2- mavzu: Zamonaviy kompyuterlar va ularning arxitekturasi

2- Mavzu: Zamonaviy kompyuterlar va ularning arxitekturasi

Reja:
1. Zamonaviy kompyuterlarning tarixi
2. Kompyuterlarni sinflash
3. Kompyuterning ishlash printsipi va tashkil etuvchilari
4. Kompyuter haqida umumiy ma’lumot.
5. Shaxsiy kompyuterlarning tuzilishi. Xotira turlari.
6. Klaviatura va sichqoncha.
7. Shaxsiy kompyuterlarning qoʻshimcha qurilmalari.


Tayanch soʻz va iboralar: Klaviatura, monitor, sichqoncha, printer, modem, tizimli blok, operativ xotira, Perfokarta, klaviatura, monitor, operativ xotira, EHM avlodlari, mantiqiy amal, kompyuter arxitekturasi, xotira, protsessor, multimedia.


1. Zamonaviy kompyuterlarning tarixi
Nemis olimi Vilgelm Shikard (1592-1636) tomonidan 1623-yilda ixtiro qilingan mexanik moslama mexanik hisoblash mashinalar davrini boshladi.
Bleyz Paskal 1642 yilda birinchi jamlovchi (qoʻshish va ayirish) mashinani yaratdi. 1673- yilda esa boshqa olim nemis Gotfrid Vilgelm Leybnits 4-arifmetik amalni bajaruvchi mashinani yaratdi. 1820 yilda Sharl de Kolmar tomonidan birinchi kalkulyator - ARIFMOMETR yaratildi.
1885 yilda amerikalik ixtirochi Uvilyam Barrouz klaviatura va qogʻozga pechatlash uskunalardan iborat arifmometrni yaratdi.
Universal avtomatik hisoblash mashinani yaratish gʻoyasi va loyihasi Kembridj universitetining professori Charlz Beybidjga (1792-1871) mansubdir. Uning loyihasi boʻyicha bu mashina xotira qismi, hisoblash qismi, boshqarish qismi va chiqarish qismiga ega boʻlishi shart edi.
Charlz Beybidjning analitik mashinasi 1888 yilda amerikalik injener German Xollerit birinchi elektromexanik hisoblash mashinani - tabulyatorni yaratdi. Ushbu mashina rele asosida ishlagan boʻlib, perfokartalarda yozilgan ma’lumotlar bilan ishlay olar edi.
1943 yilda Buyuk Britaniya maxfiy laboratoriyalarida Alan Tyuring boshchiligida elektron lampalarda ishlovchi Koloss nomli birinchi EHM yaratildi. 1944-yilda AQSHning harbiylari uchun amerikali injener Govard Eyken elektromexanik rele asosida ogʻirligi 35 tonnali EHM yaratdi.
1947-yilda Bell laboratoriya xodimlari V.Shokli, J.Bardini va V.Berteyn tomonidan birinchi tranzistor kashf etildi. 1948-yildan esa elektron lampalar oʻrniga kashf etilgan tranzistorlar qoʻllana boshlandi va shuning uchun 2-avlod EHM lari tranzistorli deb nomlangan. 1949-yilda Djey Forrester tomonidan magnitli xotira uskunalari yaratildi va shu yilda Kembridj universitetida birinchi xotiraga ega EDSAC nomli EHM yaratildi.
1959-yilda Robert Noys bitta plastinada bir nechta tranzistorlarni joylashtirib integral sxemalar yoki chiplarni yaratgan. 1968-yilda Burroughs firmasi tomonidan integral sxemalarda ishlaydigan birinchi kompyuter chiqarildi va shuning uchun uchinchi EHMlar avlodi katta integral sxemali deb nomlanadi.
1970-yildan boshlab Intel firmasi integral sxemalarni chiqara boshladi. Ushbu firmada ishlagan Marshian Edvard Xoff shu yilda mikroprosessorni kashf etgan (bitta kremniy chipda bir nechta integral sxemalarni joylashtirdi). Shu yildan boshlab mikroprosessorlarda ishlovchi turtinchi EHMlar avlodi boshlandi, ular kichik integral sxemali avlod deb nomlanadi.
1977-yilda Apple Computer firmasi tomonidan Apple-II nomli shaxsiy kompyuterlar ommaviy ravishda chiqarila boshlagan. 1980-yilda Osborne Computer firmasi birinchi portativ kompyuterlarni chiqara boshladi. 1981-yildan boshlab IBM (International Business Machines) firmasi tomonidan shaxsiy kompyuterlar seriyalab chiqara boshlandi va butun dunyoga sotila boshlandi.
EHMlarning beshinchi avlodi – (90-yillar) bilimlarni qayta ishlaydigan samarali tizimlarni qurishga imkon beradigan koʻplab oʻnlab parallel ishlaydigan mikroprosessorlardagi ShK; parallel-vektor tarkibli oʻta murakkab mikroprosessordagi ShK, ular bir vaqtning oʻzida dasturni oʻnglab ketma-ket koʻrsatmalarini bajaradi.
EHMlarning oltinchi avlodi – ommaviy parallelizmi va “neyron” strukturali optoelektron EHM - neyronli biologik tizimlarni arxitekturasini modellashtiruvchi koʻp sonli murakkab boʻlmagan mikroprosessorlarni taqsimlangan tarmoqli EHM.
2. Kompyuterlarni sinflash
Kompyuterlarni xotirasining hajmi, takt chastotasi(bir sekundda bajaradigan amallar tezligi), ma’lumotlarning razryad toʻrida (yacheykalarda) tasvirlanishiga qarab, besh guruhga boʻlish mumkin:
- super kompyuterlar;
- katta kompyuterlar;
- mini kompyuterlar;
- mikro kompyuterlar(shaxsiy kompyuterlar);
- bloknot va choʻntak kompyuterlari (notebook, netbook),
Super kompyuterlar (top 500 kompyuterlar) - juda katta tezlikni talab qiladigan va katta hajmdagi masalalarni yechish uchun moʻljallangan boʻladi. Bunday masalalar sifatida ob-havoni global, bashoratiga oid masalalarni, uch oʻlchovli fazoda turli oqimlarning kechishini oʻrganish masalalari, global informatsion tizimlar va hokazolarni keltirish mumkin. Bu kompyuterlar bir sekundda 10 trilliardlab amal bajaradi. Misol sifatida AQSH energetika vazirligining Sandia laboratoriyasida oʻrnatilgan 9472-prosessorli Intel ASCI Red kompyuterini keltirish mumkin. Xususan, bu kompyuter yadro sinovlarini va eskirayotgan yadro qurollarini modellashtirishda qoʻllaniladi.
Katta kompyuterlar (Manframe Computer) - fan va texnikaning turli sohalariga oid masalalarni yechishga moʻljallangan. Ularning amal bajarish tezligi va xotira hajmi superkompyuterlarnikiga qaraganda bir-ikki pogʻona past. Bularga misol sifatida AQSHning CRAY (krey), IBM 390, 4300, IBM ES/ 9000, Frantsiyaning Borrous 6000, Yaponiyaning M1800 rusumli kompyuterini misol qilib keltirish mumkin.
Minikompyuterlar (kichik kompyuterlar) hajmi va bajaradigan amallar tezligi jihatidan katta kompyuterlardan kamida bir pogʻona pastdir. Shuni aytish joizki, ularning gabariti (hajmi) tobora ixchamlashib, hatto shaxsiy kompyuterdek kichik joyni egallaydiganlari yaratilmoqda. Bunday kompyuterlar turkumiga ilk bor yaratilgan PDP-11 (programm Driver protsessor - dasturiy boshqaruv protsessori) turkumini, ilgari harbiy maqsadlar uchun ishlatilgan (maxfiy hisoblangan) VAX, SUN turkumli kompyuterlar, IBM 4381, Hewlett Packard firmasining HP 9000 va shu kabilar misol boʻla oladi. Shuni aytish joizki, minikompyuterlar oʻzlarining «katta ogʻalari» Manframe kompyuterlarni imkoniyatlari darajasiga koʻtarilib bormoqda.
Shaxsiy kompyuterlar hozirda korxonalar, muassasalar, oliy oʻquv yurtlarida keng tarqalgan boʻlib, ularning aksariyati IBM rusumiga mos kompyuterlardir.
Bugungi kunda pentium IV kompyuterlari ham jahon bozorida keng tarqalmoqda. IBM PC moslik kompyuterlarini yuzlab firmalar ishlab chiqarmoqda. Bular IBM, Compaq, Hewlett-Packard, Packard Bell, Toshiba, Apple, Siemens Nixdors, Acer, Olivetti, Gateway, SUN va boshqa firmalardir. Yuqorida nomlari zikr etilgan firmalar ishlab chiqargan kompyuterlar (bradename) - «Oq yasalgan», Janubiy-Sharqiy Osiyo mamlakatlarida: Malayziya, Xitoy, Tayland, Koreya va boshqa mamalakatlarda yuqorida nomlari keltirilgan firmalar litsenziyasi asosida ishlab chiqarilgan kompyuterlar «Sariq yasalgan» nomga ega. Firma nomlari koʻrsatilmagan kompyuterlar esa «nomsiz kompyuterlar» (noname) deb yuritiladi.
Notebook kompyuterlar(yozuv kitobchasi). Notebook kompyuterlar hajmi ancha ixcham boʻlib, ammo bajaradigan amallar soni, xotira hajmi shaxsiy kompyuterlar darajasiga koʻtarilib bormoqda. Ularning qulaylik tomonlaridan biri ham elektr energiyasidan va ichiga oʻrnatilgan batareyalarda ham uzluksiz (batareyani har safar almashtirmasdan) ishlash mumkinligidir.
Bunda batareya quvvati energiyaga ulanishi bilan oʻzi zaryad ola boshlaydi va u batareya bir necha yillarga moʻljallangan boʻladi. Hozirda bunday notebooklarni IBM, Compaq, Acer, Toshiba va boshqa firmalar ishlab chiqarmoqda. Tabiiyki, bunday kompyuterlar oʻz imkoniyatlari nuqtai nazaridan shaxsiy kompyuterlarga tenglashayotganini nazarda tutilsa, uning narxi baland boʻlishini sezish qiyin emas. Bundan tashqari, bunday rusumli kompyuterlar 8-10 yil mobaynida buzilmasdan ishlash qobiliyatiga ega. Ular shaxsiy kompyuterlar uchun yaratilgan amaliyot tizimlar MS DOS, qobiq dasturlar, Windows ning oxirgi lahjalarida va boshqa amaliyot tizimlar boshqaruvida ishlaydi.
3. Kompyuterning ishlash printsipi va tashkil etuvchilari
Ixtiyoriy kompyuterning ishlash printsipini birinchi boʻlib ingliz olimi Charlz Bebidj va uning gʻoyasini mukammallashgan koʻrinishini Djon Fon Neyman taklif qilgan. Uning printsipi dastur asosida boshqariladigan avtomatik ravishda ketma-ket ishlash gʻoyasidan iborat. hozirda koʻp rusumli kompyuterlar shu gʻoya asosida ishlaydi. Lekin keyingi paytlarda koʻp protsessorli kompyuterlar, yahni bir vaqtda dasturning boʻlaklarini ketma-ket emas, parallel bajaradigan kompyuterlar ham yaratilganligini eslatib oʻtish joizdir. shunday qilib, kompyuter avvaldan tuzilgan dastur asosida ishlaydi. Oʻz navbatida dastur qoʻyilgan masalani kompyuterda yechish uchun qandaydir dasturlash tilida yozilgan buyruqlar (operatorlar) ketma-ketligidir. Dasturlash tilida tuzilgan dasturlar maxsus tarjimon dasturlar yordamida kompyuter tiliga oʻtkaziladi. Kompyuter tili 0 va 1 lardan tashkil topgan, ma’lum qoidalar asosida yoziladigan ketma-ketliklardan iborat. Djon Fon Neyman printsipi boʻyicha avtomatik ravishda bajariladigan dastur avval kompyuterning xotirasiga kiritiladi (yuklanadi). Xotirada turgan dastur asosida dasturni tashkil etuvchi har bir operator ketma-ket bajariladi.
Boshqaruv qurilmasi deb ataluvchi maxsus qurilma hozir qanday operator bajarilishi va undan keyin qaysi operator bajarilishi ustidan nazorat oʻrnatadi va uni bajarilishini ta’minlaydi. Amal (arifmetik-mantiqiy) esa protsessor deb ataluvchi qurilmada bajariladi. Dastur ishlash natijasi toʻgʻridan-toʻgʻri ekranda yoki tashqi qurilma (chop qiluvchi mexanizm, grafik chizuvchi qurilma, video qurilma va boshqalar) deb ataluvchi qurilmada koʻrilishi mumkin.