Дәріс эем-нің архитектурасының негізгі түсініктері (2 сағат)

1.Сандық компьютерлер, деректерді екілік код түрінде өңдеушілер.

2.Аналогты компьютерлер, үздіксіз ауыспалы физикалық өлшемдерді өңдеушілер (электрлік кернеу,уақыт және т/б),олар есептеуіш өлшемдердің аналогы болып табылады.

Аналогты есептеуші машиналарда АЕМ өңделетін ақпараттар аналогты өлшемдерге сәйкес келеді:ток,кернеу,қандай да бір механизмнің бұрылу бұрышы және т/б. АЕМ ыңғайлы шапшаң әрекет етуді қамтамасыз етеді,бірақ есептеудің жоғары дәлме-дәлдігің көрсетпейді. Бұндай машиналар аз таратылған.Олар көбінесе жобалық және ғылыми-зерттеу мекемелерінде стендтердің құрамы ретінде техниканың жаңа үлгісін өтеуіне пайдаланылады.Олардың мақсаты арнайы есептеуші машиналар деуге болады.

Қазіргі уақытта ЭЕМ сөзін ақпарат сандық екілік кодпен кодталады деп жай ғанғ сандық есептеуіш машиналар деп түсінеді.Тап осы машиналар әмбебабы үшін жалпылай есептеуші техника болып табылады.

Мақсаты жағынан ЭЕМ машиналарды 3 топқа бөлуге болады:әмбебап(ортақ мақсаттағы),проблемалы-бағдарлық және арнайы машиналар. Әмбебап ЭЕМ әртүрлі есептерді шешуге қолданылады: ғылыми,инженерлік-техникалық,экономикалық,ақпараттық,басқару мақсатында және де басқа есептер. Әмбебап ЭЕМ машиналары ретінде компьютерлердің әр түрлі үлгілерін қолданады, супер ЭЕМ-нан бастап дербес ЭЕМ-ға дейін. Осы компьютерлер шешілетін есептер алгоритмінің күрделігімен және өңделетін деректердің көлемімен ажыратылады.Кейбір әмбебап ЭЕМ көп пайдаланушыларға қызмет көрсетсе (ұжымдық есептеуіш орталықтарында,локальды компьютерлік желілер және т/б),кейбіреулері бір адам ғана пайдалану бағытында жұмыс жасайды.

Проблемалы-бағдарлық ЭЕМ машиналары көлемі аз,шағын есептерді шығаруға,атап айтқанда технологиялық нысандарды басқару,тіркеу,көлемі аз деректерді жинақтап және өңдеу,күрделі емес алгоритмдердің есебін орындауға арналған. Проблемалы-бағдарлық ЭЕМ-ы мен көбінесе мүмкіндігінше басқарушы есептеуіш кешендерін құрайды.

Арнайы ЭЕМ өте шағын есептерді шығаруға немесе қатаң анықталған қызмет тобының жұмысын жүзеге асыруға қолданылады.ЭЕМ-нің шағын бағдарлауы олардың жүйесін арнайы жабдықтайды,көп жағдайда жоғары өндірімділік пен жұмысының сенімділігін сақтай отырып,олардың күрделілігін және бағасын едәуір төмендетеді.

Компьютердің негізін аппараттық жасақтама (Hardware) құрайды, негізінде электрондық және электромеханикалық элементтер мен құрылғыларды қолдану арқылы құрылған. Компьютердің іс-әрекет қағидасы программаны (SoftWare) орныдау – алдын ала берілген, нақты анықталған реттік арифметикалық, логикалық және басқа да операциялардан тұрады.

Бағдарламалық жасақтама — әр түрлі мақсаттарға арналған бағдарламалар жиынтығы. Олар:

- жүйелік деп аталатын, компьютердің барлық құрылғылары мен мәліметтерді өңдеуді жасақтау қорларының жұмыстарын басқаратын;

- қолданбалы деп аталатын, мәліметтерді өңдеуге арналған;

- бағдарламалық жүйелер деп аталатын, басқа бағдарламаларды өңдеу қызметін атқаратын бағдарламалардан тұрады.

Қазіргі компьютерлердің әр түрлілігі өте көп. Бірақ олардың құрылымы жалпы логикалқы қағидаларға негізделген. Ол кез келген комьютерде келесі негізгі құрылғыларды ерекшелеуге мүмкіндік береді:

• 
  жады (сақтау құрылғысы) нөмірленген ұяшықтардан тұрады;
  
• 
  жүйелік блоктың басқару құрылғысынан және арифметика-логикалық құрылғыдан тұрады;
  
• 
  енгізу құрылғысы
  
• 
  шығару құрылғысы
  

• 
  басқа құрылғыдан ақпаратты қабылдау;
  
• 
  ақпаратты сақтау;
  
• 
  басқа құрылғыларының сұранысы бойынша информацияны беру;
  

Жүйелік блоктың функциясы:

• 
  программада берілген мәліметтерді өңдеу арифметикалық және логикалық опрециялармен орындау;
  
• 
  компьютердің жұмыс істеу құрылғысын программалық басқару.
  

Команданы орындайтын процессор бөлігін арифметикалық – логикалық құрылғы, ал құрылғының басқару функциясын орындайтын бөлігін басқару құрылғысы деп атайды.

Әдетте бұл екі құрылғы шатты түрде ерекшелінеді, конструкциялық жағынан олар ажыратылмайды.

Жүйелік блоктың құрамындағы қосымша арнайы жады ұяшықтар қатарын регистр деп атайды.

Процессор құрамында регистр деп аталатын жадының арнайы қосымша ұяшықтары бар. Регистрлер қысқа мерзімге команда немесе сан сақтайтын функция атқарады. Регистр ішіндегі мәліметтермен арнайы электрондық схемалар кейбір манипуляцияларды жүргізе алады. Мысалы кейбір командалардың бөлігін ары қарай қолдану үшін қиып алу немесе сандармен белгілі арифметикалық амалдар жасау. Регистрдің негізгі элементі – триггер деп аталатын электрондық схема. Ол бір екілік санды сақтай алады (разряд).

Регистр – ортақ басқару жүйесінің белгілі әдісімен бір-бірімен байланыстырылған триггерлердің жиынтығы. Регистрлардың орындалатын операциялары бойынша айырмашылығы бар бірнеше түрлері болады. Кейбір маңызды регистрлардың өздерінің атаулары бар, мысалы:

- Сумматор – әрбір операцияны орындауға қатысатын АЛУ регистры;

- Команда есептегіш (счетчик комманд) – кезектегі орындалатын команда адресі сақталатын УУ регистрі, жадының тізбекті ұяшығынан программаларды автоматты теруге арналған;

Команда регистрі – команданы орындауға қажет уақыт периодында команда кодын сақтауға арналған УУ регистрі. Оның разрядтарының кей бөлігі операция кодын сақтауға арналған, ал қалғаны операнд адрестерінің кодын сақтауға арналған.

Дербес компьютердің ішкі құрылғылары:

Жүйелік блоктың ішіндегі құрылғылар компьютердің ішкі құрылғылары.