Kompüter/Kompüterin struktur sxemi və tərkibi

Vikikitab, açıq dünya üçün açıq kitablar
Jump to navigation Jump to search
Elektron hesablama maşınlarının təsnifatı Kompüter

Kompüterlərin sistem və tətbiqi proqram təminatı

Müasir hesablama maşınları yalnız xarici ölçülərinə görə deyil, eyni zamanda funksional imkanlarına görə də bir-birindən fərqlənirlər. Fərdi kompyuterlərin yaranması hesablama texnikası sahəsində böyük hadisəyə səbəb oldu və kompyuter şəbəkələrinin yaranmasına təkan verdi.

Kompyuterin bütün hissələri bir-biri ilə sistem şini vasitəsilə birləşmişdir. Şin – prosessorla yaddaş arasında və ya giriş-çıxış qurğularının kontrollerləri (idarə sxemləri) arasında verilənlərin və idarə siqnallarının ötürülməsini təmin edən naqillər yığımından ibarətdir. Fərdi kompyuterlərdə sistem şini kimi İSA (Industry Standardt Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture) PSI (Peripheral Component Interconnect bus) standardlarından istifadə edilir. ISA şinlər: verilənlər (16 bit), ünvan (20 bit) və idarə şinindən (8 xətt) ibarət olur. Fərdi kompyuterlərin əsasını prosessor və yaddaş bloku təşkil edir. Prosessor hesab-məntiq qurğusundan və idarə qurğusundan ibarətdir. İdarə qurğusu proqramdakı əmrləri qəbul edir və onların yerinə yetirilməsini təşkil edir. Hesab-məntiq qurğusu isə hesablama əməllərini yerinə yetirir. Cari vaxtda yerinə yetirilən proqramları və aralıq nəticələri yadda saxlamaq üçün əməli yaddaş qurğusundan ( RAM - Random Access Memory) istifadə edirlər. Fərdi kompyuterlərdə istifadə olunan xarici qurğuları (monitor, çap qurğuları, disk qurğuları və s.) kompyuterə qoşmaq üçün kontrollerdən (idarə sxemi) istifadə edirlər.

Kontroller idarə qurğusu olub giriş-çıxış qurğularını mərkəzi prosessorla əlaqələndirir. Bəzi qurğuların (klaviatura, mouse, printeri və s.) kontrolleri fərdi kompyuterin ana platasının üzərində olur. Bəzi qurğuların (monitor, sərt maqnit disk qurğusu və s.) kontrolleri isə ayrıca plata şəklində olur və onlar ana plata üzərində olan sökmələrdə (razyomlarda) yerləşdirilir.

Kompyuterlərdə ikilik say sistemindən istifadə edirlər. Bu say sistemi iki rəqəmdən «0» və «1» -dən ibarətdir. İstənilən məlumat bu iki rəqəmin köməyi ilə kodlaşdırılıb kompyuterin əməli və xarici yaddaş qurğusunda yerləşdirilə bilər.

Kompyuterlərdə yaddaşın həcmini ölçmək üçün «bit»-dən (binary digit-bit) istifadə edirlər.Bit ən kiçik informasiya vahididir.

İnformasiyanı yadda saxlamaq və ötürmək üçün baytdan (1 bayt =8 bit) istifadə edirlər. 8 bitli kod vasitəsi ilə 28=256 sayda ədədi (simvolu) kodlaşdırmaq olar. Bu isə klaviaturada yerləşən ingilis və milli əlifbanı, rəqəmləri və xüsusi işarələri kodlaşdırmağa imkan verir. Bir baytda yerləşən ikilik kodla əlifbanın istənilən hərfi kodlaşdırıla bilər. Daha böyük həcmə malik olan məlumatı ölçmək üçün: kilobayt (1kbayt = 210 Bayt = 1024Bayt), meqabayt (1Mbayt = 1024Kbayt = 220 Bayt = 1048576 Bayt) və giqabayt (1Gbayt=1024Mbayt=230Bayt=107374182Bayt) istifadə edirlər. Fərdi kompyuterlərdə əməli yaddaş qurğusu 4 Gbayt, xarici yaddaş qurğusu 500 Gbayt həcmə qədər ola bilər. Fərdi kompyuterlərin istehsalı ilə əsasən iki kompaniya: IBM və Apple məşğul olur. Bu firmaların kompyuterlərində əməliyyat sistemləri köklü surətdə bir-birlərindən fərqlənir. Apple firmasının istehsal etdiyi fərdi kompyuterlərdən əsasən ABŞ-ın daxili bazarında geniş istifadə olunur. IBM firmasının istehsal etdiyi fərdi kompyuterlərdən isə ən çox Afrika və Asiya qitəsinin ölkələrində istifadə olunur. IBM PC tipli fərdi kompyuterlərdə Microsoft firmasının istehsalı olan MS – DOS, Windows 98x və s. əməliyyat sistemlərindən istifadə olunur. Apple firmasının kompyuterlərində isə Mac 7.0., Mac OSx Server əməliyyat sistemlərindən istifadə olunur. Apple firmasının kompyuterləri konstruktiv olaraq IBM firmasının kompyuterlərindən fərqlənir. Bu firmaların eyni tezliyə malik olan kompyuterlərində Apple firmasının kompyuterlərinin məhsuldarlığı IBM firmasının kompyuterlərinin məhsuldarlığından 30% çox olur və bunun hesabına onun qiyməti də baha olur.

Apple firmasının kompyuterləri «Macintosh», IBM firmasının kompyuterləri isə «Pentium» adı ilə satışa çıxarılır. Hazırda dünya fərdi kompyuter parkının 10%-ni «Macintosh», 80%-ni isə IBM PC fərdi kompyuterləri təşkil edir. Ümumiyyətlə dünya kompyuter parkının 90% -nı fərdi kompyuterlər təşkil edir.

Müasir fərdi kompyuterlərdə ifrat böyük inteqral sxemlərdən istifadə portativ kompyuterlərin yaranmasına səbəb olmuşdur. Ölçülərinə və çəkisinə görə bu kompyuterlər çox kiçik formada olur. Portativ kompyuterlərin özləri də “Laptop”, “Notebook”, “Palmtop” sinfinə bölünür. Portativ kompürterlər hesablama məhsuldarlığına ğörə stolüstü kompyuterlərdən geri qalmır və az elektrik enerjisi tələb edir, akkumlyatorla uzun müddət işləyə bilir, ekranları mayekristaldan hazırlanır. “Notebook”un ölçüsü təqribən 50x279x215mm, çəkisi 2,2ё4,5 kq, ekranın ölçüsü isə 11,3 ё17 düym olur.

Fərdi kompyuterin tərkibi sistem blokundan, klaviaturadan, “mouse”-dan, monitordan və giriş-çıxış qurğularından ibarət olur.

Sistem bloku qida mənbəyinin yerləşdiyi korpusdan, üzərində əməli yaddaş və mikroprosessor olan ana platadan, səs kartından, yumşaq maqnit disk qurğusundan (3,5”/FDD), sərt maqnit disk qurğusundan (HDD), CD-ROM-dan və bəzi əlavə qovşaqlardan ibarət olur. Eyni zamanda sistem blokunda giriş və çıxış qurğularını, klaviaturanı, mouse, monitoru və printeri qoşmaq üçün bir neçə ardıcıl və paralel portlar yerləşir. Fərdi kompyuterlərdə əsasən iki tip sistem blokundan: AT- Advanced Technology (təkmil texnologiya) və ATX - Advanced Technology eXtended (genişləndirilmiş təkmil texnologiya) stifadə olunur. IBM PC/AT - 286, 386, 486, Pentium I və II tipli kompyuterlərdə AT tipli – sistem blokundan istifadə olunub. Pentium II, III və IV tipli fərdi kompyuterlərdə isə ATX tipli sistem blokundan istifadə olunur. ATX sistem blokunda enerjiyə təlabat çox azdır. Bəzi firmaların (Apple, Compaq) fərdi kompyuterlərində sistem bloku monitorla birlikdə bir korpusda yerləşmişdir. Ana plata (motherboard) – fərdi kompyuterin qovşaq və hissələrini bir-biri ilə fiziki əlaqələndirən platadır, üzərində mikroprosessor, əməli yaddaş, Keş-yaddaş, çıxış/giriş qurğularının kontrelleri,CMOS, BİOS, Chipset mikrosxemləri yerləşir. Eyni zamanda ana platanın üzərində müxtəlif razyomlar yerləşir. Bəzi ana platalarda videoadapterin və səs kartının mikrosxemləri də yerləşir.

Mikroprosessor (CPU) - fərdi kompyuterlərin düşünən beyni olub ana plata üzərində yerləşir, ədədlər üzərində hesab-məntiq əməllərini və idarəni həyata keçirir. Mikroprosessor hesab-məntiq və idarə qurğusunu özündə birləşdirir. Mikroprsessorları əsasən Intel, AMD və Cyrix firmaları istehsal edir. Intel firması öz mikroprosessorlarını əsasən Pentium markası ilə istehsal edir. Bu cür mikrosxem özündə təqribən 3,1 milyon tranzistoru birləşdirir. Pentium tipli mikroprosessorun arxitekturası özündə iki hesab-məntiq qurğusunu birləşdirir. Bu da bir taktda iki əmrin yerinə yetirilməsinə imkan verir. 75 Mhs tezlikli Pentium prosessorunun hesablama məhsuldarlığı saniyədə 112 milyon əməliyyatdır. Pentium tipli mikroprosessorlar işləmə(takt) tezliyinə görə aşağıdakı siniflərə bölünür.

  • Pentium I - 75 Mhs ё 300 Mhs
  • Pentium II - 300 Mhs ё 600 Mhs
  • Pentium III - 600 Mhs ё 1100 Mhs
  • Pentium IV – 1100 Mhs(1,1Ghs) ё 4000 Mhs(4 Ghs)

Müasir fərdi kompyuterlərin hesablama məhsuladarlığı saniyədə millyard əməliyyata (Gflops) bərabərdir.

Əməli yaddaş qurgusu ana plata üzərində yerləşir və mikroprosessorda yerinə yetirilən əməliyyat üçün lazım olan verilənləri və əmrləri müvəqqəti yadda saxlamaq üçündür və məlumat tutumunun həcmi 4 Gbayt-a qədər olur. Əməli yaddaş qurğusu dinamik və statik tiplərdə olur. Statik tipli yaddaşın qiymətinin bahalı olmasına baxmayaraq işləmə sürəti daha yüksək olur. Əməli yaddaşdan ədədin oxunması təqribən 50ё60 nanosaniyə müddətində olur. Bu isə yüksəksürətli mikroprosessorun (CPU) işini ləngidir. Bu problemi aradan qaldırmaq üçün Keş-yaddaşdan istifadə edirlər. Keş-yaddaş ana plata üzərində mikroprosessorla (CPU) əməli yaddaş arasında yerləşir. Keş-yaddaşa müraciət vaxtı 5ё6 nanosaniyə olur. Keş-yaddaşın məlumat tutumu 128-1024 Kbayt həcmində olur. Keş-yaddaşın özü əsasən iki səviyyəli olur. I-ci səviyyəli keş-yaddaş Level 1 adlanır və mikroprosessorun içərisində olur. II-ci səviyyəli keş-yaddaş Level 2 adlanır və mikroprosessorla əməli yaddaş arasında ana plata üzərində yerləşir. Ana plata üzərində yerləşən CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor – metal-oksid yarımkeçirici) mikrosxemi fərdi kompyuterin konfiqurasiyasını, zamanı və tarixi yadda saxlamaq funksiyasını həyata keçirir.

BIOS (Basic Input/Ouput System – giriş /çıxış baza sistemi) proqram olub sabit yaddaş qurğusunda saxlanılır və fərdi kompyuterin resuslarının diaqnostikasını təmin edərək, fərdi kompyuteri işə saldıqda əməliyyat sisteminin yüklənən hissəsini əməli yaddaşa çağırır. Sistem bloku üzərində yerləşən qurğuları ana plataya qoşmaq üçün interfeyslərdən isifadə edirlər. İnterfeys əlaqə kanallarının proqram, elektrik və mexaniki xarakteristikalarını özündə birləşdirir. Bu tip interfeyslərə misal olaraq ATA (İDE), Serial SATA, SCSI göstərmək olar. Xarici qurğuları qoşmaq üçün isə paralel (LPT), ardıcıl (RS-232, USB) interfeyslərdən istifadə olunur.

Xarici yaddaş qurğusu kimi fərdi kompyuterlərdə əsasən maqnit disk qurğusundan istifadə olunur. Maqnit disk qurğusunun əsasən iki tipi mövcuddur: yumşaq maqnit disk qurğusu - diskovod (məlumat daşıyıcısı - disketlər) və sərt maqnit disk qurğusu – vençester (məlumat daşıyıcısı – maqnit disklər).

Sərt maqnit disk qurğusunun işləmə sürəti və məlumat tutumu yumşaq maqnit disk qurğusundan dəfələrlə çoxdur. Yumşaq maqnit disk qurğularının məlumat daşıyıcısının həcmi 1,44 Mbayt olur. Bu cür məlumat daşıyıcılarını bir yerdən başqa yerə rahatlıqla aparmaq olur. Sərt maqnit disk qurğularını (vinçester) ana plataya qoşmaq üçün IDE, Serial ATA, SCSI interfeyslərindən istifadə olunur. Bu qurğudan məlumatın oxunması –yazılması vaxtı 5 ё15 ms olur. Sərt maqnit disk qurğularında şpindelin (oxun) fırlanma sürəti 5400, 7200, 10000, 15000 dövr/dəqiqə olur. Məlumat tutumu 100 Gbaytlarla ölçülür. Sərt maqnit disk qurğusu məlumatı yadda saxlamaq imkanlarına görə enerji mənbəyindən asılı deyil. Ona görə də əməliyyat sistemi, tətbiqi proqramları və istifadəçinin digər proqramlarını sərt maqnit disk qurğusunda yadda saxlayır.

Son illərdə optik məlumat daşıyıcılarına informasiyanı yazıb-oxuyan CD-RW, DVD-RW xarici yaddaş qurğularından geniş istifadə olunur. Optik məlumat daşıcıyılarına (CD, DVD) məlumatın yazılması – oxunması lazer şüasının köməyi ilə həyata keçirilir. CD-RW qurğularında istifadə olunan CD – disklərdə audio məlumatlar rəqəm formasında saxlanılır. Məlumat tutumu 650 Mbaytdır (74 dəqiqəlik audio məlumat). DVD (digital video disk) – rəqəmli video-disk məlumat daşıyıcısı xarici görünüşünə görə CD – disklərə oxşayır. Məlumat tutumu 4,7 ё17,4 Gbayt-dır. Əsasən bu disklərdə videofilmlər yerləşdirilir. DVD –lər 1997-ci ildən istehsal olunmağa başlanmışdır. Hal hazırda fərdi kompyuterlərdə məlumat daşıyıcıları kimi Flash yaddaş qurğularından geniş istifadə olunur. Bu qurğular böyük inteqral sxemlər (BİS) üzərində yığılır və ölçüləri çox kiçikdir, bu da məlumatın bir yerdən başqa yerə rahatlıqla aparılmasına imkan verir. Məlumat tutumu 4 Gbayt-a qədər olur.