Hisoblash texnikasida axborotni qayta ishlashning arifmetik asoslari

Informatika fani. Jorj Fon Neyman prinsipi.
Insoniyat uzining tarixi mobaynida modda, kuvvat va axborotlarni uzlashtirib keldi. Insoniyatning rivojlanishda butun-butun boskichlar ushbu boskichning eng ilgor texnologiyasi nomi buyicha nomlanadi. Masalan, "tosh davri" - kurol yasash uchun toshga ishlov berish texnologiyasining boskichi, "bronza davri" - metallga ishlov berish texnologiyasini egallash boskichi, "kitob chop etish asri" - axborotni tarkatishning yangi usullarini egallash boskichlari, "elektr asri"- kuvvatning yangi turlarini uzlashtirish boskichlari shular jumlasidandir. Bundan yigirma - uttiz yil oldin "atom asri" boshlandi deyilgan bulsa, hozirgi kunda kuprok "axborot asri" va "ShAXSIY KOMPYuTER asri" xakida eshitish mumkin. ShAXSIY KOMPYUTER ishlab chikarishning usishi, axborot tarmoklarining rivojlanishi yangi axborot texnologiyalarining yaratilishi jamiyat xayotining barcha soxalarida, ya'ni ishlab chikarishda fanda ta'limda tibbiyotda va ?okazolarda axborotning tarkibiy kismlari paydo bulishi va rivojlanishiga olib keldi.
Informatika 60-yillarda Fransiyada elektron xisoblash mashinalari yordamida axborotni kayta ishlash bilan shug’ulanuvchi soxani ifodalovchi atama sifatida yuzaga keldi. Informatika atamasi lotincha informatio suzidan kelib chikkan bulib, tushuntirish, xabar berish, bayon etish ma'nolarini anglatadi. Ingliz tilida suzlashuvchi mamlakatlarda bu atamaga Computer science (kompyuter texnikasi hakidagi fan) sinonimi mos keladi.
Informatika inson faoliyatining mustakil sohasi sifatida ajralib chikishi birinchi navbatda kompyuter texnikasining rivojlanishi bilan bo?lik. Bunda asosiy xizmat mikroprosessor texnikasiga tug’ri keladi, uning paydo bulishi 70-yillar urtalarida ikkinchi elektron inkilobni boshlab berdi. Shu davrdan boshlab hisoblash mashinalarining element negizini integral chizma va mikroprosessorlar tashkil etdi. Informatika atamasi nafakat kompyuter texnikasi yutuklarini aks ettirish va foydalanish, balki axborotni uzatish va kayta ishlash jarayonlari bilan ham bog’lanadi.
Kompyuter - bu ixtiyoriy kurinishdagi axborotni avtomatik tarzda kayta ishlovchi kurilmadir. hozirgi kunda ularning hammasi elektron kompyuterlar ?isoblanadi. Informatikaning vujudga kelish tarixiga nazar tashlasak, dastlab mexanik kompyuterlar yaratilgan.
1642 yilda Blez Paskal kushish amalini mexanik ravishda amalga oshiruvchi kurilmani ixtiro kildi, 1673 yilda esa Gotfrid Vilgelm Leybnis turtala arifmetik amalni bajaruvchi mexanik kurilma arifmometrni kostruksiyasini yaratdi. XIX asrdan boshlab arifmometrlar juda keng masshtabda kullanila boshlandi. Bu kurilmada uta murakkab hisoblashlar xam amalga oshirilar edi, xattoki usha vaktda "hisoblovchi - inson" deb nom olgan maxsus kasb ham mavjud edi. Bu kasb egasi berilgan instruksiya asosida topshirilgan vazifani arifmometr yordamida anik va tez amalga oshirar edi. Lekin ayrim hisoblashlarning uta murakkabligi ulardan olinadigan natija uchun sarflanadigan vaktning sekinlashuviga sabab bulgan. Bunday hisoblashlar uchun xaftalab, oylab vakt sarflanar edi. Buning asosiy sababi, bu kurinishdagi hisoblashlarni amalga oshirish va natijalarni yozib borishni inson uzi bajarayotganligidir.
1833 yilga kelib ingliz matematigi Charlz Bebbidj insonning aralashuvisiz, mustakil ravishda ?isoblashni amalga oshiruvchi universal ?isoblash kurilmasi - "analitik mashina"ning proektini yaratdi. Lekin, Bebbidj bu ishini oxiriga yetkaza olmagan bulsada, uning fikrlarini asos kilib olib, 1941 yilda nemes injeneri Kondrat Suze tomonidan analitik mashina yaratildi. 1943 yildan boshlab esa Amerikalik Djon Mochli va Prespera Ekerta ra?barliklari ostida dastlabki elektron lampali mashinalarning ixtirolari amalga oshirila boshlandi.
Keyinrok Mochli va Ekerta dasturni uz xotirasida saklaydigan yangi mashinaning konstruksiyasi ustida ish olib bordilar va bu ishga mash?ur matematik Jorj fon Neymanni ham hamkorlikka chakirdilar.
Birinchi elektron kompyuterlar AKShning Pensilvaniya universitetida 1946 yilda yaratilgan. Bu kompyuter ENIAC nomi bilan mash?ur bulldi, uning ?ajmi juda katta bulib, oGirligi 30 tonna edi, ENIAC 18000 elektron lampadan iborot va 500 amalni 1 sek.da bajarardi. (1940-1955y) Tarkibi elektron lampalardan iborot bulgan barcha ShAXSIY KOMPYuTERlar - birinchi avlod mashinalari deb nomlangan.
1955 yildan boshlab ikkinchi avlod ShAXSIY KOMPYuTERlari paydo bula boshladi. Ulardan elektron lampalar urniga yarim utkazgichlar - tranzistorlar bilan almashtirilgan. Yangi avlod ShAXSIY KOMPYuTERlarining avvalgisidan afzalligi ulchovi kichik, elektr energiyasini kamrok talab kilganligidir.
Ammo, zamonaviy ShAXSIY KOMPYuTER arxitekturasi deb ataluvchi SHAXSIY KOMPYUTER tuzilishining asosiy prinsiplari karor topguncha bir necha yillar utdi.

Bu prinsiplar buyuk matematik Jorj Fon Neyman tomonidan 1946 yilda asoslab berildi. Uning fikricha markaziy prosessor xotirada saklanayotgan dasturni boshkaradi. U ikki kismdan iborat buladi:

1. boshkaruv kurilmasi, ya'ni dastur buyruklarini kabul kiluvchi va ularning bajarilishini ta'minlovchi;
2. arifmetik-mantikiy kurilma, fakat ?isoblashlar uchun muljallangan.
Undan tashkari "tezkor xotira" - doimiy saklovchilardan markaziy pro­ses­sor­ga borish va kaytish yulida oralik ma'lumotlarni saklash uchun foydalaniladi. Bu oralik ma'lumotlarni saklovchi kurilma (bufer) operativ xotira deb ataladi. ?uddi shunda fon Neyman kompyuterning asosiy funksional ishlash prinsiplarini tavsif­lab bergan.
SHAXSIY KOMPYUTER avlodlari almashuvi hakida ma'lumotnoma
1-avlod (1950 yillar boshida). Element bazasi elektron chiroklar. ShAXSIY KOMPYuTER katta hajmi, kup elektr kuvvati iste'mol etishi, kam ?arakatchanligi, kam ishonchliligi, kodlarda dasturlanishi bilan ajralib turgan.
2-avlod (1950 yillar oxiridan). Element bazasi yarim utkazgichli elementlar. Oldingi avlod ShAXSIY KOMPYuTERga nisbatan barcha texnik xususiyatlari yaxshilangan. Dasturlashtirish uchun algoritmik tildan foydalanilgan.
3-avlod (1960 yillar boshi). Element baza-integral chizmalar. ShAXSIY KOMPYuTER hajminng keskin kichrayishi, ishonchliligining ortishi, samaradorligini ortishi. Ma'lum masofadagi terminallardan alo?ida bulish.
4-avlod (1970 yillar urtalaridan). Element bazasi- mikroprosessorlar, katta integral chizmalar. Texnik xususiyatlari yaxshilangan. Shaxsiy kompyuterlarning ommaviy chikarilishi. Rivojlanish yunalishi; yukori ishlab chikarish kuvvatiga ega kudratli kup prosessorli hisoblash tizimlari arzon mikro ShAXSIY KOMPYuTERlarni yaratish.
5-Avlod (1980 yillar urtalaridan). Intellektual kompyuterlar ishlab chikarila boshlandi.