I. kompьyuter. Ish tamoyillari va dasturlar haqida

I. KOMPЬYuTER. ISH TAMOYILLARI VA DASTURLAR HAQIDA ASOSIY TUSHUNCHALAR. KOMPЬYuTER TURLARI

1. KOMPЬYuTER HAQIDA UMUMIY TUSHUNCHA

KOMPЬYuTER (ingl. computer – hisoblagich, lat. computo - hisoblamoqdaman) – elektron shaklga ega turli ma’lumotlarni qabul qilish, yig’ish, saqlash, ularga ishlov berish, axborot¹ uzatish, hisoblar chiqarish, belgilar bilan manipulyatsiya qilish va shu kabi boshqa qobiliyatlarga ega bo’lib, o’z ishini maxsus yo’riqlar bilan ijro etadigan, ya’ni bajaradigan ishi dasturlanadigan, ushbu dastur vositasida hisoblar chiqarishning murakkab izchilligini qabul qilib, amalga oshiradigan ko’p funktsional elektron uskuna (mashina).

XX asrning 90- yillaridan e’tiboran "kompьyuter" atamasi o’z vaqtida "raqamli hisoblash mashinasi" (RHM) atamasi o’rniga qo’llanilib kelingan "elektron hisoblash mashinasi" (EHM) atamasini so’z boyligimizdan siqib chiqara boshladi. Tegishli davrlarda RHM (40 – 60- yillar) va EHM (60 – 90- yillar) atamalariga quyidagicha izoh berib o’tilgan:

Raqamli hisoblash mashinasi (RHM) – raqam va (yoki)
maxsus belgilar ko’rinishida ifodalangan

ma’lumotlarga avtomatik ravishda ishlov berish uchun mo’ljallangan hisoblash qurilmasi (asosan elektron qurilma). Elektron hisoblash mashinasi (EHM) – asosiy funktsional elementlari (mantiqiy, xotirada saqlash va indikatsiya elementlari) elektron asboblar asosida bajarilgan hisoblash mashinasi.

Mulohaza yuritilayotgan uchala atama tilimizda teng qimmatli ifodalar sanaladi. Aslida esa "kompьyuter" so’zi ingliz tilidagi computer ya’ni, hisoblagich so’zining transkriptsiyasidir. Ingliz tushunchasida "computer" so’zi nutqimizdagi "kompьyuter" so’ziga

¹ Axborot (lat. informatio – tushuntirish, bayon etish). Ushbu atamaning ibtidoiy ma’nosi – insonlar tomonidan og’zaki, yozma yoki boshqa usullar bilan (shartli signallar, texnik vositalar va shu kabilar yordamida) uzatiladigan ma’lumotlarni anglatadi. O’tgan XX asr o’rtalaridan e’tiboran esa bu atama umumilmiy mazmun kasb etib, o’z ichiga odamlar o’rtasida, inson bilan avtomat, avtomat bilan avtomat o’rtasida ma’lumotlar almashinishini, hayvonot olami va o’simliklar dunyosida kuzatiladigan signal almashuvlarni, hujayradan hujayraga, organizmdan organizmga muayyan alomatlar o’tishini (genetik axborotni) hamda kibernetikaga oid asosiy tushunchalardan birini mujassam etdi.

nisbatan ancha keng ma’no kasb etgan. Matematik hisob chiqarish qobiliyatiga ega har qanday qurilma, hattoki logarifmik jazval ham ingliz tilida kompьyuter deb ataladi. Ammo aksariyat hollarda bu tushuncha hisoblash mashinalarining jamiki turlari, jumladan analog va raqamli hisoblash mashinalarini o’ziga mujassam etgan.

Analog hisoblash mashinasi (AHM), uzluksiz o’zgaruvchi fizik kattaliklar (mashinaga oid o’zgaruvchan miqdorlar) bilan hal etilayotgan vazifaga oid tegishli o’zgaruvchan miqdorlarning analoglari o’rtasidagi muayyan nisbatlarni qayta ishlab chiqarish (modelini tuzish) uchun mo’ljallangan hisoblash qurilmasi. Mashinaga oid o’zgaruvchan miqdorlar sifatida elektr kuchlanish va toklar xizmat qiladigan, izlangan nisbatlar modeli esa elektr zanjirlarida ro’y beradigan fizik jarayonlar bilan tuziladigan elektron AHMlar keng tarqalgan.

Garchi kompьyuterlar avval boshdan faqat songa oid hisob amallarini bajarish uchun yaratilgan bo’lsa ham, keyinchalik ular axborotning boshqa turlariga ham ishlov berish qobiliyatiga ega bo’lishi mumkinligi ma’lum bo’ldi. Zero axborotning deyarli barcha turlarini raqamli shaklga aylantirish mumkin. Har qanday axborotga ishlov berilishi uchun kompьyuterlar axborotga raqamli shakl berish va aks holatga aylantirish vositalari bilan anjomlangan. SHu bois kompьyuter yordamida nafaqat songa oid hisob amallarini bajarish, balki matn, rasm, fotosurat, videotasvir va ovozga ishlov berish, ishlab chiqarish jarayoni va transport harakatini boshqarish, turlicha aloqa bog’lash mumkin. Zamonaviy kompьyuterlar bashariyat tomonidan qo’llaniladigan har qanday axborot turiga ishlov berishning universal vositalariga aylanib qoldi.

2. KOMPЬYuTER BAJARADIGAN ISH TAMOYILLARI

Ilk hisoblash mashinalarini yaratish mobaynida matematik Djon fon Neyman kompьyuterning asosiy konstruktsiyalarini tavsiflab o’tdi. Ushbu mo’’tabar zot dkon fon neyman tamoyillariga muvofiq, kompьyuter quyidagi qurilmalarga ega bo’lishi darkor:

arifmetik-mantiqiy qurilma (AMQ) – hisoblash amallari va mantiqiy operatsiyalarni bevosita amalga oshirish uchun;

boshqaruv qurilmasi – dasturlarni boshqarish jarayonini tashkillashtirish uchun;

xotirada saqlash qurilmasi² (yoki xotira qurilmasi) – dasturlar va axborotni saqlash uchun;

tashqi qurilmalar – axborotni kiritish va chiqarish uchun.

Aksariyat kompьyuterlar asosiy xususiyatlari bilan fon Neyman tamoyillariga mos keladi, biroq zamonaviy kompьyuterlarning tuzilish tartibi zikr etilgan klassik tuzilish tartibidan bir qadar farq qiladi. Jumladan, arifmetik-mantiqiy qurilma va boshqaruv qurilmasi, odatda, markaziy protsessorga birlashtirilmoqda. Tez ishlaydigan bir qator kompьyuterlar esa parallel ravishda, ma’lumotlarga bir nechta protsessorlarda ishlov berish qobiliyatiga ega.

Elektron ko’rinishga ega kompьyuter axboroti kompьyuter

xotirasi deb ataladigan turli-tuman xotira qurilmalarida
saqlanadi. Axborotni uzoq vaqt saqlash uchun ma’lumotlarni
kompьyuterga kiritish va kompьyuter bajargan ish natijasini
chiqarib olish uchun xizmat qiladigan kompьyuter xotirasining
doimiy tashuvchilaridan (ma’lumot tashigichlardan³)

foydalaniladi. Joriy fursatda amalga oshirilayotgan dasturlar va oraliq ma’lumotlarni saqlash uchun esa kompьyuterning doimiy

² Xotirada saqlash qurilmasi, kodlashtirilgan shaklda havola etilgan axborotni yozish, saqlash va chiqarib berish uchun mo’ljallangan qurilma bo’lib, hisoblash mashinalari, avtomatik boshqaruv, telemexanika, dastur vositasida boshqariladigan texnologik agregat kabilarda qo’llaniladi. Axborot tashuvchi vositalar sifatida magnit tasmalari va disklaridan, optik disklar, ferrit o’zaklar, ingichka magnit plyonkalari va shu kabilardan foydalaniladi. Xotirada saqlash qurilmasining asosiy parametrlari jumlasiga hajm (bir vaqtda saqlanadigan axborot miqdori – bir necha o’nlab baytdan bir necha yuzlab Mbaytgacha) va murojaat qilish vaqti (2 ta ketma-ket murojaatlar orasidagi minimal vaqt bir necha o’nlab ns dan bir necha ms gacha) kiradi

³ Ma’lumot tashigich, axborotlarga avtomatik ravishda va avtomatlashtirilgan tarzda ishlov berish tizimlariga axborot yozish va ushbu tizimlarda saqlash uchun qo’llaniladigan jismoniy jism yoki muhit. Ma’lumot tashuvchilar perfokarta va perfolenta, magnit tasmalari va disklari, optik disklar, fotoplastinka va fotoplyonkalar kabi ko’rinishlarda keng tarqalgan. Axborot bunday tashuvchilarga, ularning shakli, magnit, optik va boshqa xususiyatlarini o’zgartirish yo’li bilan yoziladi. Ma’lumot tashuvchilar tovush va videotasvir yozish tizimlari, EHM, axborot-qidiruv tizimlari, dastgoh-avtomatlar va shu kabilarda qo’llaniladi.

xotira tashuvchilariga nisbatan ancha tez ishlaydigan tezkor xotira qurilmasidan foydalaniladi.

Kompьyuterlarda "0" va "1" raqamlariga asoslangan ikkilik sanoq tizimi qo’llaniladi. Har qanday turga mansub axborot zikr etilgan ikkala raqamdan foydalanilgan tarzda kodlanishi va tezkor yoki doimiy xotira qurilmasiga joylanishi mumkin. Ikkilik sanoq tizimining qo’llanilishi kompьyuter tuzilishini maksimal darajada soddalashtirish imkonini beradi.

Ikkilik sanoq tamoyili ilk bor XVII asrda nemis matematigi Gotfrid Leybnits tomonidan ta’riflab berilgan.

Ikkilik raqamlarni ishoralash uchun ingliz tilidagi (binary digit — bit) "ikkilik raqam" ma’nosini anglatuvchi so’zlar birikmasi – "bit" atamasi qo’llaniladi. Axborotni uzatish va saqlash uchun sakkiz bitli kodlar, ya’ni baytlar (byte) qo’llaniladi. Sakkiz bitli 256 ta son mavjud bo’lib, jamiki milliy alifbolarning bosh va kichik harflari, raqamlar, tinish belgilari, axborot uzatilishida qo’llaniladigan ramz va xizmat kodlarini kodlash uchun yetarlidir.

Axborot miqdorining o’lchov birligi bayt sanaladi.

Bitta baytda alifboning bitta harfi yoki ikkita o’nli raqamni ifodalash uchun yetarlicha axborot mavjud. Kilobayt (Kbayt) 210 baytga teng = 1024 bayt, megabayt (1 Mbayt = 1024 Kbayt = 1048576 bayt), gigabayt (1 Gbayt = 1024 Mbayt = 1073741824 bayt). Zamonaviy axborot tashuvchilarning hajmi o’nlab gigabayt hajmga ega bo’lishi mumkin.

Kompьyuter ishi bir tomondan, apparat qurilmalari bilan ta’minlansa, ikkinchi tomondan, dasturlar bilan ta’minlanadi. Apparat ta’minoti o’z ichiga, kompьyuterning ichki komponentlarini (avvalambor integral mikrosxemalar, shu jumladan, protsessorlar hamda tizim va interfeys platalarni⁴) va tashqi qurilmalarni (monitor, printer, modemlar, akustik tizimlarni) mujassam etadi.

⁴ Plata (frants. plat – yassi), ustiga biror-bir radioelektron yoki elektrotexnik qurilmaning (yoki bunday qurilma uzelining) elektr va radio elementlarini o’rnatish va elektr jihatdan o’zaro ulash uchun mo’ljallangan, elektroizolyatsion materialdan tayyorlangan plastina. Uning muhim turlaridan biri – bosma plata sanaladi. Bosma plata, getinaks, tekstolit, kremniy va shu kabilardan tayyorlangan, ustiga o’rnatiladigan rezistor, diod, kondensator kabilarni ulash uchun metall bilan qoplangan yuzasiga muayyan usulda (misol uchun, foto-kimyoviy usulda) elektr o’tkazuvchi ingichka yo’laklar yuritiladigan plastina (yassi jism).

3. DASTURLAR

Dastavval dasturlarga oid asosiy tushunchalar bilan tanishib chiqamiz.