ДӘріс №3 дербес компьютердің базалық ҚҰрылымы. ЖҮйелік блоктың ішкі қҰрылғысы. Жоспар

ДЕРБЕС КОМПЬЮТЕРДІҢ БАЗАЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМЫ.

ЖҮЙЕЛІК БЛОКТЫҢ ІШКІ ҚҰРЫЛҒЫСЫ.

1. 
   Дербес ЭЕМ-нің элементтік базасы
   
2. 
   Микропроцессор, Дербес ЭЕМ-ң жедел жады
   
3. 
   Дискідегі мәліметтер жинақтауыштар
   
4. 
   Ақпарат енгізу және шығару құрылғылары
   
5. 
   Қосымша құрылғылар
   

• 
  Оқушыларға ЭЕМ-нің элементтік базасы жайында мағлұматтар беру.
  
• 
  Негізгі блоктарымен таныстыру, жұмыс істеу жолдарымен таныстыру, мінездеме бере отырып оқушылардың ой-өрісін дамыту.
  
• 
  Оқушыларды ЭЕМ-нің шеткері құрылғыларымен таныстыра отырып, оларға мінездеме беру.
  

Дербес ЭЕМ-нің (ДЭЕМ) элементтік базасы болатын электрондық компоненттері ақпарат өңдеудің белгілі бір функциясын немесе оны есте сақтау ісін атқарады. Мұндай компоненттер интегралдық схемалар деп аталады. Интегралдық схема металдан не пластмассадан жасалған қорапқа салынған жартылай өткізгішті кристалдан тұрады. Жіңішке жіп секілді арнайы сымдар осы кристалды қораптың шеткі тұяқшаларымен жалғастырылады.

Жартылай өткізгішті кристалл көбінесе өте таза кремнийден жасалады, оны жасауда вакуумдық бүрку, тырналау, қоспаларды иондық түрде енгізу, дәлме-дәл фотолитография және де басқа жоғары сапалы технологиялар қолданылады. Осындай күрделі технология нәтижесінде кристалда электр схемасына біріктірілген “электрондық молекулалар” жасалады. Олар бір кристалл көлемінде (5*5мм) жүз мыңнан аса бір-бірімен байланысқан “электрондық молекулаларды” құрастырып, өте күрделі ақпарат түрлендіру жұмыстарын орындай алады.

Интегралдық схемаларды жасау, тексеру, олардың сапаларын бақылау - барлығы да автоматтандырылған, оның үстіне оларды сериялық түрде шығару да меңгерілген. Интегралдық схемаларды шығаруды баспаханалардағы кітапты көбейтіп шығарумен салыстыруға болады. Олар өздерінің атқаратын функцияларына қарай ЭЕМ-нің әртүрлі тетіктерінің-шифраторлардың, сумматорлардың, күшейткіштер-дің түрлеріне байланысты бөлек-бөлек топтарға жіктеліп, сериаларға бөлініп шығарылады.

Бұл схемалардың интегралдық (біріктірілген) деп аталу себебі-олардың бір кристалы күрделі логикалық функциялардың белгілі біреуін орындай алады, содан соң олардан транзисторлар мен диодтардан құрастырылатын сияқты машина қондырғылары оңай жасалады.

ДЭЕМ біріңғай ақпараттық жүйеге біріктірілген техникалық электрондық құрылғылар жиынынан тұрады. ДЭЕМ құрамына кіретін құрылғыларды олардың функционалдық қызметіне қарай екіге бөлу қалыптасқан, олар: жүйелік блок және перифериялық, яғни шеткері құрылғылар.

- микропроцессор;

- оперативті (жедел) есте сақтау құрылғысы;

- тұрақты есте сақтау құрылғысы;

- қоректену блогы мен мәлімет енгізу-шығару порттары;

Ал шеткері құрылғылар құрамына:

- мәлімет енгізу құрылғылары;

- мәлімет шығару құрылғылары;

- мәлімет жинақтауыштар;

ДЭЕМ-нің мүмкін болатын ең минималды құрамына жүйелік блок, бір-бірден енгізу, шығару құрылғылары және ақпарат жинақтауыш құрылғы кіреді. ДЭЕМ-дегі шығарылатын есептер түрлеріне қарай оның минималды конфигурациясын қосымша шеткері құрылғыларды қосу арқылы кеңейтуге болады.

• 
  жүйелік блок (тік немесе жатық қорапта орналасқан) –1 блок;
  
• 
  текстік және графикалық ақпаратты бейнелейтін монитор немесе дисплей- 2 блок;
  
• 
  әр түрлі символдарды компьютерге енгізуге арналған пернелік тақта немесе пернелік – 3 блок;
  

• 
  қағазға текстік және графиктік мәліметтерді басып алуға арналған принтер.
  
• 
  Қолмен басқарылатын тышқан графиктік тетігі – графиктік курсорды басқаруды жеңілдететін құрылғы;
  
• 
  Джойстик - компьютерлік ойындарда қолданылатын қолмен басқарылатын тетік;
  
• 
  Графиксызғыш немесе плоттер – сызуларды (графиктерді) қағазға басатын құрылғы;
  
• 
  Сканер (ізкескіш)- графиктік немесе текстік мәліметтерді тікелей оқитын құрылғы;
  
• 
  CD-ROM – компакт- дискілерді оқитын құрылғы, ол қозғалатын бейнелерді, текстерді және дыбыстарды шығару үшін пайдаланылады;
  
• 
  Модем- телефон желісі арқылы басқа компьютерлермен мәлімет алмасуға қажет құрылғы;
  
• 
  Стример - мәліметтерді магниттік таспада (лентада) сақтауға арналған құрылғы;
  
• 
  Желілік адаптер компьютерді жергілікті желіде (торапта) қолдануға мүмкіндік береді.
  

Микропроцессор бір кристалда орналасқан біріктірілген (үлкен) интегралдық схемалар (БИС), олар әртүрлі типтегі ЭЕМ-дер жасауға керекті элемент болып табылады. Оны әртүрлі логикалық функцияны орындайтын етіп программалау мүмкіндігі бар, сондықтан программаны өзгерту арқылы микропроцессорды арифметикалық құрылғы бөлігі ретінде немесе енгізу шығару жұмыстарын басқарушы рөлінде қолдануға болады. Микропроцессорге жедел және тұрақты жад, енгізу-шығару құрылғылары қосылады.

Микропроцессорлар бір-бірінен өзгешелігі олардың типтерінде (моделдерінде) және оның қарапайым амалдарды орындайтын жұмыс жылдамдығының көрсеткіші – мегагерц (МГц) бірлігімен берілген қадамдық жиілігінде жатыр. Кең тараған модельдерге Intel-8088 (~5MГц), 80286 (~20MГц), 80386SX(~25MГц), 80386DX(~40MГц), 80486(~100MГц-ке дейін), Pentium (75MГц-тен жоғары) және Pentium-Pro (~200 MГц) жатады, бұл тізім олардың жұмыс өнімділігі мен соған сәйкес бағасының өсуі бойынша реттеліп келтірілген. Кейде конструкциялық ерекшеліктеріне қарай бір модельге кіретін процессорлардың жиіліктері әртүрлі бола береді - жиілігі артқан сайын оның жұмыс жылдамдығы да өсе түседі.

Компьютерлер алып жүруге ыңғайлы вариантта да жасалады (Laptop he Note book). Мұндай ЭЕМ-дерде жүйелік блок, монитор және пернелік бір қорапта жасалған: жүйелік блок пернелік астында орналасқан, ал монитор пернеліктің қақпағы тәрізді жасалған.

Оперативті есте сақтау құрылғысы немесе ЭЕМ-нің жедел жады (RAM) және де тұрақты есте сақтау құрылғысы (ROM) компьютерлердің ішкі жадын құрайды, осы екеуімен процессор жұмыс кезінде мәлімет алмасып отырады. Өңделуге тиісті кез-келген мәлімет алдымен компьютердің сыртқы жадынан (магниттік дискілерден) жедел жадына көшіріледі.

Компьютердің жедел жадында осы мезетте дереу өңделуге тиіс мәліметтер мен программалар ғана сақталады. Ақпарат керек кезінде магниттік дискіден жедел жадқа көшіріліп, өңделген соң олар қайта сыртқы жадқа жазылып қойылады. Жедел жадыда ақпарат тек жұмыс сеансы кезінде сақталып, ондағы мәлімет ЭЕМ өшірілгенде немесе электр торабында ақау болып, ток сөнген шақтарда ізсіз жоғалады. Осыған байланысты әрбір адам өзіне ұзақ уақыт керек болатын ақпаратты жоғалтып алмауы үшін жиі-жиі магниттік дискіге жазып отыруы керек.

Компьютердің жедел жадының көлемі өскен сайын оның есептеу жылдамдығы да артады. Ақпарат көлемін өлшеуде сегіз биттен (бір мен нөл тізбегі) тұратын байт бірлігі қолданылатыны белгілі. Осы өлшем бірлігі арқылы жедел жадтағы не магниттік дискідегі сақталатын информация 360кб, 720кб немесе 1,2Мб болып жазылуы мүмкін. Мұнда 1кб (1 килобайт) =1024 байт, 1Мб(1 мегобайт)=1024Кб, ал винчестер деп аталып жүрген қатты дискіде 500Мб, 1000Мб (1 Гигабайт) және одан да көлемді ақпарат жазылып сақталады.

Компьютердің жедел жадынан өзгеше оның тұрақты жады бар, ол өзгертілмейтін мәліметті сақтайды, ешкім оны өшіріп қайта жаза алмайды, ол мәліметті тек оқуға болады. Әдетте тұрақты жадтың көлемі шағын 32-64Кб шамасында. Тұрақты жадқа керекті программалар оны шығаратын заводта жазылады, олар көбінесе компьютерді токқа жалғаған кезде оны тексеріп іске қосу үшін қажет.

Компьютерлердің көлемі 1 Мб болып келетін жедел жады екі бөлімнен тұрады - алғашқы 640 кб қолданылатын программалар мен операциялық жүйе үшін, ал қалған мөлшері төмендегідей мақсаттарға қолданылады:

• 
  операциялық жүйенің компьютердің жұмысқа жарайтын текстерін және төменгі деңгейдегі қарапайым енгізу-шығару жұмыстарын
  

• 
  экранға бейнелер шығару үшін;
  
• 
  компьютердің қосымша құрылғыларымен бірге келетін операциялық жүйелердің кеңейтілген бөліктері.
  

Мәлімет жинақтауыштар – кез-келген ЭЕМ-нің қажетті бөлігі. Оларды көбінесе информацияны сыртқы сақтаушылар немесе компьютердің сыртқы жады деп атайды. Олар көлемді мәліметті ұзақ уақыт сақтау үшін қажет және ондағы мәліметтер ЭЕМ-нің күйіне байланысты болмайды. Сыртқы жадта кез-келген программа немесе жай мәліметтер сақтала береді, сол себепті оны әрбір адамның мәліметтерінің кітапханасы деуге болады.

ДЭЕМ-дерде мәлімет жинақтауыш рөлін магниттік дискідегі жинақтауыштар атқарады, оларда мәліметтерді тікелей оқуға не жазуға болады. Соңғы кездерде ДЭЕМ-дер үшін магниттік таспадағы жинақтауыштар – стримерлер шықты, бірақ олар өте көлемді мәлімет сақтай алғанмен , оқу-жазу жұмыстары бірте-бірте тізбектей іздеу арқылы жәй жүргізіледі. Сол себепті стримерлер магниттік дискідегі жинақтауыштарды ауыстыра алмайды, тек толықтырады.

Магниттік дискідегі жинақтауыштар (МДЖ) екі түрлі болады: иілгіш магниттік дискідегі жинақтауыш (ИМДЖ) және қатты магниттік дискідегі жинақтауыш (ҚМДЖ).

Қатты дискідегі мәлімет жинақтауыштар (винчестер) ақпаратты тұрақты түрде сақтайды. Қатты диск орнынан

алынбайды, ауа кірмейтін жабық корпусқа салынып, жүйелік блокта орналасады. Ол екі жағына да мәлімет жазылатын бір дестеге бірікті рілген бірнеше дискілерден тұрады. Дискетке қарағанда винчестерге өте көп мәлімет көлемі сияды, сондықтан оны пайдалану өте ыңғайлы.

Иілгіш дискідегі (дискеттегі) жинақтауыштар бір компьютерден екінші компьютерге мәлімет алмастыру үшін, қазір жұмысқа қажет емес ақпаратты сақтап қою үшін, қатты дискідегі мәліметтердің архивтік (тығыздалған) көшірмесін алу үшін керек болады. Жұмыс процесі кезінде әр адам өзінің мәліметтері мен программаларының дискіде алатын көлемін білуі тиіс және дискіде қанша бос орын қалғанын қадағалап, дискінің көлемін тиімді пайдалануы керек.

Иілгіш диск (дискета) - табақша пішінді, бетіне қабыршық түрінде магнитті қоспа жағылған иілгіш диск. Дискеттің пластмассадан жасалған қапшығында оған мәлімет жаздырмауға болатын кішкене тіктөртбұрышты ойық бар және мәлімет жазу-оқу кезінде дискінің бетімен байланыс жасайтын магниттік бастиектің жылжитын орны пластмасса қапшықта ашық болады.

Дискеттің негізгі параметрлері - оның диаметрі, қазіргі шығарылатын дискеттер үшін екі ғана стандарт бар – олар 3,5 және 5025 дюймдік дискеттер, яғни дискеттің диаметрі 89 және 133 мм болады. Мәлімет жазу не оқу үшін дискет дискіқозғағыштың ұясына салынады. ДЭЕМ-дерде бір немесе екі дискеттер ұясы болуы мүмкін. 5,25 дюймдік дискеттер істелу сапасына қарай 360 не 720 кб, әйтпесе 1,2Мб ақпарат сақтай алады. 3,5 дюймдік дискетте екі түрлі көлемде ақпарат жазылады, 1,44Мб және 720 кб. 1,44 Мб мәлімет жазылатын дискеттің төменгі оң жақ шетінде кішкене төртбұрышты қосымша ойық болады, ал 720 кбайт көлемді дискетте ол болмайды. Дискеттер қатты пластмасса қорапта орналасады, сол себепті олар әрі ұзақ, әрі сенімді қызмет атқарады

Дискетті форматтау. Дискетті алғаш рет пайдалану алдында, оны арнайы тәсілмен форматтайды, яғни беттеріне белгі салады. Форматтау операциялық жүйенің көмегімен жүреді. ДЭЕМ-дерде бұлардан басқа лазерлік компакт - дискі, магниттік оптикалық дискі немесе Бернулли дискілері тәрізді құрылғылар болуы мүмкін.

Қазіргі ДЭЕМ-дерде көптеген көлемді программалар СD-ROM компакт - дискілеріне жазылады. СD-ROM дискілерінің мәлімет оқу жылдамдықтары әртүрлі болады, мысалы жәй жылдамдықты, екі еселенген, т.с.с жылдамдықты бола береді. Соңғы кездері шыққан 6-8 жылдамдықты компакт-дискілер қатты магниттік дискімен бірдей жылдамдықта жұмыс атқара алады.

4. 
   АҚПАРАТ ЕНГІЗУ ЖӘНЕ ШЫҒАРУ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ
   

Принтерлердің негізгі артықшылығы - олар көптеген шрифт түрлерін пайдаланып, күрделі-күрделі текстерді басып бере алады. Шрифт түрлеріндегі әріптердің биіктігі, ені, олардың ара қашықтығы, интервалдары әртүрлі болады. Әрбір адам тексті қағазға шығарар алдында өзіне керекті шрифт түрін және басқа баспа параметрлерін таңдап, қағаздың мөлшері мен қатардың енін сәйкес күйге келтіріп алуы тиіс. Осыған байланысты матрицалық принтерлердің тар (стандартты бір бет қағаз үшін) және кең күймелі (қатар тұрған екі бет қағаз үшін) түрлері бар.

Принтерлер графиктік сызбаларды, суреттерді түрлі түске бояй отырып та басып бере алады, соған байланысты олардың жүздеген модельдері бар. Қазіргі кезде принтерлердің матрицалық, лазерлік, сия бүріккіш және термографиктік түрлері бар. Соңғы кезде ең көп таралған, арзан, әрі пайдалануға қолайлы матрицалық принтерлер болып саналады, олардың қағазға таңба салатын баспа тиегі тік орналасқан металл инелерден тұрады. Баспа тиегі қағаз жолдарымен жылжи отырып, керек кезінде бояйтын лента арқылы қағазды символ суретіне сәйкес нұқып отырады. Арзан принтердің баспа тиегінде 9 ине бар, бұлардың сапасы орташа болады: сапасын арттыру үшін инелер бір қатарда жағалап бірнеше рет жүріп өтуі тиіс. Бұларға қарағанда 24 немесе 48 инелі принтерлер басылымының сапасы жоғары болады.

Сия бүріккіш принтерлерде - қағаздағы бейне арнайы сия тамшыларын бүрку арқылы шығарылады. Бірақ олар қымбат тұрады және тұрақты түрде қадағалап қарап тұруды керек етеді. Бұл принтерлер матрицалық принтерлерден жақсы, сапалы әрі дыбыссыз жұмыс істейді, көптеген шрифт түрлерін қамтиды, дегенмен жоғалы сапалы қағаз түрлерін және сияны жиі керек етеді.

Лазерлік принтерлер – ксерография принципін қолданатын құралдарға жатады, бұларда әріп бейнелері электірлік тәсілмен бояу жұқтырылған доңғалақ арқылы қағазға түседі. Доңғалаққа әріптер бейнесіндегі бояу жұқтыру компьютер командалары арқылы лазерлік сәулелермен жүргізіледі. Қағаз бетіндегі бір дюйм аумаққа 300-ден 1200 нүктеге дейін салу мүмкіндігі бар, сол себепті таңбалар сапасы жоғары болады. Сонымен лазерлік принтерлер өте сапалы басылым бере алады және жылдамдықтары да жоғары – орташа есеппен алғанда, секундына 330 символ (бір бетті 5-15 секундта ) басып бере алады.

Плоттер – де (график сызғыш) мәліметтерді, негізінен графиктік ақпаратты қағазға шығарады. График сызғыштар жобалау жұмыстарын автоматтандыруда әртүрлі сызба (чертеж) түріндегі бейнелерді басып алу үшін қажет. Бұлар бір түсті, түрлі түсті болып және де сызу сапасына қарай бірнеше топтарға жіктеледі.

Пернелік тақта - ЭЕМ- ге мәлімет енгізетін ең негізгі құрылғы болып пернелік саналады, ол арқылы текстік ақпаратты теріп, әртүрлі командалар енгізіп орындауға болады.

Тышқан тәрізді қол тетігі - пернелікпен бірге ЭЕМ- ді басқару үшін қолданылады. Бұл - тегіс стол бетімен жылдам жылжи алатын, қажет болған екі-үш батырмасының бірін баса отырып, белгілі бір әрекетті орындауға болатын қолмен басқарылатын кішкене тетік.

Бұлардан басқа факс-модемдер бар, олар модем мен факсимильдік байланыс аппаратының функцияларын бірге атқарады. Факс-модемді пайдаланып, текстік мәліметті тек өз абоненттеріңіздің компьютерлеріне емес жәй қарапайым факс аппараттарына да жіберуге және қабылдауға болады. Факс-модемдер модемдерден өте қымбат емес, бірақ атқаратын қызметі әлдеқайда мол.

1. 
   Микропроцессор дегеніміз не?
   
2. 
   Оперативті есте сақтау құрылғысы дегеніміз не?
   
3. 
   Дербес компьютердің негізгі компоненттері мен қосымша құрылғылары қандай?
   
4. 
   ДЭЕМ-дерде қандай принтерлер қолданылады?
   
5. 
   Қандай бейне адаптерлерін білесіздер, дисплей мен бейне адаптерлерінің айырмашылығы қандай?
   
6. 
   Модем дегеніміз не және ол не үшін керек?
   
7. 
   Плоттерлер не үшін қолданылады?
   
8. 
   Иілгіш диск дегеніміз не және қатты дисктен айырмашылығы қандай?
   

1. 
   В. Симонович «Информатикадан базалық курс» 11-18 беттер
   
2. 
   Информатикадан 30 сабақ 14-25 беттер