Аға оқытушылар: Улжибаева Ғ. Ш., Кудышева Г. О., доцент, п.ғ. к

Фон-неймандық  емес  компьютерлер  командалар  санағышынсыз  жұмыс 

істей алады, жадта сақталған өзгеріс керек болса , оған ат қою міндетті емес.  

Нейман  бойынша  негізгі  блоктар – басқару  құрылғысы  (БҚ)  және 

арифметико-логикалық  құрылғы  (АЛҚ),  әдетте  олар  орталық  процессор, 

жады,  сыртқы  жады,  енгізу  құрылғысы,  шығару  құрылғыларында 

біріктірілген. 

Кең таралған архитектуралар: 

1.  Классикалыќ  архитектура  (Фон-нейманның  архитектурасы) – 

берілгендер  ағыны  өтетін  бір  құрылғы  (АЛҚ)  және  команда  ағыны – 

программа  өтетін  бір  басқару  құрылғысы  (БҚ).  Бұл  бірпроцессорлы 

компьютер деп аталады. Осы типке ДК құрылғысы жатады. Ондағы барлық 

функционалдық бөліктер бір-бірімен жүйелік магистраль деп аталатын ортақ 

шинамен  байланысқан. 

Магистраль – электронды  схеманы  қосатын  ұяшықтардан  тұратын 

өткізгіштік линия. 

  Адрес  шинасы,  берілген  шинасы,  басқару  шинасы – магистральдік  

алмастыру  бірлігінің  топтары.  шеткері  құрылғылар  (принтер)  компьютердің 

аппаратурасына контроллер арқылы қосылады. 

  Контроллер – шеткері бұйымдар немесе каналдар қатынасын  орталық 

процессормен байланыстыратын құрылғы. 

2.   Көппроцессорлы  архитектура 

Компьютерде    бірнеше  процессор  болғандықтан,  ол  бір  жұмыстың 

бірнеше  фрагментін    параллель  орындай  алады.  Осындай  машинаның 

құрылысы жалпы жедел жад немесе бірнеше процессордан тұратыны келесі 

1.3 - суретте толық көрсетілген. 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 сурет. Көп процессорлы компьютердің  құрылысы 

   

Көпмашиналы  есептеу  жүйесі.  Есептеу    жүйесіне  кіретін  бірнеше 

процессорларда  жалпы  жад  емес,  әрбіреуінде  жеке  жад    болады.  Әрбір 

компьютерде  көпмашиналы  жүйеде  классикалық  құрылыс  болады  және 

осындай жүйе өте көп қолданылады. 

3.   Параллельді  процессорлар архитектурасы 

Мұнда  бірнеше  АЛҚ-лар  бір  БҚ-ның  басқаруымен  жұмыс  істейді,  яғни 

көптеген  деректер  бір  бағдарламамен ( бір  команда  ағынымен)  өңделуі 

мүмкін.  

Осындай  құрылыстың өте жылдам жұмыс істеуін біз тек қана есептерді 

шығаруда қолдана аламыз. 

Осындай компьютерлердің құрылысы 1.4 суретте көрсетілген. 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 сурет. Параллель поцессорлармен жасалған құрылыс. 

 

ЭЕМ жіктемесі 

ЭЕМ

Аналогтық 

Цифрлық 

Тек бірнеше 

әрекеттерді 

жасайтын 

Мәселеге 

бағытталған 

Тек бірнеше 

әрекеттерді 

жасайтын 

Мәселеге 

бағытталған 

Жалпыға 

тығайында

лған 

 

 

Дербес компьютер (ДК) құрамында деректерді өңдеу үрдісін қамтамасыз 

ететін арнайы функцияларды орындайтын түрлі бөліктері бар. Бұл бөліктерді 

орталық және шеткері (перифериялық) құрылғылар деп атайды. 

Дифференциалд

ық талдаушы, 

өрістердің 

аналогтық 

моделдері, 

радарлық ЭЕМ 

Логарифмдік 

сызғыш 

планиметр және 

т.б. 

Қосушылар, 

карталарды 

сұрыптаушы

лар  

Цифрлы 

дифференциа

лды 

талдаушылар  

Кезкелген 

нақты 

сипатталған 

процедураны 

орындау 

Процессор мен негізгі жад ДК-дің орталық құрылғысы болып табылады. 

Процессор  –барлық  есептеу  жұмыстары  мен  ақпаратты  өңдеу  істерін 

орындайды,  компьютердің  жұмысын  басқарады.  Микропроцессор-  бір 

интегралдық  схемадан  тұратын  процессор.  Енгізілген  деректерді  өңдеуші 

программалар  және  процессор  көмегімен  өңделетін  деректер  компьютердің 

негізгі  жадында  сақталады.  Компьютердің  негізгі  жадысы  оперативті  және 

тұрақты жад деп бөлінеді. 

Компьютердің  перифериялық  құрылғыларының  қызметі  өте  күрделі, 

бірақ  та  соның  ішінде  екі  негізгісін  атап  өтуге  болады:  ақпараттарды  түрлі 

мәлімет  жинақтауышта  сақтау  және  сыртқы  құрылғының  атқаратын 

функциясына  сәйкес  өңдеу.  Компьютердің  перифериялық  құрылғылары 

ретінде сыртқы жадты және енгізу-шығару құрылғыларын қабылдайды. 

Ақпарат  пен  басқару  командаларын  енгізетін  негізгі  құрылғылар  болып 

пернелік тақта, тышқан және сканер  және т.б. есептеледі. 

Ақпараттарды  ДК-ден  шығарушы  құрылғылар:  принтер,  график 

сызғыштар, плоттерлер. 

Визуалды ақпараттарды (текст, сандар, грфикалық ақпараттар және т.б.) 

бейнелейтін құрылғы: дисплей немесе монитор. 

ДК-дің  барлық  функционалдық  құрылғылары  арасындағы  байланыс 

интерфейс арқылы орнатылады. Интерфейс дегеніміз-осы құрылғыларды бір 

ережеге негіздеп байланыстыратын тәсілдер мен әрекетер жиыны. 

Процессорды  шеткері  құрылғылармен  байланыстыру  арнайы  құрылғы 

адаптер арқылы жүзеге асады. Осы арналар арқылы ДК-дің жеке бөліктерінің 

арасында  ақпарат  алмасу  үрдісі  іске  асады.  ДК  құрылғыларының  өзара 

әсерлесу  мүмкіндігін  қамтамасыз  етуші  жалпы  арна - жүйелік  шина  деп 

аталады. 

IBM PC компьютерлері бүгінгі күні өте кең тараған (сонымен қатар басқа 

фирмалар  компьютерлері  де  баршылық,  мысалы APPLE фирмасының 

Macintosh).  Бұл  компьютердің  негізгі  ерекшелігі  ретінде  оның  “ашық 

архитектура”  принціпін  айтуға  болады,  яғни  компьютер  бір  тұтас  монолит 

емес,  жеке  бөліктер  мен  түйіндерден  тұрады.  Компьютердің  кез  келген 

түйінін  басқалармен  алмастыруға,  қосымша  түйіндерді  жалғастыруға  

болады. 

Сонымен IBM PC компьютерлерін  мынадай  негізгі  бөліктерден  тұрады 

дейміз: 

•

 

Жүйелік блок (тік немесе жатық қорапшада орналасады); 

•

 

Енгізу құрылғысы (пернелік тақта); 

•

 

Монитор; 

•

 

Пернетақта. 

Жүйелік блок - компьютердің негізгі құрылғысы, себебі оны ішінде ДК-

дің  басты  құрылғылары  орналасқан.  Олар:  микропроцессор,  жедел  жад, 

тұрақты есте сақтау құрылғысы, қоректену блогы, енгізу –шығару порттары, 

дискідегі  мәлімет  жинақтауыш  және  қосымша  құрылғылар:  модем, CD 

дискісіне  арналған  дискқозғағыш,  дыбыс,  желілік  платалар,  стример  және 

т.б. 

Микропроцессор.  Компьютердің    ең  басты  элементі – микропроцессор, 

оның  әр  түрлі  логикалық  функцияны  орындайтын  программалау  мүмкіндігі 

бар,  сондықтан  программаны  өзгерту  арқылы  микропроцессорды 

арифметикалық  құрылғы  бөлігін  немесе  енгізу-шығару  жұмыстарын 

басқарушы ретінде қолданады. 

Микропроцессорге 

жедел 

және 

тұрақты 

жад, 

енгізу-шығару 

құрылғылары қосылады. 

Микропроцессор  үш  түрлі  ақпараттарды  өңдейді:  деректер,  адрестер 

және  программа  командалары.  Ол  ұзындығы 8-ден 32 битке  дейін  жететін 

машина сөздері түріндегі ақпараттармен әрекеттер жасайды. Сонымен қатар 

микропроцессодың  секундына  бірнеше  жүздеген  миллион  операцияларды 

орындау қабілеті бар. 

Жалпы 

алғанда 

микропроцессор 

орындайтын 

функцияларды 

төмендегідей топтарға бөлуге болады: 

•

 

Компьютер  блоктары  арсында  қажет  кезеңінде  басқарушы 

сигналдарды  таратады,  операцияны  қолдануға  жад  ұяларының 

адрестерін  белгілейді  және  оны  компьютердің  басқа  блоктарына 

таратады, яғни басқарушы құрылғы; 

•

 

Арифметика-логикалық  құрылғы,  себебі  ол  барлық  логикалық 

және  арифметикалық  операцияларды  сандық  және  таңбалық 

ақпараттар мен орындауға мүмкіндік береді. 

Ақпаратты  өңдеу  үрдісі  компьютерде  дискретті  өтеді,  яғни  элементар 

операциялар  белгілі  бір  уақытта  тізбекті,  реттеліп  жүргізіледі.  Осы  уақыт 

аралығы  тактілік  жиілікті  анықтайды  немесе  тактілік  импульс  саны  деп 

аталады.  Микропроцессор  ішінде  элементар  операцияларды  орындау 

жылдамдығы тактілік жиілік деп аталады, яғни микропроцессордың тактілік 

жиілігі неғұрлым жоғары болса, компьютердің еңбек өнімділігі де соғұрлым 

жоғары болғаны. 

IBM PC компьютерлері 

көбінесе INTEL фирмасының 

микропроцессорларын жиі қолданады. 

Жедел  жады.  ДК-дің  негізгі  жады  оперативті  және  тұрақты  жадтан 

құрастырылған. 

Оперативті жад немесе жедел жад және тұрақты есте сақтау құрылғысы 

компьютердің  ішкі  жадын  құрайды,  осы  екеуімен  процессор  жұмыс 

барысында  мәлімет  алмасып  отырады.  өңдеуге  тиісті  мәлімет  алдымен 

компьютердің  сыртқы  жадынан  жедел  жадқа  көшіріледі.  Осы  мезетте 

компьютердің  жедел  жадында  өңдеуге  тиісті  мәліметтер  мен  программалар 

сақталады. Ақпарат керек кезінде магниттік дискіден жедел жадқа көшіріліп 

өңделген соң олар қайта сыртқы жадқа жазылады. Ақпарат жедел жадта тек 

жұмыс сеансы кезінде ғана сақталады. 

Жедел  жад  әрбіреуінің  сиымдылығы 1 байтқа  тең  миллиондаған 

ұяшықтардан  құралған,  сондықтан  жедел  жадтың  негізгі  сипаттамасы  оның 

сиымдылығымен өлшенеді. 

Жедел  жадтың  көлемін  көрсеткенде  оның  бірінші  бөлігі  туралы 

айтылады, кейбір программаларды орындау барысында ол жеткіліксіз болып 

қалуы  да  мүмкін.  Мұндай  сәттерде  компьютердің  жедел  жадының 

кеңейтілген бөлігі және қосымшасы пайдаланылады. 

Компьютердің негізгі жадысы екі логикалық аймаққа бөлінеді: алғашқы 

1024  Кбайт  ұяшықта  тікелей  мекенжайы  көрсетілген  жад  және  кеңейтілген 

жад.  Кеңейтілген  жад  ұяшықтарына  жету  үшін  арнайы  программалар 

қолданылады,  олар  кеңейтілген  жад  көлемін  толық  пайдалану  мүмкіндігін 

береді, оларды драйверлер деп атаймыз. 

Прграммалардың өте шапшаң істейтін тағы бір шағын көлемді жады бар, 

оны КЭШ-жад деп атайды. Ол жедел жад пен процессор арасында дәнекерлік 

роль атқарып, жалпы жұмыс өнімділігін арттырады. Процессорға дерек керек 

болғанда, ол бірден кэш-жадқа ұсынады, егер одан табылмаса ол оперативтік 

жадтан  ізделінеді.  Сондықтан  кэш-жад  көлемі  неғұрлым  үлкен  болса, 

процессор соғұрлым жылдам жұмыс жасайды. 

Кэш-жадты  бірнеше  деңгейге  бөледі.  Бірінші  деңгейдегі  кэштің  көлемі 

оншақты  Кбайт,  ол  процессор  кристалында  орналасады.  Екінші  деңгейдегі 

кэшті  процессор  кристалында  немесе  сол  торапта  орналастырады.  Бірінші, 

екінші  деңгейдегі  кэш  процессор  ядросының  жиілігімен  келіскен  жиілікте 

жұмыс  жасайды.  Үшінші  деңгейдегі  кэш-жадын SRAM типті  жедел 

орындалатын  микросхемамен  орындап  аналық  тақшасында    процессор 

жанында орналастырады. Оның көлемі бірнеше Мбайт болуы мүмкін. 

Микропроцессор – ЭЕМ-нің  ақпаратты  өңдейтін  ең  негізгі  құрылғысы, 

оның “миы” деп аталады.  

Процессор  арифметикалық  құрылғы  мен  басқару  қондырғыларынан 

тұрады.  

Арифметикалық  құрылғы  арифметикалық  және  логикалық  амалдарды 

орындайтын регистрлерден құралады. 

ЭЕМ-нің жадында әр түрлі ақпарат нөмірленген ұяларда сақталады. Ұяда 

бір әріп, бір сан не бір таңба сақталады. 

Команда – компьютер орындай алатын қарапайым операцияның сипаты. 

Команданы құрайтын ақпараттар: 

1.

 

Орындалатын операцияның коды 

2.

 

Операндтарды анықтау нұсқалары 

3.

 

Алынған нәтиженің алмастыру нұсқаулары 

Командалар операнд мөлшеріне байланысты: 

1.

 

Бір адресті 

2.

 

Екі адресті 

3.

 

Үш адресті 

4.

 

Ауыспалы адресті болады. 

Командалар  жадтың  ұяшығында  екілік  кодпен  сақталады.  Қазіргі 

компьютерлерде өзгермелі команданың ұзындығы (2байт – 4байтқа дейін), ал 

адрестің  нұсқау  әдістері  әр  түрлі  болады.  Мысалы,  команданың  адрестік 

бөлігінде: 

1.

 

Операнд (сан немесе символ)  

2.

 

Операнд адресі(байт нөмірі) 

3.

 

Операнд адресінің адресі(операнд адресі орналасқан байт нөмірі) 

4.

 

көрсетілуі мүмкін. 

Бірадресті  команда add х(х  ұяшығының    құрамын  сумматор  құрамымен 

қосып, нәтижесін сумматорда қалдыру) 

 

add   

 

x

    

Екіадресті  команда add х,у  (х,у  ұяшық  құрамдарын  қосып,  нәтижесін  у 

ұяшығына орналастыру) 

    

add

 

х     у 

 

 

Үшадресті  команда add х,  у, z  (х  және  у  ұяшығының  құрамын  бір – 

біріне қосып, z ұяшығына мәнін кіргізу) 

 

add     x       y       z 

      

 

 

Командаларды санағыш 

Бұл процесс келесі этаптарға бөлінеді: 

1.

 

Жад  ұяшығынан  (адресі  командалар  санағышында  сақталған) 

команда  таңдап  алынады;  Процессордың  бұл  регистрі,  онда  сақталатын 

кезектегі команданың адресін команда ұзындығына тізбекпен өсіріп отырады  

2.

 

Таңдап  алынған  командалар  компьютердің  басқару  құрылымына 

беріледі 

3.

 

Басқару  құрылғысы  команданың  адрестік  өріс  кодының  шифрін 

анықтайды 

4.

 

Басқару  құрылғысы  сигналдары  арқылы  операндтар  жадтан 

шығарылып, АЛҚ-ның операнд регистріне жазылады 

5.

 

Басқару  құрылғысы  операция  кодын  анықтап,  керекті  операцияны 

орындау үшін АЛҚ-ға сигнал береді 

6.

 

Операцияның нәтижесі процессорде қалады. Егер командада нәтиже 

адресі көрсетілген болса, ол жадқа апарылады ,,стоп,, командасына жеткенге 

шейін бұл этаптар қайталанып отырады. 

 

Компьютердің құрылысы 

Компьютердің  құрылғыларын  қарастырғанда,  оның  құрылысы  мен 

құрылымын ажырата білу міндетті. 

Компьютердің  құрылысы  жалпы  деңгейде  алғандағы  оның  сипаты, 

бағдарламалауды  қолдану  мүмкіндігінің,  командалар  мен  адрестеу 

жүйелерінің, жад топтарының сипаты. 

Құрылыс жұмыс істеу принципін, ақпараттық қатынасын анықтайды. 

Компьютердің құрылымы – оның функционалдық элементтерінің бірігуі 

жєне  олардың арасындағы қатынас. Ол құрылымдық схема түрінде беріледі. 

Дербес компьютер (ДК) құрамында деректерді өңдеу үрдісін қамтамасыз 

ететін арнайы функцияларды орындайтын түрлі бөліктері бар. Бұл бөліктерді 

орталық және шеткері (перифериялық) құрылғылар деп атайды. 

Процессор мен негізгі жад ДК-дің орталық құрылғысы болып табылады. 

Процессор  –барлық  есептеу  жұмыстары  мен  ақпаратты  өңдеу  істерін 

орындайды,  компьютердің  жұмысын  басқарады.  Микропроцессор-  бір 

интегралдық  схемадан  тұратын  процессор.  Енгізілген  деректерді  өңдеуші 

программалар  және  процессор  көмегімен  өңделетін  деректер  компьютердің 

негізгі  жадында  сақталады.  Компьютердің  негізгі  жадысы  оперативті  және 

тұрақты жад деп бөлінеді. 

Компьютердің  перифериялық  құрылғыларының  қызметі  өте  күрделі, 

бірақ  та  соның  ішінде  екі  негізгісін  атап  өтуге  болады:  ақпараттарды  түрлі 

мәлімет  жинақтауышта  сақтау  және  сыртқы  құрылғының  атқаратын 

функциясына  сәйкес  өңдеу.  Компьютердің  перифериялық  құрылғылары 

ретінде сыртқы жадты және енгізу-шығару құрылғыларын қабылдайды. 

Ақпарат  пен  басқару  командаларын  енгізетін  негізгі  құрылғылар  болып 

пернелік тақта, тышқан және сканер  және т.б. есептеледі. 

Ақпараттарды  ДК-ден  шығарушы  құрылғылар:  принтер,  график 

сызғыштар, плоттерлер. 

Визуалды ақпараттарды (текст, сандар, грфикалық ақпараттар және т.б.) 

бейнелейтін құрылғы: дисплей немесе монитор. 

ДК-дің  барлық  функционалдық  құрылғылары  арасындағы  байланыс 

интерфейс арқылы орнатылады. Интерфейс дегеніміз-осы құрылғыларды бір 

ережеге негіздеп байланыстыратын тәсілдер мен әрекетер жиыны. 

Процессорды  шеткері  құрылғылармен  байланыстыру  арнайы  құрылғы 

адаптер арқылы жүзеге асады. Осы арналар арқылы ДК-дің жеке бөліктерінің 

арасында  ақпарат  алмасу  үрдісі  іске  асады.  ДК  құрылғыларының  өзара 

әсерлесу  мүмкіндігін  қамтамасыз  етуші  жалпы  арна - жүйелік  шина  деп 

аталады. 

IBM PC компьютерлері бүгінгі күні өте кең тараған (сонымен қатар басқа 

фирмалар  компьютерлері  де  баршылық,  мысалы APPLE фирмасының 

Macintosh).  Бұл  компьютердің  негізгі  ерекшелігі  ретінде  оның  “ашық 

архитектура”  принціпін  айтуға  болады,  яғни  компьютер  бір  тұтас  монолит 

емес,  жеке  бөліктер  мен  түйіндерден  тұрады.  Компьютердің  кез  келген 

түйінін  басқалармен  алмастыруға,  қосымша  түйіндерді  жалғастыруға  

болады. 

Сонымен IBM PC компьютерлерін  мынадай  негізгі  бөліктерден  тұрады 

дейміз: 

1.

 

Жүйелік блок (тік немесе жатық қорапшада орналасады); 

2.

 

Енгізу құрылғысы (пернелік тақта); 

3.

 

Монитор; 

4.

 

Пернетақта. 

Жүйелік блок - компьютердің негізгі құрылғысы, себебі оны ішінде ДК-

дің  басты  құрылғылары  орналасқан.  Олар:  микропроцессор,  жедел  жад, 

тұрақты есте сақтау құрылғысы, қоректену блогы, енгізу –шығару порттары, 

дискідегі  мәлімет  жинақтауыш  және  қосымша  құрылғылар:  модем, CD 

дискісіне  арналған  дискқозғағыш,  дыбыс,  желілік  платалар,  стример  және 

т.б. 

Микропроцессор.  Компьютердің    ең  басты  элементі – микропроцессор, 

оның  әр  түрлі  логикалық  функцияны  орындайтын  программалау  мүмкіндігі 

бар,  сондықтан  программаны  өзгерту  арқылы  микропроцессорды 

арифметикалық  құрылғы  бөлігін  немесе  енгізу-шығару  жұмыстарын 

басқарушы ретінде қолданады. 

Микропроцессорге 

жедел 

және 

тұрақты 

жад, 

енгізу-шығару 

құрылғылары қосылады. 

Микропроцессор  үш  түрлі  ақпараттарды  өңдейді:  деректер,  адрестер 

және  программа  командалары.  Ол  ұзындығы 8-ден 32 битке  дейін  жететін 

машина сөздері түріндегі ақпараттармен әрекеттер жасайды. Сонымен қатар 

микропроцессодың  секундына  бірнеше  жүздеген  миллион  операцияларды 

орындау қабілеті бар. 

Жалпы 

алғанда 

микропроцессор 

орындайтын 

функцияларды 

төмендегідей топтарға бөлуге болады: 

Компьютер  блоктары  арсында  қажет  кезеңінде  басқарушы  сигналдарды 

таратады, операцияны қолдануға жад ұяларының адрестерін белгілейді және 

оны компьютердің басқа блоктарына таратады, яғни басқарушы құрылғы; 

Арифметика-логикалық  құрылғы,  себебі  ол  барлық  логикалық  және 

арифметикалық  операцияларды  сандық  және  таңбалық  ақпараттар  мен 

орындауға мүмкіндік береді. 

Ақпаратты  өңдеу  үрдісі  компьютерде  дискретті  өтеді,  яғни  элементар 

операциялар  белгілі  бір  уақытта  тізбекті,  реттеліп  жүргізіледі.  Осы  уақыт 

аралығы  тактілік  жиілікті  анықтайды  немесе  тактілік  импульс  саны  деп 

аталады.  Микропроцессор  ішінде  элементар  операцияларды  орындау 

жылдамдығы тактілік жиілік деп аталады, яғни микропроцессордың тактілік 

жиілігі неғұрлым жоғары болса, компьютердің еңбек өнімділігі де соғұрлым 

жоғары болғаны. 

IBM PC компьютерлері 

көбінесе INTEL фирмасының 

микропроцессорларын жиі қолданады. 

жүктеу/скачать 1,08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: