Факультеті Бағдарламалық қамтамасыз ету
жүктеу/скачать 2,27 Mb.
|
5-Дарис консп
- Бұл бет үшін навигация:
- ДӘРІС КОНСПЕКТІЛЕРІ (ТЕЗИСТЕРІ)
- Жетісай, 2018
- 1-Дәріс Тақырыбы : Курстың мақсаты мен мәні. Компьютер архитектурасы және операциялық жүйелердің даму кезеңдері Жоспар
|
Ф-017/028 «Сырдария» университеті «Жаратылыстану және математика» факультеті «Бағдарламалық қамтамасыз ету» кафедрасы ДӘРІС КОНСПЕКТІЛЕРІ (ТЕЗИСТЕРІ)Модульдің коды, атауы: KAOzh – Компьютер архитектурасы және операциялық жүйелер Пәннің коды, атауы: KA2205 - Компьютер архитектурасы және операциялық жүйелер Жетісай, 2018 Құрастырған: аға оқытушы Алипбаев Т. Н. (оқытушының аты-жөні) Дәріс конспектілері (тезистері) кафедраның мәжілісінде талқыланған. хаттама №__ «___» _______ 2018 жыл Кафедра меңгерушісі, тех.ғ.к. __________ Кукеев Ж. С. (қолы) 1-Дәріс Тақырыбы: Курстың мақсаты мен мәні. Компьютер архитектурасы және операциялық жүйелердің даму кезеңдері Жоспар: Қазіргі заманғы компьютерлердің даму кезеңдері Операциялық жүйелердің құрамы және функциялары Операциялық жүйелердің даму бағыттары. Қазіргі заманғы компьютерлердің даму кезеңдері Ч. Баббедждің есептеу машинасы өз заманының техникалық даму дәрежесінен өмірге ертерек келген еді, сондықтан оның идеясы іске аспай қалды. Бұл идеяны 1890 жылы ағылшын инженері Голлерит қосу амалын орындайтын арнайы есептеу машинасын жасауға қолданды, бұл машина табулятор деп аталды. Табулятордың есептеуіштері мехиналық принцип бойынша жұмыс істегенімен, әлектронды импульс арқылы басқарылды. Бұл – есептеу техникасын жетілдіру саласындағы жаңа бағыт болды. 1944 жылы Айкеннің басшылығымен реле жүйесі негізіндегі алғашқы әлектронды – есептеу машинасы АҚШ – та пайда болды, ол «Марк – 1» деп аталды. Міне, содан бері адам баласы әр түрлі есептеу машиналарын ойлап шығарып, мыңдаған, миллиондаған амалдарды орындауды машиналардың міндетіне жүктеді. Америкадағы ИБМ фирмасы жасаған осы «Марк – 1» өз кезенің үлкен жетістігі саналды. өйткені оның барлық арифметикалық амалдарды қолданып есептеулер жүргізуге мүмкіндігі болды. Мысалы, ол 23 разрядты ондық сандарға арифметикалық амалдарды өте жылдам орындайтын қабілеттілігімен жұрт назарын өзіне аударды. Атап айтқанда, қосу амалын 0,3 секундта, көбейту амалын 6 секундта, бөлу амалын 11,4 секундта орындаса, sinx мәнін 60 секундта таба алады. Алайда бұл машина әлектронды релелі болғандықтан ұзақ өмір сүре алмады. Өйткені релелері жиі істен шығып, қайта – қайта жөндеуге мәжбүр етті. Көп кешікпей «Марк – I» – дің жетілдірілген түрі – «Марк – II» дүниеге келді. «Марк – II» машинасында 13000 реле қолданылды. Мұндай машинаны жасауда, реле схемаларын құрастыруда конструкторлар үлкен қиындықты бастан кешірді. Бұған себеп – схема жасау методикасы әлі де қалыптаса қойған жоқ еді. Осындай ірі мәселені шешуде американ ғалымы Шеннонның идеясы үлкен роль атқарды. Шеннон схемаларды тиімді, әрі үнемді етіп жасауда ағылшын математигі Джордж Бульдың (1815 – 1864) атына қойылған Буль алгебрасын қолдануды ұсынды. Дәл осы идеяны физик В. И. Шестаков та алға қойды. Сөйтіп, бір – біріне байланыссыз американ математигі Шеннон мен атақты физик В. И. Шестаковтың 1941 жылы релелі схемалар жасауда Буль алгебрасын пайдалану жөніндегі ұсыныстары негізінде біздің елде және АҚШ пен Англияда әлектрлі – механикалық релелі есептеу машиналарын жасау ісі қолға алынды. Бірақ бұл машиналардың құрылымы жан – жақты жетілдірілмеген болатын. Сондықтан да оны іле – шала әлектронды есептеу машинасы ығыстырды. Баббедждың доңғалағы мен Айкеннің релесін радио лампалар алмастырды. Өйткені әрбір жаңа машина реленің тиімсіздігін және жұмыс атқару қабілетінің нашар екендігін көрсетті. 1943 жылы американ инженер – конструкторлары Моли мен Әккерттің жобасы бойынша Пенсильван университетінде алғашқы әлектронды – есептеу машинасы – «ӘНИАК» (әлектрондық цифрлы есептеу интеграторы) жасалды. Бұл машинаның бұрынғы машинадан ерекшелігі механикалық реленің орнына әлектронды реленің қолданылуында. Әлектронды реле мен әлектронды лампалардың қолданылуы машинаның есепетеу жылдамдығы мен жұмыс істеу қабілетін арттырды. Мысалы, әлектрлі механикалық реле миллионға жуық рет қосылғанда, жұмыс атқару қабілетін жоятын болса, ал әлектронды реле бір секундта миллион рет қосыла алады. Құрылымы жағынан ерекшелігі көп деп отырған «ӘНИАК» - тің өзі 18000 әлектронды лампа мен 1500 әлектрлі – механикалық реледен тұрады. Бұл есептеу машинасының негізгі кемшілігі құрылымы өте күрделі әрі есеп шығаруға қолданылуы қиын болды. Өйткені программаны машинаға қолмен енгізді. Соған байланысты машинаның жылдамдығы үлкен болғанымен, оны есеп шығаруға дайындау жұмысы көп уақыт алды. Осы маңызды мәселені 1947 жылы Джон фон Нейман (Иоганн) (1903 – 1957) шешті. Ол айырым жасалған программа бойынша машина өзін – өзі басқару керек екендігін айтты. Соның нәтижесінде машинада басқару құрылғысы пайда болды. Алғашқы әлектронды – есептеу машинасы академик С. А. Лебедевтің (1902 – 1974) басшылығымен Украина Ғылым академиясының математика институтында 1950 жылы жасалды. Бұл машина «МӘСМ» (кіші әлектрондық есептеу машинасы) деп аталды. Бұл есептеу машинасы 1951 жылы бірінші рет Куйбышев – Москва әлектр әнергиясын беру жолының есеп жұмыстарына қолданылды. «МӘСМ» математикалық есептеу машинасын жасау саласындағы ізденістердің бастамасы болды. Бұдан кейінгі жылдарда еліміздің халық шаруашылығының әр түрлі салаларының мұқтажын қанағаттандыруға арналған әлектронды – есептеу машиналары шығарыла бастады. 1953 жылы С. А. Лебедевтің басшылығымен Ғылыми академиясының дәл есептеу механикасы және есептеу техникасы институтында «МӘСМ» - тің жетілдірілген түрі – БӘСМ (үлкен әлектронды есептеу машинасы) жасалып шығарылды. Бұл машина бір секундтың ішінде 8 – 10 мың арифметикалық амалды орындады. Көп ұзамай Ю. Я. Базилевскийдің басшылығымен универсалды әлектронды – есептеу машинасы «Стрела» өмірге жолдама алды. Бұдан кейін де бірнеше универсалды есептеу машиналары шығарылды. Олар – БӘСМ – 1, БӘСМ – 2, БӘСМ – 3, БӘСМ – 4, БӘСМ – 5, Ғылым академиясының корреспондент – мүшесі И. С. Бруктың басшылығымен жасалған М – 2, М – 3 машиналары, Б. И. Ромеевтің басшылығымен жасалған «Урал» машиналары және «Минск – I», «Минск – 2», «Минск – 22», «Минск – 32», М – 20, М – 220 және тағы басқалар. Бұл универсалды машиналардан басқа кішілеу машиналар да ойлап табылды. Олар: «Раздан – 2», «Раздан – 3», «НАИРИ», «МИР», «ДНЕПР – I», т. б. Мұндай әлектронды машиналардың есептеу жылдамдығы жоғары болғанымен көптеген кемшіліктері де болды. Оның басты кемшілігі – есептеу машинасының бір түріне арналып жасалған программаны басқа топтағыларға қолдануға келмеуінде еді. Екінші бір кемшілігі – бір топтағы машиналарға арналып жасалған тетіктер (бөлшектер) өзге топтағы машиналар үшін жарамады. Үшіншіден, математикалық жабдықтау (программамен қамтамасыз ету) жұмысы машиналардың өсу қарқынымен сәйкес келмеді. Былайша айтқанда, бір машинаны толық игеріп үлгергенше екінші түрдегі жетілдірілген машиналар жасалып жатты. Сондықтан машиналарды практикада қолданудан гөрі оларды үйрену жұмысына көп уақыт кетті. Операциялық жүйелердің құрамы және функциялары Операциялық жүйе ДӘЕМ-нің программалық құралдарының ажырамас бөлігі болып саналады. Әрбір адамға ӘЕМ-нің барлық құрылғыларын басқару мүмкіндігін беретін, сол себепті басқа программаларды аппаратурамен байланыс жасаудан босататын, компьютерде жұмыс істегісі келетін әрбір адамға өте қажет операциялық жүйенің, яғна системаның алатын орны ерекше болып есептеледі. Операциялық жүйе (ОЖ) – дегеніміз компьютер құрылғыларын қолданушы үшін ыңғайлы пайдалану мүмкіншіліктерін қамтамасыздандыруға арналып жазылған программа. Операциялық жүйе (ОЖ), жүйелік программалық қамтаманың негізгі құраушысы. ОЖ-ні құрған кезде, ОЖ-ні оңайлатудың маңызды әдісі болатын және олардың детальдарының таратылуын елемей, желінің жоғарғы деңгейдегі құрауыштарымен өзара әсерін бір жерге жинауға мүмкіншілік беретін абстракциялау тең қолданады. Бұл мағынада ОЖ қолданушы мен компьютер арасындағы интерфейсті көрсетеді. Операциялық жүйе екі негізгі қызметті орындайды: - барлық қолданбалы және жүйелік программалардың жұмыстарын қолдап, олардың бір – бірімен және аппараттық жабдықтармен байланыстарын қамтамасыз ету; - әрбір адамға ӘЕМ –ді жалпы басқару мүмкіндігін беру. ОЖ негізгі мақсаты – программалардың бір – бірімен және сыртқы құрылғылары мен әрекеттігін қамтамасыз ету, ӘЕМ –нің жадын бөлу, жұмыс кезінде туындайтын әртүрлі оқиғаларды анықтау, жұмыс нәтижелерін қағазға, әкранға шығару жолдарын ұйымдастыру, мәліметтерді сыртқы ортадан алу және беру т.б. ОЖ –нің негізгі ядросы машина іске қосылған сәттен бастап ӘЕМ –нің жадында болады. Машинаны жалпы басқару үшін ОЖ –нің командалық тілі пайдаланады, оның көмегімен адам дискіні белгілеу, мәліметтерді көшіру, кез келген әртүрлі әрекеттерді орындайды. Операциялық жүйелердің даму бағыттары. Microsoft корпорациясының ОЖ даярлау жолындағы келесі елеулі қадамы болып ондағы графикалық интерфейс қондырма программа күйінде емес, сол жүйенің ажырамас бөлігі болатын операциялық жүйені даярлау болып саналады. Осылайша Windows 95, Windows 98, және Windows NT операциялық жүйелері пайда болды. Қазіргі операциялық жүйелердің адамға беретін жеңілдіктері MS DOS жүйесінің мүмкіндіктеріне қарағанда өте жоғары, ал графиктік интерфейс солардың тек бір қыры ғана. Бұдан былай Windows жүйесі деген сөзді Windows 3.1х (кез-келген сан) және Windows 95 операциялық жүйелері деп ұққан жөн. Компьютердің жалпы құрылымында операциялық жүенің орналасуын келесі 1-суретте көрсетелік. Астында екі немесе оданда көп деңгейден тұратын аппаратты қамсыздандыру орналасқан. Ең төменгі деңгейде интегралды микро схемалардан, әлектронда-сәулелі трубкалардан, қоректену көздеріне тұратын физикалық жабдығы бар. Жоғарыда микроархитектуралық дейгей орналасқан. Осы деңгейде орталық процессордың ішкі регистрлеры, арифметика-логикалық жабдықтар орналасқан. 1-сурет. Компьютерлік жүйе аппаратты қамсыздандыру, жүйелік программалардан, және қосымшалардан тұрады.
Арифметика-логикалық жабдықтар өңделетін процесстік әр тактісінде регистрден бір немесе екі операнд таңдалады (мысалы, қосы немесе логикалық амалдар). Нәтиже бір немесе бірнеше регистрде сақталады. Кейдір машиналарда миктопрограммалар деп аталатын амалдар программалық қосымшаларда бақыланады. жүктеу/скачать 2,27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|