda ekanligini aniqlaydi bu daqiqa bosh, va boshni kerakli miqdordagi silindrlarga o'tkazish uchun impulslar ketma-ketligini beradi. Shundan so'ng, boshqaruvchi diskning aylanishini kutadi, kerakli sektorni boshning ostiga qo'yadi. Keyinchalik, diskdan kelgan bitlarni o'qish va saqlash jarayonlari, sarlavhani olib tashlash va nazorat summasini hisoblash jarayonlari ketma-ket bajariladi. Keyinchalik, nazoratchi olingan bitlarni so'zlarga to'playdi va ularni xotirada saqlaydi. Ushbu ishni bajarish uchun kontrollerlar o'rnatilgan dasturiy ta'minotni o'z ichiga oladi.
Kirish / chiqish qurilmasining o'zi bitta IDE standartiga mos kelishi kerak bo'lgan oddiy interfeysga ega (IDE, Integrated Drive Electronics - o'rnatilgan haydovchi interfeysi). Qurilma interfeysi boshqaruvchi tomonidan yashirin bo'lgani uchun, operatsion tizim faqat boshqaruvchi interfeysini ko'radi, bu qurilma interfeysidan farq qilishi mumkin.
Nazoratchilardan beri turli qurilmalar I / U bir-biridan farq qiladi, keyin ularni boshqarish uchun tegishli dasturiy ta'minot - drayverlar talab qilinadi. Shuning uchun har bir kontroller ishlab chiqaruvchisi o'zlari qo'llab-quvvatlaydigan kontrollerlar uchun drayverlarni etkazib berishi kerak. operatsion tizimlar. Operatsion tizimga drayverni o'rnatishning uchta usuli mavjud:
Yadroni yangi drayver bilan qayta bog'lang va keyin tizimni qayta ishga tushiring, bu qancha UNIX tizimlari ishlaydi;
Operatsion tizimga kiritilgan faylda haydovchi kerak bo'lgan yozuvni yarating va tizimni qayta ishga tushiring, dastlabki yuklash paytida operatsion tizim kerakli drayverni topadi va uni yuklaydi; Windows operatsion tizimi shunday ishlaydi;
Yangi drayverlarni qabul qiling va operatsion tizim ishlayotgan vaqtda ularni tezda o'rnating; usul olinadigan USB va IEEE 1394 avtobuslari tomonidan qo'llaniladi, ular har doim dinamik ravishda yuklangan drayverlarga muhtoj.
Har bir kontroller bilan aloqa qilish uchun maxsus registrlar mavjud. Masalan, minimal disk tekshiruvi disk manzilini, xotira manzilini, sektor raqamini va operatsiya yo'nalishini (o'qish yoki yozish) belgilash uchun registrlarga ega bo'lishi mumkin. Tekshirish moslamasini faollashtirish uchun haydovchi operatsion tizimdan buyruq oladi, so'ngra uni qurilma registrlariga yozish uchun mos qiymatlarga tarjima qiladi.
Ba'zi kompyuterlarda kiritish-chiqarish qurilmalari registrlari operatsion tizimning manzillar maydoniga joylashtiriladi, shuning uchun ularni xotiradagi oddiy so'zlar kabi o'qish yoki yozish mumkin. Registr manzillari foydalanuvchi dasturlarini apparat vositalaridan himoya qilish uchun (masalan, asosiy va chegara registrlari yordamida) foydalanuvchi dasturlari qo'li etmaydigan joyda operativ xotiraga joylashtiriladi.
Boshqa kompyuterlarda qurilmalar registrlari maxsus kiritish-chiqarish portlarida joylashgan bo‘lib, har bir registr o‘z port manziliga ega. Bunday mashinalarda IN va OUT ko'rsatmalari imtiyozli rejimda mavjud bo'lib, ular drayverlarga registrlarni o'qish va yozish imkonini beradi. Birinchi sxema maxsus kiritish-chiqarish buyruqlariga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi, lekin ma'lum bir manzil maydonidan foydalanadi. Ikkinchi sxema manzil maydoniga ta'sir qilmaydi, lekin maxsus ko'rsatmalar mavjudligini talab qiladi. Ikkala sxema ham keng qo'llaniladi. Ma'lumotlarni kiritish va chiqarish uchta usulda amalga oshiriladi.
1. Foydalanuvchi dasturi tizim so'rovini chiqaradi, yadro uni tegishli drayverga protsedura chaqiruviga aylantiradi. Keyin drayver kiritish-chiqarish jarayonini boshlaydi. Bu vaqt ichida haydovchi juda qisqa dastur aylanishini amalga oshiradi, doimiy ravishda u ishlayotgan qurilmaning tayyorligi uchun so'rov o'tkazadi (odatda, qurilma hali ham band ekanligini ko'rsatadigan bir oz bit bor). Kirish-chiqarish operatsiyasi tugagach, haydovchi ma'lumotlarni kerakli joyga joylashtiradi va dastlabki holatiga qaytadi. Keyin operatsion tizim qo'ng'iroqni amalga oshirgan dasturga boshqaruvni qaytaradi. Ushbu usul tayyor kutish yoki faol kutish deb ataladi va bitta kamchilikka ega: protsessor o'z ishini tugatmaguncha qurilmani so'rashi kerak.
2. Haydovchi qurilmani ishga tushiradi va uni kiritish / chiqarish oxirida uzilishni berishni so'raydi. Shundan so'ng, haydovchi ma'lumotlarni qaytaradi, agar kerak bo'lsa, operatsion tizim qo'ng'iroq qiluvchini bloklaydi va boshqa vazifalarni bajarishga kirishadi. Tekshirish moslamasi ma'lumotlar uzatishning tugashini aniqlaganida, operatsiya tugaganligi to'g'risida signal berish uchun uzilish hosil qiladi. Kiritish-chiqarishni amalga oshirish mexanizmi quyidagicha (6.a-rasm):
1-qadam: haydovchi qurilma registrlariga ma'lumot yozib, boshqaruvchiga buyruq yuboradi; kontroller I/U qurilmasini ishga tushiradi.
2-qadam: O'qish yoki yozishni tugatgandan so'ng, boshqaruvchi uzilish tekshiruvi chipiga signal yuboradi.
3-qadam: Agar uzilish boshqaruvchisi uzilishni qabul qilishga tayyor bo'lsa, u signal yuboradi maxsus aloqa markaziy protsessor.
4-qadam: Interrupt tekshiruvi protsessor uni o'qishi va qaysi qurilma tugallanganligini bilishi uchun I/U qurilmasining raqamini avtobusga qo'yadi. Protsessor tomonidan uzilish qabul qilinganda, dastur hisoblagichi (PC) tarkibi va protsessor holati so'zi (PSW) joriy stekga suriladi va protsessor imtiyozli ish rejimiga (operatsion tizim yadrosi rejimi) o'tadi. Kirish-chiqarish qurilmasi raqamidan uzilishlar ishlov beruvchisining manzilini qidirish uchun foydalaniladigan xotira qismining indeksi sifatida foydalanish mumkin. bu qurilma. Xotiraning bu qismi uzilish vektori deb ataladi. Interrupt ishlov beruvchisi (uzilishni yuborgan qurilma drayverining bir qismi) ishga tushganda, u dastur hisoblagichini va protsessor holati so'zini stekdan olib tashlaydi, ularni saqlaydi va qurilmadan uning holati haqida ma'lumot so'raydi. Uzilishni qayta ishlash tugallangandan so'ng, boshqaruv avvalgi ishlayotgan foydalanuvchi dasturiga, bajarilishi hali tugallanmagan buyruqqa qaytadi (6-rasm, b).
3. Kirish-chiqarish ma'lumotlari uchun to'g'ridan-to'g'ri xotiraga kirish boshqaruvchisi (DMA, Direct xotiraga kirish) protsessorning doimiy aralashuvisiz operativ xotira va ba'zi kontrollerlar orasidagi bitlar oqimini boshqaradi. Protsessor DMA chipini chaqiradi, unga qancha bayt o'tkazish kerakligini aytadi, qurilma va xotira manzillari va ma'lumotlarni uzatish yo'nalishini aytadi va chip o'zini o'zi boshqarishiga imkon beradi. Tugatgandan so'ng, DMA to'g'ri ishlov beriladigan uzilishni boshlaydi.
Uzilishlar noto'g'ri paytlarda, masalan, boshqa uzilishni qayta ishlash paytida sodir bo'lishi mumkin. Shu sababli, protsessor uzilishlarni o'chirish va ularni keyinroq yoqish imkoniyatiga ega. Uzilishlar o'chirilgan bo'lsa-da, ishini tugatgan barcha qurilmalar o'z signallarini yuborishda davom etadilar, lekin uzilishlar yoqilmaguncha protsessor to'xtatilmaydi. Agar uzilishlar o'chirilgan bo'lsa, bir vaqtning o'zida bir nechta qurilmalar to'xtatilsa, uzilish boshqaruvchisi, odatda, har bir qurilmaga tayinlangan statik ustuvorliklarga asoslanib, qaysi biri birinchi bo'lib ishlov berish kerakligini hal qiladi.
Pentium kompyuter tizimi sakkizta avtobusga ega (kesh-shina, lokal shina, xotira shinasi, PCI, SCSI, USB, IDE va ISA). Har bir avtobusda o'z ma'lumotlar tezligi va o'z funktsiyalari mavjud. Kompyuter va uning konfiguratsiyasini boshqarish uchun operatsion tizim barcha avtobuslar haqida ma'lumotga ega bo'lishi kerak.
ISA avtobusi (Industry Standard Architecture, sanoat standarti arxitekturasi) - birinchi marta IBM PC / AT kompyuterlarida paydo bo'lgan, 8,33 MGts chastotada ishlaydi va soatiga ikki baytni maksimal 16,67 MB / s tezlikda uzatishi mumkin; u eski sekin I/U kartalari bilan orqaga qarab muvofiqligi uchun kiritilgan.
PCI shinasi (Peripheral Component Interconnect, Peripheral Device Interface) - Intel tomonidan ISA avtobusining vorisi sifatida yaratilgan, 66 MGts chastotada ishlay oladi va soatiga 8 baytni 528 MB/s tezlikda uzatishi mumkin. Ko'pgina yuqori tezlikdagi kiritish-chiqarish qurilmalari hozirda PCI avtobuslaridan, shuningdek, Intel protsessorlariga ega bo'lmagan kompyuterlardan foydalanadi, chunki ko'plab kiritish-chiqarish kartalari unga mos keladi.
Pentium tizimidagi mahalliy shina protsessor tomonidan ma'lumotlarni PCI ko'prigi chipiga jo'natish uchun ishlatiladi, u xotiraga ajratilgan xotira avtobusi orqali kiradi, ko'pincha 100 MGts chastotada ishlaydi.
Kesh shinasi tashqi keshni ulash uchun ishlatiladi, chunki Pentium tizimlarida protsessorga o'rnatilgan birinchi darajali kesh (L1 kesh) va katta tashqi ikkinchi darajali kesh (L2 kesh) mavjud.
IDE shinasi periferik qurilmalarni ulash uchun ishlatiladi: disklar va CD-ROM disklari. Avtobus kompyuter/AT disk boshqaruvchisi interfeysining avlodidir va hozirda Pentium-ga asoslangan barcha tizimlarda standart hisoblanadi.
USB shinasi (Universal Serial Bus, Universal Serial Bus) sekin kiritish-chiqarish qurilmalarini (klaviaturalar, sichqonlar) kompyuterga ulash uchun mo'ljallangan. U kichik to'rt simli ulagichdan foydalanadi, ikkita simi USB qurilmalarini quvvat bilan ta'minlaydi.
USB shinasi - bu markazlashtirilgan avtobus bo'lib, unda xost har millisekundda kirish/chiqarish qurilmalarida ma'lumotlar bor-yo'qligini tekshirish uchun so'rov o'tkazadi. U 1,5 MB/s tezlikda ma’lumotlarni yuklab olishni boshqarishi mumkin. Barcha USB qurilmalari bir xil drayverdan foydalanadi, shuning uchun ular tizimni qayta ishga tushirmasdan tizimga ulanishi mumkin.
SCSI shinasi (Small Computer System Interface, kichik kompyuterlarning tizim interfeysi) bu yuqori unumli avtobus boʻlib, tez disklar, skanerlar va katta quvvat talab qiladigan boshqa qurilmalar uchun ishlatiladi. tarmoqli kengligi. Uning ishlashi 160 MB / s ga etadi. SCSI shinasi Macintosh tizimlarida qo'llaniladi va UNIX tizimlari va boshqa Intel-ga asoslangan tizimlarda mashhur.
IEEE 1394 (FireWire) shinasi bit-seriyali shina bo'lib, 50 MB/s gacha bo'lgan portlash ma'lumotlar uzatish tezligini qo'llab-quvvatlaydi. Bu xususiyat portativ raqamli videokameralar va boshqa multimedia qurilmalarini kompyuteringizga ulash imkonini beradi. USB shinasidan farqli o'laroq, IEEE 1394 avtobusida markaziy boshqaruvchi yo'q.
Operatsion tizim apparat komponentlarini taniy olishi va ularni sozlash imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. Ushbu talab Intel va Microsoft-ni plagin va o'ynash deb nomlangan shaxsiy kompyuter tizimini ishlab chiqishga olib keldi. Ushbu tizimdan oldin har bir kiritish-chiqarish platasida belgilangan kirish/chiqarish registr manzillari va uzilish so'rovi darajasi mavjud edi. Masalan, klaviatura 1-uzilish va 0x60 dan 0x64 oralig'idagi manzillardan foydalanilgan; floppi disk boshqaruvchisi 6-uzilishdan foydalandi va 0x3F0 dan 0x3F7 gacha manzillarni beradi; printer 7 uzilish va 0x378 dan 0x37A gacha bo'lgan manzillardan foydalangan.
Agar foydalanuvchi sotib olgan bo'lsa ovoz kartasi va modem, bu qurilmalar tasodifan bir xil uzilishdan foydalanganligi sodir bo'ldi. Mojaro bor edi, shuning uchun qurilmalar birgalikda ishlay olmadi. Mumkin yechim har bir plataga DIP kalitlari (jumperlar, jumper - jumper) to'plamini qurish va har bir platani port manzillari va turli qurilmalarning uzilish raqamlari bir-biriga zid bo'lmaydigan tarzda sozlash edi.
Plug and play (Plug and play) operatsion tizimga avtomatik ravishda kirish/chiqarish qurilmalari haqida ma’lumot to‘plash, uzilish darajalari va kirish/chiqarish manzillarini markazlashtirilgan tarzda belgilash va keyin bu ma’lumotlarni har bir plataga xabar qilish imkonini beradi. Bunday tizim Pentium kompyuterlarida ishlaydi. Pentium protsessoriga ega har bir kompyuterda dastur mavjud - BIOS (Basic Input Output System - asosiy kirish / chiqish tizimi) mavjud bo'lgan anakart mavjud. BIOS past darajadagi kiritish-chiqarish dasturlarini o'z ichiga oladi, jumladan klaviaturadan o'qish, ekranda ma'lumotlarni ko'rsatish, diskdan ma'lumotlarni kiritish/chiqarish va boshqalar.
Kompyuter ishga tushganda, tizimda o'rnatilgan RAM miqdorini, klaviatura va boshqa asosiy qurilmalarning ulanishi va to'g'ri ishlashini tekshiradigan BIOS tizimi ishga tushadi. Keyinchalik, BIOS ISA va PCI avtobuslarini va ularga ulangan barcha qurilmalarni tekshiradi. Ushbu qurilmalardan ba'zilari an'anaviy (oldindan ulang va o'ynang). Ularda belgilangan uzilish darajalari va I/U port manzili (masalan, operatsion tizim tomonidan oʻzgartirilmaydigan kiritish-chiqarish platasida kalitlar yoki jumperlar yordamida oʻrnatiladi). Ushbu qurilmalar ro'yxatga olingan, so'ngra ulang va o'ynang qurilmani ro'yxatdan o'tkazing. Agar mavjud qurilmalar oxirgi yuklash vaqtidagidan farq qilsa, yangi qurilmalar sozlangan.
Shundan so'ng BIOS CMOS xotirasida saqlangan ro'yxatdagi har birini navbatma-navbat sinab ko'rish orqali qaysi qurilmadan yuklashni aniqlaydi. Foydalanuvchi yuklashdan so'ng darhol BIOS konfiguratsiya dasturiga kirish orqali ushbu ro'yxatni o'zgartirishi mumkin. Odatda, avval floppi diskdan yuklashga harakat qilinadi. Agar bu bajarilmasa, CD sinab ko'riladi. Agar kompyuterda floppi va kompakt disk bo'lmasa, tizim qattiq diskdan yuklanadi. Yuklash qurilmasidan birinchi sektor xotiraga o'qiladi va bajariladi. Ushbu sektor oxirida bo'limlar jadvalini tekshiradigan dasturni o'z ichiga oladi yuklash sektori qaysi bo'lim faol ekanligini aniqlash uchun. Keyin ikkilamchi yuklovchi bir xil bo'limdan o'qiladi. U operatsion tizimni faol bo'limdan o'qiydi va uni ishga tushiradi.
Keyin operatsion tizim kompyuterning konfiguratsiyasi haqida ma'lumot olish uchun BIOS-ni so'raydi va har bir qurilma uchun drayverni tekshiradi. Agar drayver yo'q bo'lsa, operatsion tizim foydalanuvchiga disket yoki drayverni o'z ichiga olgan CDni kiritishni taklif qiladi (bu disklar qurilma ishlab chiqaruvchisi tomonidan taqdim etiladi). Agar barcha drayverlar joyida bo'lsa, operatsion tizim ularni yadroga yuklaydi. Keyin u drayverlar jadvallarini ishga tushiradi, kerakli fon jarayonlarini yaratadi va parolni kiritish dasturini ishga tushiradi yoki GUI har bir terminalda.
5. Kompyuter texnikasining rivojlanish tarixi
Barcha IBM-mos keluvchi shaxsiy kompyuterlar Intel-mos keladigan protsessorlar bilan jihozlangan. Intel oilasining mikroprotsessorlarining rivojlanish tarixi qisqacha quyidagicha. Birinchi universal mikroprotsessor Intel tomonidan 1970 yilda paydo bo'lgan. U Intel 4004 deb nomlangan, to'rt bitli va to'rt bitli so'zlarni kiritish/chiqarish va qayta ishlash qobiliyatiga ega edi. Uning tezligi sekundiga 8000 operatsiyani tashkil etdi. Intel 4004 mikroprotsessori 4K bayt xotiraga ega dasturlashtiriladigan kalkulyatorlarda foydalanish uchun mo'ljallangan.
Uch yil o'tgach, Intel 8080 protsessorini chiqardi, u allaqachon 16 bitli arifmetik amallarni bajarishi mumkin edi, 16 bitli manzil shinasiga ega edi va shuning uchun 64 KBgacha (2516 0 = 65536) xotiraga murojaat qilishi mumkin edi. 1978 yil so'z hajmi 16 bit (ikki bayt), 20 bitli avtobusga ega 8086 protsessorining chiqarilishi bilan belgilandi va allaqachon 1 MB xotira (2520 0 = 1048576 yoki 1024 KB), har biri 64 KB bo'lgan bloklarga (segmentlarga) bo'lingan holda ishlay oladi. 8086 protsessori IBM PC va IBM PC / XT bilan mos keladigan kompyuterlar bilan jihozlangan. Yangi mikroprotsessorlarni yaratishdagi navbatdagi muhim qadam 1982 yilda paydo bo'lgan 8028b protsessoridir. U 24-bitli manzil shinasiga ega boʻlib, 16 megabayt manzil maydoniga ega boʻlgan va IBM PC/AT bilan mos keladigan kompyuterlarga oʻrnatilgan. 1985-yil oktabr oyida 80386DX 32-bitli manzilli shina bilan (maksimal manzil maydoni 4 GB), 1988-yil iyun oyida esa 80386DX dan arzonroq va 24-bitli manzil shinasiga ega boʻlgan 80386SX chiqarildi. Keyin, 1989 yil aprel oyida 80486DX mikroprotsessori, 1993 yil may oyida esa Pentium protsessorining birinchi versiyasi (ikkalasi ham 32 bitli manzil shinasiga ega) paydo bo'ldi.
1995 yil may oyida Moskvada Xalqaro Komtek-95 ko'rgazmasida Intel taqdim etdi yangi protsessor- P6.
P6 uchun dizayndagi eng muhim maqsadlardan biri Pentium protsessorining unumdorligini ikki baravar oshirish edi. Shu bilan birga, P6 ning birinchi versiyalarini ishlab chiqarish allaqachon tuzatilgan "Intel" ga muvofiq amalga oshiriladi va ishlab chiqarishda qo'llaniladi. oxirgi versiyalari Pentium yarimo'tkazgich texnologiyasi (0,6 mikron, Z, Z V).
Xuddi shu ishlab chiqarish jarayonidan foydalanish P6 ning ommaviy ishlab chiqarilishini ta'minlaydi jiddiy muammolar. Biroq, bu shuni anglatadiki, unumdorlikni ikki baravar oshirishga faqat protsessor mikroarxitekturasini har tomonlama yaxshilash orqali erishiladi. P6 mikroarxitekturasi puxta oʻylangan va turli meʼmoriy usullarning sozlangan kombinatsiyasidan foydalangan holda ishlab chiqilgan. Ulardan ba'zilari ilgari "katta" kompyuterlar protsessorlarida sinovdan o'tgan, ba'zilari ilmiy muassasalar tomonidan taklif qilingan, qolganlari Intel kompaniyasi muhandislari tomonidan ishlab chiqilgan. Intel "dinamik bajarish" deb ataydigan arxitektura funktsiyalarining ushbu noyob kombinatsiyasi birinchi P6 chiplariga dastlab mo'ljallangan ishlash darajasidan oshib ketishiga imkon berdi.
X86 oilasining muqobil "Intel" protsessorlari bilan solishtirganda, P6 mikroarxitekturasi NexGen'dan Nx586 va AMD'dan K5 protsessorlari mikroarxitekturasi bilan va ozroq bo'lsa-da, Cyrix'dan M1 bilan ko'p umumiyliklarga ega ekanligi ma'lum bo'ldi. Ushbu umumiylik to'rtta kompaniya muhandislari bir xil muammoni hal qilishganligi bilan izohlanadi: Intel x86 CISC arxitekturasi bilan moslikni saqlab, RISC texnologiyasining elementlarini joriy qilish.
Bir holatda ikkita kristall
P6 ning asosiy afzalligi va o'ziga xos xususiyati joylashtirilgan protsessor bilan bir xil paketda, protsessorga ajratilgan avtobus orqali ulangan, hajmi 256 KB bo'lgan ikkilamchi statik kesh xotirasi. Ushbu dizayn P6 ga asoslangan tizimlarni loyihalashni sezilarli darajada soddalashtirishi kerak. P6 - bu bitta paketda ikkita chipni o'z ichiga olgan birinchi ommaviy ishlab chiqarilgan mikroprotsessor.
P6 protsessorida 5,5 million tranzistor mavjud; ikkinchi darajali kesh kristali - 15,5 mln. Taqqoslash uchun, Pentiumning so'nggi modeli 3,3 millionga yaqin tranzistorlarni o'z ichiga olgan va L2 keshi tashqi xotira chiplari to'plami yordamida amalga oshirilgan.
Keshdagi bunday ko'p miqdordagi tranzistorlar uning statik tabiatiga bog'liq. P6-dagi statik xotira bir bitni saqlash uchun oltita tranzistordan foydalanadi, dinamik xotira esa har bir bit uchun bitta tranzistordan foydalanadi. Statik xotira tezroq, lekin qimmatroq. Ikkilamchi keshga ega chipdagi tranzistorlar soni protsessor chipiga qaraganda uch baravar ko'p bo'lsa-da, keshning jismoniy o'lchamlari kichikroq: protsessor uchun 306 millimetrga nisbatan 202 kvadrat millimetr. Ikkala qolip ham 387 pinli keramik paketga ("ikki bo'shliqli pin-drid massiv") birga joylashtirilgan. Ikkala qolip ham bir xil texnologiyada ishlab chiqariladi (0,6 mkm, 4 qatlamli Metal-BiCMOS, 2,9 V). Taxminiy maksimal quvvat iste'moli: 133 MGts chastotada 20 Vt.
Protsessor va ikkilamchi keshni bitta paketga birlashtirishning birinchi sababi P6 asosida yuqori unumdor tizimlarni loyihalash va ishlab chiqarishni osonlashtirishdir. Tez protsessorga qurilgan hisoblash tizimining ishlashi ko'p jihatdan protsessor muhitining mikrosxemalarini, xususan, ikkilamchi keshni nozik sozlashga bog'liq. Barcha kompyuter ishlab chiqaruvchilari tegishli tadqiqotlarni o'tkazishga qodir emas. P6-da ikkilamchi kesh allaqachon protsessorga optimal tarzda sozlangan, bu esa anakartni loyihalashni osonlashtiradi.
Birlashtirishning ikkinchi sababi ishlashni yaxshilashdir. Ikkinchi darajali kzsh protsessorga maxsus ajratilgan 64 bitli keng avtobus orqali ulanadi va protsessor bilan bir xil takt chastotasida ishlaydi.
Birinchi 60 va 66 MGts chastotali Pentium protsessorlari bir xil soat tezligida 64 bitli avtobus orqali ikkilamchi keshga kirishdi. Biroq, Pentium soat tezligi oshgani sayin, dizaynerlar uchun ushbu chastotani saqlab qolish juda qiyin va qimmatga tushdi anakart. Shuning uchun chastota ajratgichlar ishlatila boshlandi. Masalan, 100 MGts chastotali Pentium uchun tashqi shina 66 MGts chastotada ishlaydi (90 MGts Pentium uchun - mos ravishda 60 MGts). Pentium bu avtobusdan ham ikkilamchi keshga kirish uchun, ham asosiy xotiraga va PCI chiplari to'plami kabi boshqa qurilmalarga kirish uchun foydalanadi.
Ikkilamchi keshga kirish uchun maxsus avtobusdan foydalanish hisoblash tizimining ishlashini yaxshilaydi. Birinchidan, bu protsessor va avtobus tezligini to'liq sinxronlashtirishga erishadi; ikkinchidan, boshqa kiritish-chiqarish operatsiyalari bilan raqobat va ular bilan bog'liq kechikishlar bundan mustasno. L2 kesh shinasi xotira va tashqi qurilmalarga kirish mumkin bo'lgan tashqi avtobusdan butunlay ajralib turadi. 64-bitli tashqi shina protsessor tezligining yarmi, uchdan bir yoki to'rtdan birida ishlashi mumkin, ikkinchi darajali kesh shinasi esa to'liq tezlikda mustaqil ishlaydi.
Protsessor va ikkilamchi keshni bir xil paketda birlashtirish va maxsus avtobus orqali aloqa qilish eng kuchli RISC protsessorlarida qo'llaniladigan ish faoliyatini yaxshilash usullariga qadamdir. Shunday qilib, "Digital" dan Alpha 21164 protsessorida 96 kb ikkinchi darajali kesh birlamchi kesh kabi protsessor yadrosida joylashgan. Bu har bir chipdagi tranzistorlar sonini 9,3 millionga oshirish orqali juda yuqori kesh ish faoliyatini ta'minlaydi. Alpha 21164 ning ishlashi 300 MGts chastotada 330 SPECint92. P6 ning unumdorligi pastroq (Intel 133 MGts chastotada 200 SPECint92 ni taxmin qiladi), lekin P6 o'zining potentsial bozori uchun eng yaxshi xarajat/ishlash nisbatini ta'minlaydi.
Xarajat / ishlash nisbatini baholashda shuni hisobga olish kerakki, P6 raqobatchilardan qimmatroq bo'lishi mumkin bo'lsa-da, boshqa protsessorlarning ko'pchiligi qo'shimcha xotira chiplari va kesh boshqaruvchisi bilan o'ralgan bo'lishi kerak. Bundan tashqari, taqqoslanadigan kesh ishlashiga erishish uchun boshqa protsessorlar 256 KB dan katta keshdan foydalanishlari kerak.
"Intel" odatda o'z protsessorlarining ko'plab variantlarini taklif qiladi. Bu tizim dizaynerlarining turli talablarini qondirish va raqobatchi modellar uchun kamroq joy qoldirish uchun amalga oshiriladi. Shuning uchun, P6 ishga tushirilgandan so'ng, ko'p o'tmay, ikkilamchi kesh xotirasi ko'paygan modifikatsiyalar va tashqi ikkilamchi kesh joylashuvi bilan arzonroq modifikatsiyalar paydo bo'ladi, deb taxmin qilishimiz mumkin, lekin ikkilamchi kesh va protsessor o'rtasida ajratilgan avtobusga ega.
Pentium boshlang'ich nuqtasi sifatida
Pentium protsessori o'zining quvurli va superskalarli arxitektura ishlashning ta'sirchan darajasiga yetdi. Pentium ikkita 5 bosqichli quvur liniyasini o'z ichiga oladi, ular parallel ravishda ishlay oladi va har bir mashina soatiga ikkita butun ko'rsatmalarni bajaradi. Bunday holda, dasturda birin-ketin bajariladigan va ma'lum qoidalarni qondiradigan, masalan, "o'qigandan keyin yozish" tipidagi registr bog'liqliklarining yo'qligi, faqat bir juft buyruqni parallel ravishda bajarish mumkin.
P6-da o'tkazuvchanlikni oshirish uchun bitta 12 bosqichli quvur liniyasiga o'tish amalga oshirildi. Bosqichlar sonining ko'payishi har bir bosqichda bajariladigan ishlarning kamayishiga va natijada jamoaning har bir bosqichda o'tkazadigan vaqtini Pentiumga nisbatan 33 foizga qisqarishiga olib keladi. Bu shuni anglatadiki, P6 ishlab chiqarishda 100 MGts Pentium ishlab chiqarishda bir xil texnologiyadan foydalanish 133 MGts chastotali P6 ga olib keladi.
Pentiumning superskalyar arxitekturasining imkoniyatlari, uning har bir soatda ikkita ko'rsatmalarni bajarish qobiliyatiga mutlaqo yangi yondashuvsiz mag'lub bo'lish qiyin. P6 da qo'llaniladi yangi yondashuv an'anaviy "olish" va "bajarish" fazalari o'rtasidagi qat'iy munosabatni yo'q qiladi, bu ikki fazadan o'tgan buyruqlar ketma-ketligi dasturdagi buyruqlar ketma-ketligiga mos keladi.
Yangi yondashuv ko'rsatmalar pulidan foydalanish va dasturning kelajakdagi xatti-harakatlarini bashorat qilishning yangi samarali usullari bilan bog'liq. Bunday holda, an'anaviy "bajarish" bosqichi ikkita bilan almashtiriladi: "dispetcherlik/bajarish" va "orqaga qaytarish". Natijada, buyruqlar istalgan tartibda bajarilishini boshlashi mumkin, lekin har doim dasturdagi dastlabki tartibiga muvofiq bajarilishini tugatadi. P6 yadrosi ko'rsatmalar to'plami orqali o'zaro ta'sir qiluvchi uchta mustaqil qurilma sifatida amalga oshiriladi (1-rasm).
Ishlashni yaxshilash yo'lidagi asosiy muammo
P6-ni ko'rsatmalar to'plami orqali o'zaro ta'sir qiluvchi uchta mustaqil qurilma sifatida tashkil etish to'g'risida qaror zamonaviy mikroprotsessorlarning ishlashini cheklovchi omillarni chuqur tahlil qilgandan so'ng qabul qilindi. Pentium va boshqa ko'plab protsessorlar uchun to'g'ri bo'lgan asosiy haqiqat shundaki, haqiqiy dasturlar protsessorning to'liq quvvatidan foydalanmaydi.
So'nggi 10 yil ichida protsessor tezligi kamida 10 baravar oshgan bo'lsa-da, asosiy xotiradan foydalanish vaqtlari atigi 60 foizga qisqardi. Protsessor tezligiga nisbatan xotira ishlashidagi bu ortib borayotgan kechikish P6 dizaynida hal qilinishi kerak bo'lgan asosiy muammo edi.
Ushbu muammoni hal qilishning mumkin bo'lgan usullaridan biri uning diqqatini protsessorni o'rab turgan yuqori samarali komponentlarni ishlab chiqishga o'tkazishdir. Biroq, yuqori samarali protsessor va yuqori tezlikda maxsus muhit chiplarini o'z ichiga olgan tizimlarni ommaviy ishlab chiqarish juda qimmatga tushadi.
Muammoni qo'pol kuch yordamida hal qilishga urinib ko'rish mumkin, ya'ni keshda kerakli ma'lumotlar bo'lmagan holatlar foizini kamaytirish uchun ikkinchi darajali kesh hajmini oshirish.
Ushbu yechim samarali, lekin ayni paytda juda qimmat, ayniqsa L2 kesh komponentlari uchun bugungi tezlik talablarini hisobga olgan holda. P6 to'liq hisoblash tizimini samarali amalga oshirish nuqtai nazaridan ishlab chiqilgan va arzon xotira quyi tizimi yordamida butun tizimning yuqori ishlashiga erishish talab qilingan.
Shunday qilib, P6-ning takomillashtirilgan tarmoqlarni bashorat qilish (deyarli har doim keyingi buyruqlar ketma-ketligini to'g'ri aniqlash), ma'lumotlar oqimini tahlil qilish (ko'rsatmalarni bajarishning optimal tartibini aniqlash) va oldindan bajarish (prognoz qilingan ko'rsatmalar ketma-ketligi to'xtab qolmasdan optimal tartibda amalga oshiriladi) kabi me'moriy usullarning kombinatsiyasi Pentium-ning bir xil texnologiyadan foydalanganda ish faoliyatini ikki baravar oshirdi. Usullarning bunday kombinatsiyasi dinamik bajarish deb ataladi.
Intel hozirda 200 MGts dan ortiq yadroli P6 protsessorlarini ishlab chiqarish imkonini beruvchi 0,35 mikronli yangi ishlab chiqarish texnologiyasini ishlab chiqmoqda.
P6 kuchli serverlarni yaratish uchun platforma sifatida
Eng muhimlari orasida So'nggi yillarda kompyuterni rivojlantirish tendentsiyalari x86 protsessorlari oilasiga asoslangan tizimlardan amaliy serverlar sifatida foydalanishning ko'payishi va "Intel" ning avtobuslar kabi protsessor bo'lmagan texnologiyalar yetkazib beruvchisi sifatida ortib borayotgan roli sifatida aniqlanishi mumkin. tarmoq texnologiyalari, videoni siqish, flesh xotira va tizimni boshqarish vositalari.
P6 protsessorining chiqarilishi Intelning ilgari faqat ko'proqlar uchun mavjud bo'lgan xususiyatlarni ko'chirish siyosatini davom ettiradi qimmat kompyuterlar, ommaviy bozorga. Paritet P6 ichki registrlari uchun taqdim etilgan va protsessor yadrosi va ikkinchi darajali keshni bog'laydigan 64 bitli avtobus xatolarni aniqlash va tuzatish vositalari bilan jihozlangan. P6-ga o'rnatilgan yangi diagnostika imkoniyatlari ishlab chiqaruvchilarga yanada ishonchli tizimlarni loyihalash imkonini beradi. P6 100 dan ortiq protsessor o'zgaruvchilari yoki protsessorda sodir bo'ladigan hodisalar haqida ma'lumot olish imkoniyatini beradi, masalan, keshda ma'lumotlarning yo'qligi, registrlar tarkibi, o'z-o'zini o'zgartiruvchi kodning paydo bo'lishi va boshqalar, protsessor kontaktlari yoki dasturiy ta'minot yordamida. Operatsion tizim va boshqa dasturlar protsessor holatini aniqlash uchun ushbu ma'lumotni o'qishi mumkin. P6 shuningdek, nazorat punktlari uchun yaxshilangan qo'llab-quvvatlashga ega, ya'ni xatolik yuz berganda kompyuterni oldindan belgilangan holatga qaytarish imkoniyatini beradi.
Kompyuter texnologiyalari uzoq vaqt oldin paydo bo'lgan, chunki turli xil hisob-kitoblarga ehtiyoj sivilizatsiya rivojlanishining boshida mavjud edi. Hisoblash texnologiyasining jadal rivojlanishi. Yigirmanchi asrning 80-yillaridan boshlab birinchi shaxsiy kompyuterlar, mini-kompyuterlarning yaratilishi.
referat, 2008-09-25 qo'shilgan
Kompyuter texnikasiga texnik va profilaktik xizmat ko'rsatish tizimlarining xususiyatlari. Operatsion tizimlar uchun diagnostika dasturlari. Avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarining aloqasi. Kompyuteringizni tashqi salbiy ta'sirlardan himoya qilish.
referat, 25/03/2015 qo'shilgan
Kompyuter texnologiyalari konfiguratsiyasini tahlil qilish va optimallashtirish uchun axborot-tahlil tizimini ishlab chiqish. Hisoblash texnikasini avtomatlashtirilgan boshqarish tuzilishi. Dasturiy ta'minot, loyihaning iqtisodiy samaradorligini asoslash.
dissertatsiya, 2013-05-20 qo'shilgan
qo'lda bosqich kompyuter texnologiyalarining rivojlanishi. Pozitsion tizim hisoblash. 17-asrda mexanikaning rivojlanishi. Kompyuter texnikasining rivojlanishidagi elektromexanik bosqich. Beshinchi avlod kompyuterlari. Superkompyuterning parametrlari va o'ziga xos xususiyatlari.
kurs qog'ozi, 2012 yil 18 sentyabrda qo'shilgan
Shaxsiy kompyuter (SHK) qurilmasi va ishlash printsipi. Kompyuter sog'lig'ini diagnostikasi va muammolarni bartaraf etish. Kompyuter texnikasiga texnik xizmat ko'rsatish vazifalari. Uskunani ish holatida saqlash usullarini ishlab chiqish.
kurs qog'ozi, 2011 yil 13 iyulda qo'shilgan
Kompyuter texnikasini rivojlantirish bo'yicha xorijiy, mahalliy amaliyotni o'rganish, shuningdek, yaqin kelajakda kompyuterlarni rivojlantirish istiqbollari. Kompyuter texnologiyalari. Mamlakatimizda kompyuter sanoatining rivojlanish bosqichlari. Kompyuter va aloqa vositalarini birlashtirish.
muddatli ish, 27.04.2013 qo'shilgan
Loyihalash jarayonlarining tasnifi. Kompyuter texnologiyalari va muhandislik dizayni sintezi tarixi. Kompyuterda loyihalash tizimlarining funktsiyalari, ularning dasturiy ta'minoti. Uch o'lchovli skanerlar, manipulyatorlar va printerlardan foydalanish xususiyatlari.
referat, 25/12/2012 qo'shilgan
Ma'lumotlarni qayta ishlashni avtomatlashtirish. Informatika va uning amaliy natijalari. Raqamli hisoblash texnikasining yaratilish tarixi. Elektromexanik kompyuterlar. Birinchi, uchinchi va to'rtinchi avlod elektron quvurlari va kompyuterlaridan foydalanish.
dissertatsiya, 23/06/2009 qo'shilgan
Shaxsiy kompyuter tushunchasi va xususiyatlari, uning asosiy qismlari va ularning maqsadi. Informatika o`qitish vositalari va kompyuter texnikasi kabinetida ishlarni tashkil etish xususiyatlari. Ish joyidagi uskunalar va dasturiy ta'minot.
referat, 07/09/2012 qo'shilgan
Kompyuter tizimining tarkibi - kompyuterning konfiguratsiyasi, uning apparat va dasturiy ta'minoti. Shaxsiy kompyuterning apparat konfiguratsiyasini tashkil etuvchi qurilmalar va qurilmalar. Asosiy xotira, kiritish-chiqarish portlari, periferik qurilma adapteri.
