Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti mustaqil ish


Download 183.93 Kb.
bet1/2
Sana03.12.2020
Hajmi183.93 Kb.
#158340
  1   2
Bog'liq
010-18 Qurbonov Shoxboz Kompyuter


O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

MUSTAQIL ISH



Mavzu: Kompyuter arxitekturasi asoslari

Guruh:010-18

Bajardi: Qurbonov Sh.I.

Mavzu: Kompyuter arxitekturasi asoslari.


Reja


1.1-mavzu: Iqtisodiy informatikaning nazariy asoslari

1.2-mavzu: Axborotni qayta ishlashning texnik vositalari

1.3-mavzu: Tizimli dasturiy ta'minot

1.4-mavzu: Xizmat dasturlari va algoritmlashtirish asoslari

Kompyuter arxitekturasi asoslari.
Hisoblashning rivojlanishi bilan va dasturiy vositalar har qanday kompyuter hisoblash tizimi sifatida qaralishni boshladi, bu ikkita kontseptual ravishda birlashtirilgan qismlarning kombinatsiyasi: apparat va dasturiy ta'minot... Hisoblash tizimining funktsional imkoniyatlari bilan bog'liq bo'lgan "kompyuter arxitekturasi" tushunchasi paydo bo'ldi, uni foydalanuvchi o'z muammolarini hal qilishda tizimdan samarali foydalanish uchun bilishi kerak.

Kompyuter arxitekturasi Bu hisoblash tizimini tashkil etish printsiplarini, kompyuterning asosiy qismlarining tarkibi, tartibini va o'zaro ta'sirini belgilaydigan modelmifunktsionallik, foydalanish qulayligi, xarajat, ishonchlilik.

Har qanday kompyuter, shu jumladan shaxsiy kompyuter, o'z funktsiyalarini bajarish uchun minimal funktsional bloklar to'plamiga ega bo'lishi kerak. Bu arifmetikani bajarish uchun blok va mantiqiy operatsiyalar; axborotni (xotira) yoki saqlash moslamasini saqlash uchun blok; dastlabki ma'lumotlarni kiritish va natijalarni chiqarish uchun qurilmalar. Ushbu qurilmalarning barchasi bir vaqtning o'zida kerakli harakatlarni bajarishi kerakligi sababli ularni boshqarish kerak. Shuning uchun, har qanday kompyuterning tuzilishida, shuningdek, boshqarish moslamasi bo'lishi kerak.

Yuqoridagi barcha bloklar, xotira qurilmasida (ichki va tashqi) ikkita daraja ajratilishini hisobga olgan holda, yarim asrdan ko'proq vaqt davomida kompyuterlarning asosi bo'lgan kompyuterning klassik Vonneumann tuzilishi tarkibiga to'liq mos keladi (4.1-rasm).

Shakl: 4.1.

qalin o'qlar - ma'lumot uzatish; ingichka o'qlar - boshqaruv signallarini uzatish; ALU - arifmetik va mantiqiy amallarni bajarish uchun blok; ZU - saqlash qurilmasi; UU - boshqarish moslamasi; Uvv - ma'lumot kiritish moslamasi; Afsuski - axborot chiqarish moslamasi



Kompyuter tuzilishi kompyuterning funktsional elementlari to'plamini va ular orasidagi aloqalarni o'rnatish usulini belgilaydi. Zamonaviy kompyuterlarda arifmetik va mantiqiy amallarni bajarish uchun moslama va boshqarish moslamasi markaziy protsessorga birlashtirilgan. Birinchi avlod kompyuterlarida mavjud bo'lgan kirish-chiqarish moslamalarining cheklangan to'plami o'rniga zamonaviy mashinalarda katta miqdordagi asbob-uskunalar mavjud (magnit, optik va magneto-optik disklar, skanerlar, klaviatura, sichqoncha, joystik, printerlar, plotterlar, plotterlar). Saqlash iyerarxiyasi bundan ham ko'proq darajalar bilan ifodalanadi.

Uskuna (apparat ) - kompyuterning ishlashida ishlatiladigan va bir-biri bilan o'zaro aloqada bo'lgan texnik vositalar to'plami.

Strukturaviy ravishda uskuna zamonaviy kompyuter, shu jumladan shaxsiy kompyuter, ikkita asosiy qismdan iborat: markaziy va periferik. Markaziy qism odatda markaziy protsessor va asosiy xotirani o'z ichiga oladi, chunki ularning asosida printsip amalga oshiriladi dasturni boshqarish.



Markaziy protsessor ma'lumotlarni qayta ishlash protseduralarining bajarilishini va ushbu jarayonning dasturiy ta'minotini ta'minlaydi. U arifmetik mantiqiy birlikni, boshqaruv blokini va o'z saqlash moslamalarini (registrlar, kesh xotirasi) o'z ichiga oladi.

Arifmetik mantiqiy birlik (ALU) - protsessorning ma'lumotlar konversion protseduralarini ta'minlovchi qismi.

Qurilmani boshqarish (UU) - ma'lumotlarni qayta ishlash jarayonini boshqarishni ta'minlaydigan protsessorning bir qismi.

UU asosiy xotiradan buyruqlarni tanlaydi, buyruq turini sharhlaydi va kerakli ALU sxemasini ishga tushiradi.



Protsessor xotirasi - ma'lumotlarni saqlashni ta'minlaydigan qurilmalar.

Asosiy xotira Kompyuter operatsion va doimiy xotirani o'z ichiga oladi.

Operativ xotira - dasturni bajarish paytida buyruqlar va ma'lumotlarni vaqtincha saqlashni ta'minlaydigan qurilma.

Doimiy xotira - doimiy saqlash va kompyuterning ishlashi uchun muhim bo'lgan ma'lumotlarni o'qish qobiliyatini ta'minlovchi qurilma.

Asosiy xotira va protsessorni saqlash qurilmalari tegishli ichki saqlash qurilmalari. Ular to'g'ridan-to'g'ri protsessor bilan o'zaro ta'sir qiladi, yuqori tezlik va nisbatan kichik quvvatga ega.

Boshqa barcha kompyuter qurilmalari periferik qismga tegishli va ular deyiladi tashqi yoki atrof-muhit. Tashqi qurilmalar I / U qurilmalari va tashqi xotira qurilmalari deb tasniflanadi.

Kirish-chiqarish qurilmalari markaziy kompyuter qurilmalaridan dastlabki ma'lumotlarni kiritishni va natijalarni chiqarishni ta'minlash.

Tashqi saqlash moslamalari (VCU) katta quvvatga ega va nisbatan past tezlikka ega. Bularga magnit disklar (LMD), magnit lentali disklar (LMD), optik disklar (ODS), flesh-disklar kiradi.

Bitta kompyuterni birliklardan bir necha yuz tashqi qurilmalarga qadar ishlatish mumkin. Ushbu qurilmalarning tarkibi, qoida tariqasida, o'zgaruvchan va ma'lum bir kompyuterda echilgan vazifalar tarkibi bilan belgilanadi. Shuning uchun, aytish odatiy holdir kompyuter konfiguratsiyasi haqida , ushbu muddat bilan ularning xususiyatlarini hisobga olgan holda uning qurilmalarining o'ziga xos tarkibini tushunish.

Periferik qurilmalardan kompyuter yadrosiga ma'lumot uzatish deyiladi deb qabul qilingan kirish jarayoni. Axborotni kompyuter yadrosidan periferik qurilmalarga uzatish deyiladi chiqish jarayoni.

Ba'zan periferik qurilmalar tizim atrof-muhitga bo'linadi, ularsiz kompyuter to'liq ishlay olmaydi va qo'shimcha qurilmalar. Tizimning qo'shimcha qurilmalariga klaviatura, monitor, qattiq disk drayveri, printer kiradi. Qo'shimcha - axborotni kiritish va chiqarish uchun turli xil qurilmalar, tashqi muhit bilan aloqa qilish uchun vositalar, multimedia ma'lumotlarini qayta ishlash uchun.

Yuqori samarali kompyuterlarning tarkibiga quyidagilar kiradi kirish-chiqarish kanallari - markaziy protsessor, tasodifiy kirish xotirasi va kirish-chiqarish qurilmalari o'rtasida ma'lumotlar almashinuvini ta'minlaydigan qurilmalar to'plami.

Kanallar markaziy protsessor bilan parallel ravishda ishlashi mumkin. Ularning asosiy maqsadi - olib tashlash markaziy protsessor tashqi qurilmalar bilan ma'lumotlar almashinuvini boshqarish funktsiyalarining bir qismi.

Kompyuterdan foydalanish samaradorligi uning qurilmalarining tarkibi va xususiyatlari bilan emas, balki ularni tashkil etish usuli bilan ham belgilanadi. birgalikda ishlash... Kompyuter komponentlarini ulash yordamida amalga oshiriladi interfeyslar - qurilmalar o'rtasida ma'lumot almashish uchun standartlashtirilgan apparat va dasturiy ta'minot to'plami. Ma'lumotlarni kodlashning bir xil usullaridan foydalanish, ulanish elementlarini standartlashtirish interfeyslarni qurish uchun asosdir. Standart interfeyslarning mavjudligi, ularning xususiyatlaridan qat'i nazar, qurilmalar o'rtasida ma'lumot uzatishni birlashtirishga imkon beradi.

Turli xil tuzilmalar kompyuterlarning turli sinflari uchun ishlatiladi. Odatda yuqori unumli kompyuterlarda bir necha darajadagi interfeyslarga va I / U kanallariga ega bo'lgan ierarxik strukturadan foydalaniladi. Kompyuter ko'pincha tizim shinasi deb nomlangan tuzilmani ishlatadi tizim avtobusi, bu ma'lumotlar uzatish, ma'lumotlar manzillari va boshqarish signallarini ta'minlaydigan funktsional birlashtirilgan simlar tizimi (4.2-rasm).



Ma'lumot uzatish uchun mo'ljallangan tizim shinasidagi simlarning soni deyiladi avtobus kengligi. Avtobus kengligi bir vaqtning o'zida avtobusda uzatilgan bit sonini aniqlaydi. Manzilni uzatish uchun simlarning soni qancha ekanligini aniqlaydi tasodifiy kirish xotirasi murojaat qilish mumkin.

Uskuna platformasi - aniq dasturlarning ishlashi uchun muhitni belgilaydigan texnik vositalar to'plami. Uskuna platformasining asosini tizim (anakart) platasi va ishlatilgan protsessor turlarining kombinatsiyasi tashkil etadi.



Shakl: 4.2.

CPU - Markaziy protsessor; RAM - tezkor kirish xotirasi; ROM - faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira; Nazoratchi - boshqarish moslamasi periferik qurilma



  •  1946 yilda asosiy qurilmalar tarkibi va kompyuter bilan ishlash tamoyillarini asoslab bergan amerikalik olim J. fon Neyman (1903-1957) nomi bilan.

Axborotni qayta ishlashning texnik vositalari

Kompyuter arxitekturasi

Kompyuterning arxitekturasi ikkala kompyuter tarkibini aks ettiruvchi strukturani va dasturiy ta'minotni va matematik ta'minotni o'z ichiga oladi. Kompyuterning tuzilishi - bu elementlar va ular orasidagi bog'lanishlar to'plami. Barcha zamonaviy kompyuterlar qurilishining asosiy printsipi dasturiy ta'minotni boshqarishdir.

Kompyuter arxitekturasi nazariyasining asoslarini Jon fon Neyman yaratgan. Ushbu tamoyillarning kombinatsiyasi klassik (fon Neyman) kompyuter arxitekturasini vujudga keltirdi.

Fon Neyman nafaqat kompyuterning mantiqiy qurilmasining asosiy tamoyillarini ilgari surdi, balki uning 1-rasmda ko'rsatilgan tuzilishini ham taklif qildi.




Shakl: 1.

Fon Neymanning pozitsiyalari:

  1. Kompyuter bir nechta asosiy qurilmalardan (arifmetik mantiqiy moslama, boshqarish moslamasi, xotira, tashqi xotira, kirish va chiqish qurilmalari) iborat.

  2. Arifmetik mantiqiy birlik - xotirada saqlangan ma'lumotlarni qayta ishlash uchun zarur bo'lgan mantiqiy va arifmetik amallarni bajaradi.

  3. Boshqarish moslamasi - barcha kompyuter qurilmalarini boshqarish va nazorat qilishni ta'minlaydi (boshqaruv signallari nuqta o'qlari bilan ko'rsatiladi).

  4. Xotirada saqlanadigan ma'lumotlar ikkilik shaklda.

  5. Kompyuterning ishlashini boshqaruvchi dastur va ma'lumotlar bir xil saqlash moslamasida saqlanadi.

  6. Axborotni kiritish va chiqarish uchun kirish va chiqarish moslamalari ishlatiladi.

Eng muhim printsiplardan biri - saqlanadigan dasturning printsipi - dasturni dastlabki ma'lumot qo'yilgandek, xuddi shu tarzda mashinaning xotirasiga kiritishni talab qiladi.

Arifmetik mantiqiy birlik va boshqaruv birligi zamonaviy kompyuterlar kompyuter protsessorini shakllantirish. Bir yoki bir nechta yirik integral mikrosxemalardan tashkil topgan protsessor mikroprotsessor yoki mikroprotsessor to'plami deb ataladi.

Protsessor - bu ma'lumotlarni qayta ishlash va boshqa birliklarning ishlashini boshqarish uchun asosiy operatsiyalarni bajaradigan kompyuterning funktsional qismi. Protsessor - bu xotiradan va tashqi qurilmalardan keladigan ma'lumotlarning konvertori.

Xotira qurilmalari dastlabki va oraliq ma'lumotlarni, hisoblash natijalarini va dasturlarni saqlashni ta'minlaydi. Ular quyidagilarni o'z ichiga oladi: tezkor xotira (operativ xotira), tezkor operativ xotira), faqat o'qish uchun xotira (ROM) va tashqi (OVC) saqlash qurilmalari.

Operatsion xotira kompyuter bevosita ishlaydigan ma'lumotlarni saqlaydi berilgan vaqt (operatsion tizimning rezident qismi, dastur dasturi, qayta ishlangan ma'lumotlar). Operativ xotirada protsessor tomonidan tez-tez ishlatiladigan ma'lumotlar mavjud. Faqat RAM va RAMda saqlanadigan ma'lumotlar to'g'ridan-to'g'ri protsessorga mavjud.

Tashqi saqlash moslamalari (kabi magnit disklar qattiq disk yoki qattiq disk) hajmi RAMdan ancha kattaroq, ammo kirish imkoniyati ancha sekinroq uzoq muddatli saqlash katta hajmdagi ma'lumotlar. Masalan, operatsion tizim (OS) qattiq diskda saqlanadi, ammo kompyuter ishga tushganda, operatsion tizimning doimiy qismi operativ xotiraga yuklanadi va kompyuter tugaguniga qadar u erda qoladi.

ROM (faqat o'qiladigan xotira) va EPROM (faqat o'qiladigan xotira) uni ishlab chiqarish paytida u erda yozilgan ma'lumotlarni doimiy saqlash uchun mo'ljallangan, masalan, BIOS uchun PROM.

Masalan, klaviatura kirish moslamasi sifatida xizmat qiladi. Chiqish moslamasi sifatida - displey, printer va boshqalar.

Fon Neyman sxemasi bo'yicha qurilgan kompyuterda buyruqlar xotiradan ketma-ket o'qiladi va bajariladi. Dasturning navbatdagi buyrug'i olinadigan keyingi xotira yacheykasining raqami (manzili) maxsus moslama - boshqaruv moslamasidagi buyruq hisoblagichi orqali ko'rsatiladi.

KOMPYUTERLARNING QURILISH VA ARXITEKTURA PRINSIPLARI.

Kompyuterning ishlash printsipi.

kompyuter - agregat texnik qurilmalar kerakli algoritmga muvofiq diskret xabarlarni avtomatlashtirilgan tarzda qayta ishlashga mo'ljallangan.

Ma'lumotlarni qayta ishlash jarayonini avtomatlashtirish g'oyasi kompyuterning ishlash printsipiga kiritilgan. Shakl. 1.1 mavhum kompyuterning blok-sxemasini ko'rsatadi. Bu kompyuterning asosiy funktsional qismlarining tarkibi, tartibi va o'zaro ta'sir tamoyillarini namoyish etadi.

Har qanday kompyuterda quyidagi asosiy qurilmalar mavjud:

Arifmetik-mantiqiy (ALU);



Dasturiy ta'minotning asosiy tarkibiy qismlari boshqa kurslarda batafsil yoritilgan va bu erda yoritilmagan. Operatsion tizimda bir nechta eslatmalar.

Operatsion tizim barcha kompyuter resurslaridan foydalanish va boshqarishni optimal rejalashtirish orqali foydalanuvchi vazifalarini amalga oshirish uchun hisoblash jarayonini tashkil etadigan dasturiy ta'minot va zaruriy komplekslar majmuasini chaqiramiz.

Bu OSning eng umumiy va to'liq ta'rifi. Bu kompyuterni foydalanuvchi nuqtai nazaridan virtual ko'p darajali tizim sifatida namoyish etishga imkon beradi (1.6-rasm).

1 - foydalanuvchi virtual tizimi;

2 - tashqi kengaytirilgan mashina;

3 - ichki kengaytirilgan mashina.

a - uskunalar;

b - OSning asosiy funktsiyalari;

c - asosiy OS funktsiyalari;

d - jarayon qatlami;

elektron ishni boshqarish tili va algoritmik tillar.

Birinchi marta Dekstra tomonidan 1968 yilda taklif qilingan. "Ko'p dasturlash tizimlarining tuzilishi" asarida. In hisoblash tizimining vakili asosida ierarxik moslik bilan joylashtirilgan virtual mashinalar shaklida.

Eng kichik qatlam fizik mashinadir va mikroprogram yoki elektron boshqaruv tamoyillariga asoslangan apparatda amalga oshiriladi. Har bir keyingi daraja OS va umumiy dasturiy ta'minot orqali yangi xususiyatlarni taqdim etadi. Eng past darajada mikro operatsiyalarni amalga oshirish uchun vositalar mavjud. Har bir keyingi darajani boshqarish vositalari va funktsiyalari ko'rib chiqilayotgan darajalarga nisbatan quyi darajadagi vositalar va funktsiyalardan shakllanadi. Har bir daraja amalga oshirilgan nazoratning davomiyligi va boshqariladigan mablag'larni qoplashning ma'lum kengligi bilan tavsiflanadi. Boshqaruvning eng yuqori darajalari boshqaruv moslamasining dasturiy ta'minotining davomi bo'lgan va foydalanuvchi va kompyuter o'rtasida interfeysni tashkil etadigan OS tarkibiy qismlari tomonidan amalga oshiriladi.

Rivojlanish darajasi bo'yicha ba'zi zamonaviy operatsion tizimlar operator funktsiyalarini avtomatlashtirish qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli ularni sun'iy intellekt deb tasniflash mumkin.

Ko'p darajali kontseptsiyani amalda qo'llash virtual tizim: samolyotning ishlash jarayoni va uning asosiy tarkibiy qismlarining tavsifini soddalashtirish va rasmiylashtirish.

Kundalik darajada "me'morchilik" atamasi ko'pchilik odamlar uchun turli xil binolar va boshqa muhandislik inshootlari bilan chambarchas bog'liqdir. Shunday qilib, biz Gothic sobori, Eyfel minorasi yoki opera teatri arxitekturasi haqida gaplashishimiz mumkin. Boshqa sohalarda bu atama juda kamdan-kam qo'llaniladi, ammo kompyuterlar uchun "kompyuter arxitekturasi" (elektron hisoblash mashinasi) tushunchasi o'tgan asrning 70-yillaridan beri mustahkam o'rnashgan va keng qo'llanilgan. Dasturlar va skriptlar kompyuterda qanday bajarilishini tushunish uchun avval uning har bir tarkibiy qismi qanday ishlashini bilishingiz kerak. Darsda muhokama qilinadigan kompyuterlar arxitekturasi doktrinasining asoslarini Jon fon Neyman yaratgan. Mantiqiy tugunlar, shuningdek zamonaviy arxitekturaning magistral modulli printsipi haqida batafsilroq shaxsiy kompyuterlar ushbu darsda o'rganish mumkin.

EHMlar arxitekturasi asosidagi printsiplarni 1945 yilda Charlz Babbijning g'oyalarini ishlab chiqqan Jon Von Neyman shakllantirdi, u kompyuter ishini qurilmalar to'plamining ishi sifatida namoyish etdi: ishlov berish, boshqarish, xotira, kirish-chiqarish.

Fon Neyman printsiplari.

1. Xotiraning bir xilligi printsipi. Ma'lumotlar kabi buyruqlar ustida bir xil amallarni bajarishingiz mumkin.

2. Xotiraning manzilliligi printsipi. Asosiy xotira tizimli ravishda raqamlangan hujayralardan iborat; har qanday hujayra istalgan vaqtda protsessor uchun mavjud. Demak, xotira maydonlariga nomlar berish mumkin, shunda ularda saqlanadigan qiymatlarga keyinchalik kirish yoki tayinlangan nomlar yordamida dasturni bajarish paytida o'zgartirish mumkin.

3. Dasturni ketma-ket boshqarish printsipi. Dastur ma'lum bir ketma-ketlikda avtomatik ravishda protsessor tomonidan bajariladigan ko'rsatmalar to'plamidan iborat deb taxmin qiladi.

4. Arxitektura qat'iyligi printsipi. Topologiya, arxitektura, buyruqlar ro'yxati ishlashi paytida o'zgarmaslik.

Fon Neyman printsiplari asosida qurilgan kompyuterlar klassik me'morchilikka ega, ammo bundan tashqari me'morchilikning boshqa turlari ham mavjud. Masalan, Garvard. Uning o'ziga xos xususiyatlari:



  • ko'rsatmalar do'koni va ma'lumotlar do'koni turli xil jismoniy qurilmalar;

  • ko'rsatma kanali va ma'lumotlar kanali ham jismonan ajratilgan.

Kompyuter texnologiyalarining rivojlanish tarixida sifatli sakrash taxminan har 10 yilda sodir bo'lgan. Bunday sakrash yangi avlod kompyuterlarining paydo bo'lishi bilan bog'liq. Mashinalarni ajratish g'oyasi qisqa rivojlanish tarixi davomida kompyuter texnikasi elementlar bazasi (lampalar, tranzistorlar, mikrosxemalar va boshqalar) jihatidan ham katta evolyutsiyani boshdan kechirganligi sababli va uning tuzilishini o'zgartirish, yangi imkoniyatlarning paydo bo'lishi, maydonlarning kengayishi tufayli paydo bo'ldi. qo'llanilishi va foydalanish xususiyati. Batafsil ma'lumot kompyuterni rivojlantirish bosqichlari rasmda ko'rsatilgan. 2. Bir avlod qanday qilib va \u200b\u200bnima uchun boshqasini almashtirganini tushunish uchun xotira, tezlik, integratsiya darajasi va boshqalar kabi tushunchalarning ma'nosini bilish kerak.



Download 183.93 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling