ДӘрістер кешені дәріс есептеу техникасының даму тарихы
жүктеу/скачать 0,91 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Механикалық қҧралдардың даму кезеңі
- Электромеханикалық қҧралдарының даму кезеңі
- Электрондық қҧралдардың дамуы кезеңі.
- ЭЕМ-нің бірінші буыны (1949-1958жж.).
- ЭЕМ-нің екінші буыны (1955-1963жж.).
- ЭЕМ-нің ҥшінші буыны (1964-1976жж.).
- ЭЕМ-нің төртінші буыны (1977-қазіргі кез)
- Бҥгінгі кҥнгі есептеу техникасының архитектурасы.
- Дербес компьютердің жҧмыс істеу принципі.
- Есте сақтау қҧрылғысы (жады)
- Қазіргі компьютерлер архитектурасының анықталу принциптері 1. Программалық басқару принципі
- 2. Прогамманы жедел жадта сақтау принципі
- 3. Жедел жадындағы мәліметтерді кез келген тәттіппен алу (произвольный доступ к памяти ) принципі
- Компьютерлерді жіктеу тәсілдері.
- Атқаратын қызметіне қарай жіктеу
- Үлкен ЭЕМ-дер (Main Frame)
- Мамандандырылу деңгейіне қарай жіктеу
- Көлемдеріне қарай жіктеу
| ДӘРІСТЕР КЕШЕНІ Дәріс 1. ЕСЕПТЕУ ТЕХНИКАСЫНЫҢ ДАМУ ТАРИХЫ
ЕТ даму тарихын келесі кезеңдерге бӛлуге болады: 1.
Қолмен есептеу – б.э. дейінгі елуінші мыңжылдықтан бастап; 2.
Механикалық – ХVІІ ғасырдың ортасынан бастап; 3.
Электромеханикалық - ХІХ ғасырдың 90-шы жылдарынан бастап; 4.
Электрондық – ХХ ғасырдың 40-шы жылдарынан бастап. Механикалық қҧралдардың даму кезеңі: 1. Механикалық есептеу принциптерін қолданатын құрылғылары мен аспаптарын жасау. 1623 жыл – 6 разрядты сандар мен арифметикалық амалдар орындауға арналған Шикардтың алғашқы машинасы. Ол кӛбейтетін, қосатын, сандарды жадтың тәуелсіз құрылғылардан тұратын. 2. 1642 жылы Блез Паскаль ойлап тапқан он разрядты сандармен арифметикалық амалдарды механикалық түрде орындайтын машина. 3. 1673 ж. Г.В. Лейбниц алғашқы арифмометрді құрастырды. Арифмометрлер кең тарады және бірнеше рет жетілдірілді. Оған мысал: Томас арифмометрі (томас-машина), Болле машинасы, Орднер арифмометрі т.б. арифмометр пайда болуымен байланысты есепші мамандығы пайда болды. 1969 ж ССРО-да арифмометрді шығару ең жоғары деңгейге жетті (300 мың арифмометр). ХХ ғасырдың 70-ші жылдары арифмометрді элементтік базасы интегралдық схемаға негізделген калькулятор ығыстырды. 4. ХІХ ғасырдың бірінші жартысында Чарльз Бэббидж әмбебап есептеуіш (аналитикалық) машина құрастыруға талаптанды. Бұл машина перфокартада жазылған бағдарламаны қолдануы керек еді. Бэббидж бағдарламалық басқару принципін қолданып, кез келген алгоритмді шешуге арналған аналитикалық машинаны құрудың негізгі идеясын зерттеп дайындады. Бұл Жаккардтың тоқыма станогы сияқты, нағыз механикалық машина болуы тиіс еді. Бірақ сол кездегі техниканың дамуы жеткілікті дәрежеде болмауы бұл жобаның іске асуына мүмкіндік жасамады. Электромеханикалық қҧралдарының даму кезеңі: 1.
1887 жылы Г.Холлерит Ч.Бэббидж бен Г.Джоккардтың идеяларын қолданып, алғашқы есептеуіш-аналитикалық кешен құрды. Бұл құрал АҚШ-та (1890), Ресейде (1897), Канадада (1897) халық санағын жүргізуде, АҚШ-тың темір жолдарының есептерін ӛңдеуде және ірі сауда фирмаларында қолданылды. 2.
алдыңғыларға ұқсас машина жасап шығарды. 3.
1944 жылы Айкен ІВМ фирмасының кәсіпорнында Бэббидж жұмыстарының кӛмегімен электромеханикалық реледегі «МАРК-1» аналитикалық машинасын құрастырды. Бұл машинаның есептеу жылдамдығы электр жетегі бар арифмометрден 100 есе тез болды. Бұл машинаның бірнеше жетілдірілген түрлері шығарылды. 4.
ЕТ-тің ең ірі және соңғы жобасы болды. Осы кезеңде механикаландырылған санау кәсіпорны болып табылатын есептеуіш-машина стансалары құрыла бастады. Электрондық қҧралдардың дамуы кезеңі. 1.
1943-45жылдар аралығында АҚШ-та Моучли мен Эккерт басқарған топ электрондық шамдардың негізіндегі ең алғашқы ENIAC ЭЕМ-ін құрастырды. Бұл әр түрлі мәселелерді шешетін әмбебап машина еді. Бұл ЭЕМ «МАРК-1» машинасынан ӛнімділігі бойынша 1000 есе артық және одан екі есе үлкен (салмағы 30т) болды. ENIAC машинасында 18000 электрондық шамдар, 150 реле, 70000 резистор, 10000 конденсатор болды. Ол 140 квт қуат пайдаланды. Бірақ оның жад құрылғысы жоқ, және бағдарламаларды беру үшін сымдары нақты бір түрде жалғастырып отыру керек болды. 2.
принциптерін ойлап тапты. Ол қазіргі кезге дейін ДК-де қолданылады. Осы принциптер бойынша компьютерде мыналар болуы керек: -
құрылғы, арифметикалық
және
логикалық операцияларды орындайды; -
-
басқару құрылғысы, ол бағдарламалардың орындалу процесін ұйымдастырады. -
Ақпаратты енгізу-шығару сыртқы құрылғысы. Алдымен белгілі бір сыртқы құрылғының кӛмегімен компьютердің жадына бағдарлама енгізіледі. Басқару құрылғысы жадтан бағдарламаның бірінші командасын тауып оқиды және оның орындалуын ұйымдастырады. Бірінші команданы орындағаннан кейін, басқару құрылғысы келесі командаларды оқиды және т.с.с.
1.
1949ж. Морис Уилкс (Англия) алғашқы EDVAC компьютерін жасады. Бұл жадында сақталған бағдарламалары бар әмбебап ЭЕМ цифрлық электрондық есептеуіш әмбебап машиналарының алғашқы буындарына жол салды. 2.
ХХ-ғасырдың 40-50 жылдары ЭЕМ ӛте үлкен және қарапайым болды. Элементтік база ретінде электрондық шамдар мен реле қолданылды: жедел (оперативтік) жад триггерлерде, кейін ферриттік жүрекшелерде; шапшаңдығы – секундына 5-30 мың арифметикалық амалдар болды. Мұндай ЭЕМ-дер үшін бағдарламалар машиналық кодтарда жүргізілді, кейінірек автокодтар мен ассемблер пайда болды. Бұл ЭЕМ ғылыми- техникалық есептеулер жүргізу үшін қолданылады. Осы типті машиналарға EDSAC, ENIAC, UNIVAC, БЭСМ, Урал жатады.
1.
1948 жылы транзистор ойлап табылды және 50-ші жылдардың екінші жартысында транзисторлы ЭЕМ-дер пайда болды. 2.
3.
1960 жылы – IBM 7090 LARC 4.
1961жылы - Stretsh 5.
1962 жылы – ATLAS 6.
Ал ССРО-да 2-ші буынның ЭЕМ-дері: РАЗДАН, НАИРИ, МИР, МИНСК, Урал-11, М-220, БЭСМ-4, М-4000 сияқты машиналар шығарылады. 2-ші буынның ЭЕМ-і транзисторлы (жартылай ӛткізгіштер) элементтік базасымен, ӛте кішкене ферриттік жүзекшелері бар жедел жадымен 512 Кбайт кӛлемімен секундына 3000000 амал ӛнімділігімен сипатталады. Олар функционал операциялар (бӛлінген уақыт режимі) мен мульти-бағдарламалар режімін біріктіруді, яғни орталық процессор мен енгізу-шығару арналарының қатар жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Ӛлшемі бойынша ЭЕМ-дер кіші, орта, үлкен және арнайы түрлерге бӛлінеді. ЭЕМ-нің жетілдіруімен қатар бағдарламалық жабдықтамалар дамыды, алгоритмдік бағдарламалау тілдері, АБЖ, диспечерлер пайда болды.
1.1958ж. – Джек Килби бірнеше транзисторларды бір пластинаға қалай орналастыру керек екенін ойлап тапты.
2.1959ж. – Роберт Нойд ең алғашқы чиптерді (интегралдық схемаларды) құрастырды. 3.Үшінші буынның алғашқы ЭЕМ-і деп ІВМ/360 модельдерінің сериясын (1964ж. АҚШ) санауға болады. 4.ЭЕМ-нің үшінші буынында РДР-8 (бірінші мини-компьютер, ол 1965ж. құрылды және құны 20 мың доллар болды). РДР-11, В-3500, ЕС-ЭЕМ сериясы жатқызуға болады, ЭЕМ-нің үшінші буыны интегралдық схемалы (ИС) және жартылай үлкен схемалы (ҮС) жартылай ӛткізгіш интегралдық схемадағы жедел жад құрылғысымен, 16 Мб кӛлемімен, секундына 30 млн. Операция ӛнімділікпен сипатталады. Ӛлшемі бойынша ЭЕМ үлкен, орташа, мини және микро болып бірнеше түрге бӛлінеді. Бұл буынның типтік модельдері – ЕС-ЭЕМ, СМ-ЭЕМ, ІВМ/360, РДР, VAX. ЭЕМ-нің үшінші буынына тән ерекшелік – бұл операциялық жүйесінің болуы, мульти-бағдарламалау мен ресурстарды (шалғай құрылғыларды), ЭЕМ-нің ӛзінің аппараттық бӛлігін немесе тікелей операциялық жүйені басқару мүмкіндігінің пайда болуы. ЭЕМ-дегі бағдарламалық жабдықтама ОЖ, ҚБӚ, ДББЖ, АБЖ, жоғары дәрежелі алгоритмдік тілдердің (ПЛ-1, АЛГОЛ; КОБОЛ) пайда болуымен күрделіленеді. ЭЕМ-нің төртінші буыны (1977-қазіргі кез): 1.Тӛртінші буынның ЭЕМ-дерінің ең алғашқы танымал сериясы – ІВМ/370. 2.Тӛртінші буынның ЕТ-нің конструктивті-технологиялық негізі үлкен интегралды схема (ҮИС) және ӛте үлкен интегралды схема (ӚҮИС), олар 70-80 жылдары құрылған, шапшаң жадтайтын құрылғылар болды. ЭЕМ ЯВА-ны тиімді пайдалануға, қиыншылықтары бар программистер үшін бағдарламалау процесін жеңілдетуге есептеліп шығарылды. Тӛртінші буынның машиналарының паркін микро-ЭЕМ-ге ДК- ге, мини –ЭЕМ-ге, жалпыға арналған ЭЕМ-ге, арнайы ЭЕМ-ге және супер-ЭЕМ-ге бӛлуге болады. Тӛртінші буын машиналарының жедел жады – жартылай ӛткізгіш АҮИС- те, кӛлемі 16 Мб және одан жоғары. Бұл буынның машиналарына ІВМ/370, SX-2, IBM PC/XT/AT, PC/2, Cray типтерін жатқызуға болады.
1.Бүгінгі күні кең тараған ДК – ЦЭВМ. Олардың пайда болуы алғашқы РДР -8 мини-ЭЕМ-ге барып тіреледі. 2. 1970 жылы – INTAL фирмасы жадтың интегралдық схемасын және тамызда үлкен ЭЕМ-нің орталық процессорына барабар интегралдық схеманы (INTEL-4004 микропроцессоры) сата бастады. 3. 1975 жылы - Intel-8080 микропроцессоры бар Альтаир-8800 ең алғашқы ДК пайда болды.
4. 1981 жылы – ІВМ фирмасы ІВМ РС дербес компьютерлерін шығара бастады. 5. 1983 жылы – қатқыл дискісі бар ІВМ РС ХТ компьютерлері шығарылды. 6. 1985 жылы - ІВМ РС AT дербес компьютерлерінің шығарылуы басталды.
принциптері.
арналған электрондық құрылғылар жиыны. Бір-бірімен нақты түрде байланысып, біртұтас кешендік қызмет атқара алатын құрылғылар жиыны есептеу жүйесі деп аталады. Есептеу жүйелерінің орталық құрылғысы электрондық есептеу машинасы (ЭЕМ) немесе компьютер болып саналады. Электрониканың дамуы компьютердің жаңа түрін – жеке пайдаланатын дербес компьютерлерді (ДК) кӛптеп шығаруға жол ашты. Компьютерлерді ӛндіріс пен жобалау ісінде, ғылыми-зерттеу істері мен білім беруде пайдалану миллиондаған адамдардың жұмыстарының мазмұны мен орындалуын түбегейлі түрде ӛзгертті десе болады.
Дербес компьютердің жҧмыс істеу принципі. Компьютердің барлық есептеу және информация ӛңдеу істерін атқаратын негізгі құрылғысы-орталық процессор. Бір интегралдық схемадан тұратын процессор микропроцессор деп аталады. Енгізу құрылғысы (пернетақта, тышқан, сканер) компьютерге мәлімет енгізу қызметін атқарады. Шығару (мәлімет алу) құрылғылары (принтер, плоттер) компьютердің жұмыс нәтижесін адамдарға жеткізу үшін қолданылады. Есте сақтау құрылғысы программаларды, мәліметтерді және жұмыс нәтижелерін сақтауға арналған. Ол сыртқы және ішкі болып екіге бӛлінеді. Оперативті есте сақтау құрылғысы немесе ДК-нің жедел жады (RAM – Random Access Memory), сондай-ақ тұрақты есте сақтау құрылғысы (ROM-Read-only Memory) компьютердің ішкі жадын құрайды, осы екеуімен процессор жұмыс кезінде мәлімет алмасып отырады. Қатты магниттік диск (винчестер) ДК программалары мен кӛлемді мәліметтерді еске сақтайды. Олардың кӛлемі оншақты Гбайттан жүздеген Гбайттарға дейін бола береді. Алмалы-салмалы мәлімет жинақтауыш-иілгіш магниттік дискінің (флоппи-дискілер немесе дискеттер) диаметрі 3,5 дюйм (88 мм), ал сақтайтын информация кӛлемі -1,44 Мбайт болады. Орталық процессор жедел жадтағы программларды орындап, мәліметтерді түрлендіреді және де барлық құрылғыларды басқарады. Ол екі бӛліктен-басқару құрылғысы мен арифметикалық-логикалық құрылғылардан тұрады. Басқару құрылғысы программа командаларын қабылдап алып орындайды да, арифметикалық логикалық құрылғы есептеу жұмыстарын және логикалық операцияларды атқарады.
нәтижелік және аралық мәліметтерді уақытша (жедел жады), әрі ұзақ мерзімде (сыртқы жады) сақтауға арналған құрылғысы. Жедел жадындағы информация компьютер ток кӛзіне қосылып тұрғанда ғана сақталып тұрады, бірақ оның жылдамдығы ӛте жоғары болады. Компьютер сыртқы жадындағы мәліметтер ток ӛшкенде де сақталады, бірақ оның процессор мен мәлімет алмасу жылдамдығы тӛменгі деңгейде болады. Арифметикалық-логикалық құрылғы – программа командалары бойынша арифметикалық амалдарды орындап, мәлімет кодтарын түрлендіреді. Басқару құрылғысы компьютердің барлық блоктарының жұмысын қадағалайды. Ол белгілі бір кезекпен компьютер жедел жадындағы командаларды біртіндеп орындатып отырады. Әрбір команда анықталып, қажеттілігіне қарай жедел жады ұяларындағы мәліметтер арифметикалық – логикалық құрылғыға беріледі де команда кодына байланысты керекті амал орындалады. Компьютер жұмысының осы принципі Фон
американ ғалымы Джон Фон Нейман ұсынған еді. Қазіргі компьютерлер архитектурасының анықталу принциптері 1. Программалық басқару принципі компьютердегі есептеу процестерін автоматтандыру істерін атқаруға негізделген. Бұған байланысты кез келген есепті шығару үшін соған сәйкес орындалатын компьютер командаларының тізбегін анықтайтын программа құрылады. Программалық басқару ісінің тиімділігі бастапқы мәліметтерді ӛзгерте отырып бір программаны бірнеше рет қайталап пайдаланған сайын арта түседі. 2. Прогамманы жедел жадта сақтау принципі бойынша программа командалары сандар секілді сақталып, сандар сияқты ӛңделеді. Программаның орындалуын жеделдету үшін ол алдын ала компьютер жедел жадына толық жүктелуі тиіс.
жадының кез келген жеріне жазыла береді, кейіннен оны берілген адресімен басқа мәліметтерді қарамастан тауып алуға болады.
Осы принциптер негізінде компьютер – оның жадына сандық кодтар түрінде жазылған алғашқы мәліметтер мен программаны енгізгеннен кейін есептеу процесін толық автоматты түрде ӛзі жүргізіп, нәтежиесін адамға түсінікті түрде бере алатын техникалық құрылғы болып табылады. Компьютерлерді жіктеу тәсілдері. Қазірде компьютерлер түрлері сан алуан, оларды жұмысына қарай, қуаттылығына байланысты, элементтік базасының түрлеріне сәйкес топтарға жіктеу қалыптасқан. Кез келген жіктеу тәсілі шартты түрде ғана жасалады. Ӛйткені бүгінгі ДК кешегі үлкен ЭЕМ-дерден қуаттырақ болып келеді. Оның үстіне компьютерді бір нақты топқа жатқызу да қиын, себебі кӛптеген компьютерлер ӛз тапсырушының талабы бойынша жеке нұсқада жасалады. Әйтсе де техникада компьютерлерді жіктеудің қалыптасқан бірнеше тәсілдерін қарастырып ӛтейік.
Атқаратын қызметіне қарай жіктеу
Үлкен электрондық есептеу машиналары (ЭЕМ); миниЭЕМ;
микроЭЕМ; дербес компьютерлер. Үлкен ЭЕМ-дер (Main Frame) халық шаруашылығының ірілендірілген аймақтарында қолданылады. Олар 64-разрядты параллель жұмыс істейтін процессорлармен (100 процессорға дейін) жабдықталады, процессорлардың біріктірілген жылдамдығы секундына ондаған миллиард операцияларға дейін болады, бұларда кӛптеген тұтынушылар қатар жұмыс істей береді, Үлкен компьютерлер шығаруда IBM (АҚШ) фирмасы алда келеді, олар шығарған супер ЭЕМ-дердің танымал болған модельдеріне мыналар жатады: IBM 360, IBM 370, IBM ES/9000, Cray 3, Cray 4, VAX-100, Hitachi, Fujitsu VP2000. МиниЭЕМ-дер жоғарыда айтылған үлкен ЭЕМ-дерге ұқсайды, бірақ шағындау болады. Ірі ұйымдарда, ғылыми мекемелерде қолданылады. Кӛбінесе ӛндірістік процестерді басқару мақсатында пайдаланады.
Микро ЭЕМ-дер Кӛптеген мекемелерде болады, бұлардың жұмыс істеуі үшін құрамында программалаушы мамандары бар шағын лабораториялар жеткілікті. Керекті жүйелік программаларды микроЭЕМ-мен бірге сатып алу қажет, ал қолданбалы прогаммаларды дайындауда есептеу орталықтарымен байланыс орнатылып, соларға тапсырма беріледі.
орнында ғана пайдаланылады. Интернет жүйесінің қолданылуына байланысты ДК-лер кӛптеп шығарылып жатыр. Бұлар ғылымда, білім алуда, ойындарда жиі қолданылып келеді. дербес компьтерлерді шартты түрде мамандандырылған және тұрмыстық деп екіге бӛлуге болады, бірақ олардың бағасының түсуіне байланысты бұл екі топ араласып кетті. 1999 жылдан бастап дербес компьтерлерге халықаралық сертификациялық стандарт – РС99 спецификациясы енгізілді, осы стандарт бойынша дербес компьтерлер мынадай топтарға жіктеледі:
кӛпшілікке арналған дербес компьтерлер \Consumer PC\ жұмыс бабында қолданылатын дербес компьютерлер \Office PC\
алып жүруге ыңғайлы \портативті\ дербес компьютер \Mobile PC\ жұмыс станциясы \WorkStation\
кӛңіл кӛтеруге арналған \развлекательный\ дербес компьютерлер \Entertaiment PC\. Мамандандырылу деңгейіне қарай жіктеу
әмбебап (универсальные) компьютерлер; арнайы (специализированные) компьютерлер. Әмбебап компьютерлер негізінде кез келген бағытта – графикамен, мәтінмен, музыкамен, бейнелік құжаттармен, т.б. жұмыс істей алатын конфигурация жасауға болады. Ал белгілі бір жұмыс түрін орындауға бейімделген арнайы дербес компьтерлер
нақты бір жұмысты жақсы атқара алады, мысалы, ұшақтағы немесе автомобильдегі басқару (борттық) компьютерлері. Графикалық мәліметтермен (кино, бейнефильмдер, жарнама) жұмыс істейтін миниЭЕМ–дер графикалық станциялар деп аталады. Компьютерлерді бір желіге біріктіретін арнаулы компьютерлер файлдық серверлер деп аталса, интернет желісі бойынша информация тасымалдау ісін атқаратын компьютерлер желі серверлері деп аталады.
үстелге қойылатын (desktop) компьютерлер; алып жүруге ыңғайлы портативті (notebook) компьютерлер;
қалтаға салынатын (palmtop) компьютерлер. Ең кӛп таралған топқа үстелге қойылатын компьютерлер жатады, олардың конфигуациясын (құрамы мен құрлымын) жеңіл ӛзгертуге болады. Портативті компьютерлердің байланысу мүмкіндіктері жоғары, олар жолда жүргенде пайдалануға ыңғайлы, ал қалтаға салынатын модельдерді ―интеллектуальды‖ (зерделі) қойын кітапшалары тәрізді керекті жазбаларды сақтап қоюға, тауып алуға мүмкіндік береді.
1.
Компьютер архитектурасы деген не? Компьютердің жалпы құрлымы қандай? 2.
Қазіргі кездегі компьютерлер архитектурасының принциптері? 3.
Компьютерлерді жіктеу тәсілдері. Атқаратын қызметі бойынша жіктеу қалай жүргізіледі? 4.
5.
Мини ЭЕМ деген не? Микро ЭЕМ ше? 6.
Дербес компьютерлер деген не? Оларды халқаралық сертификациялық стандарт бойынша жіктеу ерекшелігі. 7.
Мамандандырылған деңгейіне қарай жіктеу қалай жүргізіледі? Кӛлеміне байланысты жіктеу ше? Үйлесімділігіне қарай компьютерлер қалай жіктеледі? Программалық жабдықтамалар мен аппараттық жабдықтамалар арасындағы байланыстың диалектикалық сипатын қалай түсіндіруге болады? Әдебиеттер Нег: 1,2,3,4,6 Қос: 1,7. жүктеу/скачать 0,91 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|