Компьютер архитектурасы

Дәріс № 6 ТАҚЫРЫБЫ: КОМПЬЮТЕР  АРХИТЕКТУРАСЫ

Компьютер  мәліметтерді  өңдейтін  және  есептеулер  жүргізетін,  сол  сияқты  символдармен  өзге  де  әрекеттерді  жүзеге асыра алатын бағдарланған электрлік құрылғы. Компьютер негізгі екі класқа бөлінеді: • цифрлы компьютерлер (мәліметтерді  екілік кодтар түрінде өңдейді) • аналогты компьютерлер (үздіксіз өзгеріп  отыратын физикалық шамаларды өңдейді)

КОМПЬЮТЕР АРХИТЕКТУРАСЫ  ДЕГЕНДІ ҚАЛАЙ ҰҒАСЫҢ? КОМПЬЮТЕРЛІК ҚҰРЫЛҒЫЛАРДЫ ҚАРАСТЫРҒАНДА ОНЫҢ  АРХИТЕКТУРАСЫН ЖӘНЕ ҚҰРЫЛЫМЫН АЙЫРА БІЛУ  ҚАЖЕТ. КОМПЬЮТЕР АРХИТЕКТУРАСЫ ДЕП КОМПЬЮТЕР  БӨЛІКТЕРІНІҢ НЕГІЗГІ ЖИЫНТЫҒЫН ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ  АРАСЫНДАҒЫ БАЙЛАНЫСТЫ АЙТАДЫ.   Компьютер архитектурасын қарастырғанда оған  кіретін бөліктер құрамы, олардың  өзарабайланысы, сол сияқты олардың атқаратын  қызметтері мен мінездемелері анықталады.

Компьютер құрылымы дегеніміз оның  функциональді  мен  байланыс  олардың  жиыны. элементтері  арасындаға

Кең таралған архитектуралық шешімдер: •Классикалық  архитектура  (фон  Нейман  архитектурасы)  –  мәліметтер  легі  өтетін,  бір  арифметикалы­логикалық  құрылғы  (АЛҚ), бұйрықтар легі өтетін бір басқару құрылғысы (БҚ). Бұл бір  процессорлы  компьютер.  Ортақ  шиналы  дербес  компьютер  де  осындай архитектуралы топқа жатады. •Көппроцессорлы  архитектура.  бірнеше  процессордың  болуы,  мәліметтердің  легі    мен  бұйрықтар  легінің  қатарынан  көп    болуын  қамтамасыз  ете  алады.  Бұл  жағдайда  бір  есептің бірнеше фрагменті бірден орындала алады. • Көпмашинді есептеуіш жүйе. Мұндағы есептеу жүйесіне енетін  бірнеше  процессорда    ортақ  жедел  зерде  емес,  әрқайсысында  өз  жеке зердесі болады.  •Параллельді  процессорлы  архитектура.  Мұнда  бірнеше  АЛҚ  бір БҚ басшылығымен жұмыс жасайды.  Компьютерде

Компьютерлердің басым көпшілігі 1945 ж. американ  ғалымы Джон фон Нейман негіздеген төмендегі ортақ  принциптер бойынша жұмыс жасайды.  • екілік кодтау принципі; • бағдарламалы басқарылу прнципі; • зерденің біркелкілік принципі; •  адрестік принципі.

Кез  келген  компьютердің  құрылымы  ортақ  логикалық  принциптерге  негізделген  және    мынадай негізгі құрылғылардан тұрады: •орталық  процессор,  ол  басқару  құрылғысы  мен  арифметика­ логикалық  құрылғыдан  тұрады,  барлық  есептеу  және  информацияны  орындайды,  негізгі  (бір  секундта  орындалатын  сипаттамалары:  әрекеттездік  амалдар саны) және разрядтылық;  •зерде  бағдарламаларды,  мәлiметтердi  және  жұмыс  нәтижелерiн  компьютер  зердесiнде  сақтауға арналған.   •информацияны енгiзу, шығару құрылғылары.  өңдеу  жұмыстарын  сақтау  (есте  құрылғысы)  ­  Енгiзу және шығару құрылғылары ЭЕМ зердесiне информация  енгiзудi  және  оны  сыртқа  шығаруды,  яғни  сыртқы  дүниемен  информация алмасуды қамтамасыз етедi

Микропроцессор (МП) ­ компьютердің  барлық бөліктерінің жұмысын басқаруға,  ақпаратпен логикалық және арифметикалық  операцияларды орындауға арналған орталық  бөлік.  Микропроцессор құрамы: • басқару құрылғысы (БҚ); • арифметика­логикалық құрылғы (АЛҚ); • микропроцессорлық зерде (МПЗ); • Микропроцессордың интерфейстік жүйесі.

Басқару құрылғысы  Басқару  құрылғысы  күрделі  құрылғыларының  бірі.  Ол  кодты  шиналар  арқылы  машинаның  барлық  блоктарына  берілетін  басқару  сигналдарын өңдейді. компьютердің  ең  Бұйрық регистрлері – еске сақтаушы оегистрлер, мұнда  операцияға қатысушы бұйрықтар кодтары, орындалатын  операциялар  кодтары  мен  операндтар  адрестері  сақталады.  Опрерация  дешифраторы  –  логикалық  блок,  ол  регистрден  келіп  түскен  операция  коды  бар  бұйрыққа  сәйкес  өзіндегі  көптеген  шығу  ұяларының  бірін  таңдайды.

Арифметика – логикалық құрылғы  Арифметика  (АЛҚ) –  логикалық  құрылғы  ақпаратты  түрлендірудің  логикалық  және  арифметикалық  операцияларын  орындауға  арналған. АЛҚ­ның функционалды схемасы • Қосқыш  –  есептеуіш  схема,  ол  өзіне  келіп  түскен екілік кодтарды қосуды орындайды. • Регистрлер  әртүрлі  үзындықтағы  шапшаң  орындаушы зерде ұяшықтары.

Микропроцессорлық зерде Микропроцессорлық зерде – көлемі үлкен  емес,  бірақ  шапшаңдығы  өте  тез  (бұл  іздеуге,  жазуға  зердедегі  немесе  уақыт  наносекундпен  өлшенеді).  Ол  ақпаратты  уақытша сақтауға арналған. ақпаратты  оқуға  қажетті

Зерде функциясы: басқа құрылғылардан ақпаратты  қабылдау; ақпаратты есте сақтау: машинаның өзге құрылғыларының  сұранысы бойынша ақпаратты беру.

Процессор функциясы:   арифметикалық  және  операцияларды  берілген  мәліметтерді өңдеу; орындау  логикалық  арқылы  бағдарламада  компьютер құрылғыларының  жұмысын бағдарламалы басқару.

Жүйелік шина – бұл компьютердің барлық  құрылғыларының бір бірімен байланысын  қамтамасыз ететін негізгі интерфейстік жүйе. Жүйелік шинаның негізгі құрылымы:  мәліметтердің кодтық шинасы; адрестердің кодтық шинасы; ережелердің кодтық шинасы; қоректену шиналары.

Компьютердің еске сақтау құрылғысы Зерде Ішкі зерде Сыртқы зерде жедел зерде кэш зерде арнайы зерде Қатты магниттік  дикілер иілгіш магниттік  дикілер Компакт­дискілер Магнитті­ оптикалық КД Магнитті ленталы