Informatika 2 – dars. Mavzu: Kompyuterlar Maqsad

Informatika-8. 2 – dars.
Mavzu: Kompyuterlar
Maqsad: O`quvchilarga Kompyuter avlodlari va tuzilishi haqida ma’lumot berish
DTS talabi: shahsiy kompyuter, kompyuterning asosiy qurilmalari, adres, mashina so`zi, protsessor, platalar, portlar haqida tushunchaga ega bo`lish.
Darsning jihozi: 8-sinf darsligi, kopmyuterlar unin qurilmalari, dars taqdimoti
Darsning borishi
I. Tashkiliy qism
Sinfni darsga tayyorlash;
Davomatni aniqlash;
II. Takrorlash.
Hisoblash texnikasi necha davrni o'z ichiga oladi?
Birinchi hisoblash vositalariga misollar keltiring.
Dastlabki, eng sodda sun'iy hisoblash asboblarini aytib bering. Abak va Neper tayoqchalari bir iridan qandayfarq qiladi?
Birinchi mexanik hisoblash mashinasini loyihalashtirganolim kim?
Elektron hisoblash mashinalari davriga asos solgan dastlabki EHM nomi?
III. Yangi mavzuni organish.
Elektron hisoblash mashinalari (EHM) davri 4 avloddan iborat bo’lib, ular quyidagi alomatlari bilan farqlanadi: asosiy tashkil etuvchi elementi, tezkorligi, tezkor xotirasi hajmi, kiritish-chiqarish qurilmasi, dasturiy ta’minoti.
1947-yilda Bell laboratoriyasinig xodimlari amerikalik Uilyam Shokli, Jon Bardin va Uolter Bratteyn tomonidan elektron lampa ishini bajara oladigan tranzistor ishlab chiqildi. Endi bu element asosida EHMlar o’lchami, vazni va energiya sarfi minglab baravar kamaydi, tezligi o’nlab marotaba ortdi. Bu kashfiyot uchun ular 1956-yilda Nobel mukofotiga sazovor bo‘lishdi. 1957 yilda Texas Instruments firmasi xodimi Jek Kilbi mantiqiy elementlardan tuzilgan birinchi integral sxemani ishlab chiqdi. Tranzistor va integral sxemaning kashfiyoti tufayli qisqa davr ichida EHMlarning quyidagi jadvalda qiyoslamasi berilgan to‘rt avlodi ishlab chiqarilgan.
Avlodlar
|
Asosiy
element
|
Amal bajarish
tezligi
|
Kiritish-chiqarish qurilmasi
|
Dasturiy ta’minot
|
Shu avlod
EHMiga misol
|
1-avlod
1946-1955
|
Elektron
lampa
|
1 sekundda
10-20 ming
|
Boshqarish pulti, perfokarta
|
Mashina tili, dasturlash tili
|
ENIAC, MESM,
MINSK-1, URAL
|
2-avlod
1956-1965
|
Tranzistor
|
1 sekundda
100-500 ming
|
Perfokarta,
perfolenta, magnitli baraban
|
Dispetcher va paket sistemasi,
|
IBM 707, BESM-6
MINSK-22
|
3-avlod
1966-1974
|
Integral
sxema
|
1 sekundda
2106 gacha
|
Videoterminal
sistemasi
|
Operatsion sistemalar
|
IBM 360,
EC-1030
|
4-avlod
1975 -…
|
Katta
integral
sxema
|
1 sekundda 108
va yuqori
|
Rangli grafik displey
|
Ma’lumotlar ombori, ekspert sistemasi
|
PRAVETS, IBM,
Pentium
|
Narxi qimmat hamda o’lchami katta EHMlarga ko’p sonli muhandislar va dasturchilar xizmat ko’rsatishgan. Bunday hisoblash mashinalarining oddiy inson xonadoniga kirib kelishi uchun narxini arzonlashtirish, o’lchamlarini kichiklashtirish, o’rnatilgan dastur asosida dasturchilarsiz mustaqil ishlatilishi mumkin bo’lgan holatga keltirish zarur bo’ldi. Bu rivojlanish shaxsiy kompyuter (PC – Personal Compyuter) atamasi bilan bog’langan.
Kompyuter deganda dastur asosida axborotlarni katta tezlikda qayta ishlashni ta’minlovchi universal avtomatik qurilmani tushunish mumkin.
Birinchi shaxsiy kompyuter 1973-yilda Fransiyada Truong Trong Ti tomonidan ishlab chiqilgan. Avvaliga mazkur shaxsiy kompyuter elektron o‘yinchoq sifatida qabul qilindi. Bu kompyuter 1977-yilda amerikalik Stiv Jobs boshchiligidagi «Apple Computer» firmasi tomonidan mukammallashtirildi hamda dasturlarning katta majmuini tatbiq etib ommaviy ravishda ishlab chiqarila boshlandi. Shundan beri kompyuter hayotimizda mustahkam joylashib, axborotni qayta ishlashning eng zamonaviy vositasiga aylandi.
Hozirgi kunda xilma-xil zamonaviy kompyuterlar insonga xolis xizmat qilmoqda. Ularning tashqi ko‘rinishlari ham turlicha. Lekin kompyuterlarni tashkil etuvchi qurilmalar (ya’ni apparatli ta’minoti) bilan yaqindan tanishsak, turli turkumdagi mashinalardagi qurilmalarda o‘xshashlik borligini ko‘ramiz. Har qanday kompyuterning apparatli ta’minoti asosiy va qo‘shimcha qurilmalardan tashkil topgan. Asosiy qurilmalar kompyuter ishlashini ta’minlasa, qo‘shimcha qurilmalar kompyuterdan foydalanishda qulayliklar va qo’shimcha imkoniyatlar beradi.
Kompyuterning asosiy qurilmalariga sistema bloki, monitor va klaviatura kiradi. Qo‘shimcha qurilmalarga sichqoncha manipulyatori, printer, plotter, skaner, modem, web-kamera va boshqalar misol bo‘ladi.
Sistema bloki, asosan, g’ilof, asosiy plata (ona plata yoki sistema platasi), protsessor, xotira qurilmalari va mikrosxemalar, quvvat blokidan iborat.
Asosiy plata yaxlit asosga yig’ilgan elektron sxemalar bo’lib, unga ba’zi qurilmalar axborot almashish sistema magistrali – shinalar (simlarining o‘ramlari) yordamida bog’lanadi. Shinalar kompyuter-ning hamma qurilmalariga parallel holda ulanadi. Kompyuter ishida uch xil shina xizmat ko‘rsatadi: berilganlar (berilgan ma’lumotlar) shinasi, adreslar shinasi, boshqarish shinasi. Asosiy platada mikroprotsessor, xotira qurilmalari va mikrosxemalar, ovoz, video va tarmoq platalari ham joylashadi. Ular asosiy plataning maxsus slot (qirqim)lariga ulanadi.
Diskyurituvchi, printer, flash-xotira kabi qurilmalar portlar deb yuritiluvchi asosiy platadagi maxsus joylarga ulanadi. Bu qurilmalarni boshqarish uchun asosiy platada kontrollerlar deb ataluvchi elektron sxemalar mavjud. Portlar parallel (LPT), ketma-ket (COM) va universal ketma-ket (USB) turlarga bo’linadi. Ketma-ket port protsesordan ma’lumotlarni baytlarda oladi va qurilmalarga bitlarda uzatadi, paralelel port esa baytlarda olib baytlarda uzatadi. Odatda, sichqoncha va modem ketma-ket portlarga, printer parallel portga ulanadi. Juda ko’p asosiy platalarda sichqoncha va klaviatura doiracha shaklidagi PS/2 bo’lmaga ulanadi. Hozirgi kunda universal ketma-ket portga sichqoncha, klaviatura va boshqa qurilmalarni ulash imkoni bor.
Odatda, asosiy plataning ajralmas qismi sifatida qaraladigan doimiy xotira qurilmasi (DXQ, ing. ROM – Read Only Memory – faqat o’qish uchun xotira) mikrosxema ko’rinishida tashkil etilgan bo’lib, quvvat manbaiga bog’liq bo’lmagan holda ma’lumotlarni saqlash uchun xizmat qiladi. Doimiy xotira qurilmasida kompyuterning kiritish-chiqarish asosiy sistemasi (BIOS – Basic Input-Output System) haqidagi doimiy axborot saqlanadi.
Protsessorni mikroprotsessor yoki CPU (ya’ni, Central Processing Unit - markaziy protsessor) deb ham atashadi. Protsessor arifmetik va mantiqiy amallar bajaradi, xotira bilan bog‘lanadi va barcha qurilmalar ishini boshqaradi.
Zamonaviy kompyuterlarda protsessor vazifasini 10 mm kvadratdan ham kichik yuzali yagona yarim o‘tkazgichli kristalda (kremniy yoki germaniy) joylashgan millionlab mitti tranzistorlardan tashkil topgan mikroprotsessor, ya‘ni o‘ta zich integral sxema, bajarmoqda. Misol sifatida ko‘radigan bo‘lsak, Intel Pentium Pro mikroprotsessori o‘z ichida 5,5 milliondan ortiq tranzistorlarni saqlaydi.
Protsessorning ish unumdorligi uning tezligi (taktli chastota) va razryadlar soni bilan belgilanadi. Tezlik protsessorning 1 sekundda bajargan amallar miqdori bilan belgilanadi va Gs (gers) bilan ifodalanadi. Masalan, i8086 protsessori 10 MGs (sekundiga 10 million amal) tezlikka ega bo‘lsa, Intel Pentium IV protsessori uchun bu ko‘rsatkich 1700 MGs va undan yuqoridir. Protsessorning razryadlari soni uning bir vaqtning o‘zida baravariga ishlashi mumkin bo‘lgan bitlar miqdori bilan aniqlanadi. Hozirgi kunda 16, 32, 64, 128 razryadli protsessorlar keng qo‘llanilmoqda. Protsessorning tezligini oshirish maqsadida hozirgi vaqtda kesh-xotira, turli matematik soprotsessorlar kabi vositalardan foydalanish yo‘lga qo‘yilgan. Shu kunlarda protsessorlarning ko’p yadroli turlari ishlatilmoqda.
Protsessor, asosan, quyidagi qismlardan iborat:
arifmetik-mantiqiy qurilma;
ma’lumotlar va adreslar shinasi;
registrlar;
buyruq jamlagichi;
kesh, ya’ni kichik hajmli o’ta tezkor xotira;
qo’zg’aluvchan vergulli sonlar matematik soprotsessori.
Aniq protsessorga mos i80386, 16/32 yozuvi, ushbu protsessor 16 razryadli berilganlar shinasi va 32 razryadli adreslar shinasiga ega ekanligini, ya’ni bir vaqtning o‘zida 16 bit axborot va 232= 4 Gbayt hajmdagi adreslar (adreslar sohasi) bilan ishlash imkoniyati mavjudligini bildiradi.
Protsessorning asosiy ishi tezkor xotira qurilmasida joylashgan dasturdan navbatdagi buyruqni o‘qish va bajarish, natijani yozib qo‘yish hamda keyingi bajariladigan buyruqni aniqlashdan iborat takrorlanuvchi jarayondir. Bundan tashqari protsessor dastur mazmunidagi boshqarishni amalga oshirish, ma’lumotlarni zarur joydan o‘qish, lozim joyga yozish, kerak joyga uzatish, boshqa qurilmalarning ishlashini muvofiqlashtirish vazifasini ham bajaradi.
Demak, protsessor berilgan dastur va zarur ma’lumotlar asosida inson aralashuvisiz kompyuterning avtomatik ishlashini ta’minlovchi qurilma ekan.
Tezkor xotira qurilmasida (TXQ) ishlash jarayonida protsessor foydalanadigan barcha axborotlar va dasturlar saqlanadi. Uni tezkor deyilishiga sabab boshqa xotiralarga nisbatan axborot almashinuvi minglab yoki millionlab marotaba tezdir. Tezkor xotira qurilmasida saqlanayotgan ma’lumotlar kompyuter elektr manbaidan uzilganda yoki qayta yuklanganda o‘chib ketadi.
Tezkor xotira qurilmasi registrlardan tashkil topgan. Registr – ma‘lumotlarni ikkilik shaklida vaqtinchalik saqlab turish uchun mo‘ljallangan qurilma. Har bir registr o‘z navbatida triggerlardan tashkil topadi. Trigger mitti elektron sxema bo‘lib, u elektr toki bilan zaryadlangan holda «1» ni, zaryadlanmagan holatda «0» ni ifodalaydi. Registrdagi triggerlarning miqdori kompyuterning necha razryadli ekanini belgilaydi. Registrlar uyachalar (yacheykalar) deb ham yuritiladi. Uyachalarning har bir razryadida bir bit axborot joylashadi (ya‘ni 0 yoki 1). 8 bit axborot birlashganda 1 bayt miqdordagi axborotni hosil qiladi. Har bir bayt o‘z tartib raqamiga, ya‘ni adresiga ega bo‘ladi. Uyachaning sig‘imi mashina so‘zi uzunligini belgilab beradi. Mashina so‘zining uzunligi baytlarda o‘lchanadi. Mashina so‘zining uzunligi 2, 4, 8 baytga teng bo‘lishi mumkin. Demak, ketma-ket joylashgan ikki, to‘rt yoki sakkiz bayt birlashib, bitta mashina so‘zini tashkil etishi mumkin ekan. Har bir xotira uyachasi ham o‘z adresiga ega, u esa shu uyachadagi boshlang‘ich bayt adresi bilan ifodalanadi. Tezkor xotira qurilmasining boshqacha nomi – RAM (Random Access Memory – tanlov bo‘yicha ixtiyoriy kirishli xotira), chunki undagi istalgan adresli uyachaga to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘tish imkoniyati mavjud.
Tovush, video va tarmoq platalari asosiy plataga joylashtirilgan yoki alohida bo’lishi mumkin. Bu platalar protsessor ishini tezlashtirish hamda zaruriy sifat ko’rsatkichiga erishish maqsadida ishlatiladi.
Tovush platasi (ing. Sound adapter, adapter - moslashtiruvchi) – axborot saqlagichlarga yozilgan raqamli audioaxborotni tovushlarga aylantirib beruvchi qurilma. Qurilmaning chiqish qismiga ovoz kuchaytirgich yoki karnaylarni ulash mumkin. Tovush platasi o’z mikroprotsessoriga ega bo’lib, tovushni kiritishda analog-raqamli o’zgartirish va chiqarishida diskret-analogli o’zgartirishni ta’minlaydi.
Video-plata (ing. Graphics adapter) – murakkab tasvirlar va millionlab ranglarni qayta ishlashni ta’minlab beruvchi plata. Bu plata o’z mikroprotsessori va tezkor xotirasiga ega bo’ladi. Zamonaviy video-karta hajmli va uch o‘lchovli grafika bilan ishlash imkoniyatiga ega. Hozirgi kundagi juda ko’p dasturlar va o‘yinlar 64 Mb yoki 128 Mb sig’imli video-kartalar bilangina ishlaydi.
Tarmoq platasi – kompyuterni tarmoqqa ulash imkonini beradi. Tarmoqlarga oid ma’lumotlarni 7-sinfda olgansiz.
IV. Mustahkamlash.
Hisoblash texnikasi rivojining nazariy asosi haqida so’zlab bering.
Qanday ixtirolar kompyuter texnikasining rivojlanishiga ulkan ta’sir ko’rsatgan?
EHM lar avlodlari haqida so’zlab bering.
Kompyuterning asosiy qurilmalari haqida so’zlab bering.
Asosiy plata haqida to’liq ma’lumot bering.
Doimiy xotiraning vazifasi nima?
Protsessorlar haqida so’zlab bering.
Tezkor xotira nimalardan tashkil topgan?
Tovush, video va tarmoq platasi haqida nimalarni bilasiz?
Masqlar
1. Adreslar shinasi 16 razryadli bo‘lsa, adresli soha hajmini ifodalang (yo’llanma: 1 razryad 1 bitli axborot saqlaydi).
Yechilishi: 216= 65536 bit
Agar ekran sohasi 800x600 nuqtali va har bir nuqta 256 rangdan biriga ega bo’lsa, bu sohani saqlash uchun kerak bo’ladigan eng kam videoxotira hajmini Kbaytda ifodalang (yo’llanma: 1 ta nuqtadagi 256 ta rangdan bittasini ifodalash uchun kerak bo’lgan razryadlar soni).
V. Uyga vazifa. 2-mavzu. 1-9-savollar 3-mashq.
|