Архитектура компьютера

 

 

 

Сурет – 2.6. Дербес компьютердің құрылымдық схемасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 тарау. Перифериялық  құралдары

 

3.1 Перифериялық құралдарың техникалық  мүмкіндіктері, құрылымы, қолданылуы. Перифериялық құралдар.

 

  Перифериялық құрылғылар деп олардың көмегімен ақпарат компьютерге енгізілетін немесе шығарылатын құрылғыларды айтамыз. Оларды сондай-ақ, сыртқы немесе мәліметтерді енгізу-шығару құрылғылары деп атайды.

Сыртқы  құрылғылар. Бұл кез-келген есептеу кешенінің маңызды құрауыш бөлігі. Сыртқы құрылғы кейде ДК-нің жалпы бағасының 50-80%-ін құрайтынын айтудың өзі-ақ жеткілікті. Басқару жүйелерінде және жалпы халық шаруашылығында ДК-ні қолдану мүмкіндігі мен тиімділігі көбіне сыртқы құрылғының құрамы мен сипаттамасына байланысты. ДК-нің сыртқы құрылғылары машинаның қоршаған ортамен, пайдаланушылармен, басқару объектілерімен және басқа ЭЕМ-дермен қарым-қатынасын қамтамасыз етеді. Сыртқы құрылғылар әр алуан, олар бірқатар белгілері бойынша жіктелуі мүмкін. Мысалы, міндеті бойынша сыртқы құрылғылардың келесі түрлерін ерекшелеуге болады:

• сыртқы жадтайтын (есте сақтаушы) құрылғылар немесе ДК-нің сыртқы жады;
• Пайдаланушының диалогтік құралдары;
• Ақпарат енгізу құрылғылары;
• Байланыс және телекоммуникация құралдары;

Пайдаланушының диалогтік құралдарының құрамына бейнемониторлар (монитор) – ДК-ге енгізілетін және одан шығарылатын ақпаратты бейнелеу құрылғысы, сирегірек пульттік басу машинкалары (пернетақтасы бар принтерлер) және сөздік ақпарат енгізу-шығару құрылғылары кіреді. Сөдік енгізу-шығару құрылғылары жылдам дамушы мультимедиа құралдарына жатады. Сөздік енгізу құрылғылары, бұл – мысалы, адам айтатын әріптер мен сөздерді тануға және оларды кодтауға мүмкіндік беретін күрделі бағдарламалық жасауы бар түрлі микрофондық акустикалық жүйелер, ―дыбыстық тышқантар. Сөздік шығару құрылғылары – бұл компьютерде қосылған дауыс зорайтқыштар (динамиктер) немесе дыбыстық колонкалар арқылы ойнатылатын, цифрлық кодтары әріптер мен сөздерге айналдыруды орындайтын түрлі дыбыс синтезаторлары.

Ақпарат енгізу құрылғыларына төмендегілер жатады:

• пернетақта – сандық, мәтіндік және басқарушы ақпараттарды ДК-ге қолмен енгізуге арналған құрылғы;
• графикалық планшеттер (диджитайзерлер) – графикалық ақпаратты, кескіндерді арнайы нұсқағышты (қаламұшты) планшет бетімен жылжытып қолмен енгізуге арналған құрылғы; қаламұш жылжығанда, оның орналасқан жерінің координаттарын оқу және бұл координаттарды ДК-ге енгізу автоматты түрде орындалады;
• Сканер – қағаздағы кескінді (жазуды, суретті) түсіріп, монитор экранына шығаруға арналған құрылғы. Оның көмегімен суретті, графикті, мәтіндерді сканерлеуге (түсіріп алуға) болады. Кескін сканерленгеннен кейін, графикалық бағдарламада олады өңдеуге (үлкейтуге, кішірейтуге, қайта бояуға т.б) болады.

 

Сурет – 3.1. Сканерлердің түрлері

 

Сканер кескінді машина кодына ауыстырып, компьютердің жадына жазады. Сканердің жұмысының принципі былай: жарық сәулесі жол-жолмен жазық суретті сканерлейді, оның жұмыс принципі электрондық сәуленің монитор экранын сканерлеуіне ұқсайды. Сканерлер қара ақ түсті немесе түрлі түсті болады. Олардың планшетті, барабанды және қол түрлері болады.

• манипуляторлар (нұсқау құрылғылары): джойстик (терте), тышқан, трекбол (жиек құрсаудағы шар), сәулелік (жарықтанған) қаламұш және т.б. – графикалық ақпаратты монитор экранына меңзердің экран бетімен қозғалуын басқару, кейіннен оның координаталарын кодтау және оларды ДК-ге енгізуге арналған құрылғы; “Тышқан” - тышқан деп бекер аталмаған. Себебі ол – тышқанның құйрығына ұқсайтын компьютерге жалғанған иілгіш сымы бар қорап. Ол алақанға ыңғайлы және кілемше бетінде еркін жылжитын арнайы құрылғы. Тышқанның екі түрі болады: Үш батырмалы, екі батырмалы. Қазіргі кезде екі батырмалы тышқан жиі пайдалынылады, себебі ортадағы батырма жұмыс кезінде көп пайдаланылмайды.

Тышқан қорабының  ішінде ауыр резеңкемен қапталған металдан жасалған ауыр шар орналасқан. Ол қораптың сыртына аз ғана шығып, кілемше бетіне тиіп тұрады. Тышқан арнайы кілемше бетінде (үстел бетінде) жылжытқанда, шыр айналады. Оның айналуы өзара перпендикуляр айналатын екі білікті айналдырады да, ол компьютерге ―оңға-солға, ―жоғары-төмен жылжыту сигналдарын береді. Алынған сигналдарды компьютер өңдейді, нәтижесінде тышқан нұсқағышының экрандағы орны өзгереді, яғни тышқан нұсқағышы экранда жылжиды. Егер тышқан жылжитын бет өте тайғанақ болса, онда шар дөңгелемей сырғиды, сондықтан арнайы резеңке кілемше пайдаланылады. Тышқанның пернетақтадан айырмашылығы, тышқан стандартты басқару құралы емес. Ол арнайы жүйелік бағдарламаның –тышқанның драйверінің қолдауын қажет етеді.

 

 

 

Сурет -3.2. Тышқанның түрлері

 

Тышқанның оң және сол жақ батырмасын тез басуды шерту деп атайды, бұл  компьютердің жұмысын басқарады. Шертулерді талдап, драйвер оқиға (тышқан батырмасын басу), қай кезде болды және бұл  кезде тышқан нұсқағышы экранның қай бөлігінде болғанын анықтайды. Бұл деректер пайдаланушы жұмыс істеп отырған қолданбалы бағдарламаға беріледі. Олар бойынша бағдарлама пайдаланушыға қажет командаларды анықтайды да, оны орындауға кіріседі. Әдеттегі тышқаннан басқа да манипуляторлардың түрлері бар, мысалы: трекболдар, тышқантар, инфрақызыл тышқантар.

- Трекболдардың тышқантан айырмашылығы, ол тұрақты түрде орналастырылады  және оның шаригі алақанмен  қозғалысқа келтіріледі. Трекболдың  артықшылығы ол беті тегіс  жерді қажет етпейді, сол себепті  олар портативті компьютерлерде қолданылады.

-  Пенамус шарикті автоқаламға  ұқсас, оның ұшындағы жазу түйірінің  орнына жылжу мөлшерін тіркейтін  түйін (торап) орналастырылған. 

-  Инфрақызыл тышқантың  әдеттегі тышқантан айырмашылығы  – оның жүйелік блокпен өткізгіш сымсыз байланыс құрылғысы болуында.

Терте деген компьютерлік ойындарда  экрандағы жылжитын объектілерді басқаруға  арналған рычагты манипулятор. Терте  қорап пен басқарушы тұтқадан тұрады және тұтқада немесе корпусында орналасқан бір немесе бірнеше батырмалар болады. Тұтқа мен батырмаларды басу арқылы компьютерге басқару әрекеттері беріледі.

 

Байланыс  және телекоммуникация құрылғылары.

ДК-ні байланыс арналарына, басқа ЭЕМ-дерге және есептеу желілеріне қосуға арналған. Атап айтқанда, желілік контроллер оны басқа ЭЕМ-дермен ақпарат алмасу, есептеу желісі құрамында жұмыс істеу үшін байланыс арнасына қосу қызметін атқарады. Ауқымды желілерде желілік контроллердің қызметін модем атқарады.  Жоғарыда аталған құрылғылардың көбі шартты түрде ерекшеленген топ – мультимедиа құралдарына жатады.

Модем. Жеке компьютерлер бір-бірімен телефондық желі арқылы жалғанады. Компьютерді осындай желіге қосылған пайдаланушы шексіз көлемді ақпарат алу мүмкіндігіне ие болады. Компьютерлік сигналдар бұл тұрақты токтың сигналдары. Телефондық желі ондай сигналдарды тарата алмайды. Компьютерлік сигналдарды телефон желісі арқылы таратуға болатын сигналға түрлендіру үшін басқа сөзбен айтқанда, оларды модуляциялау үшін - модем деп аталатын арнайы құрылғы қолданылады. Модем - телефон желісі арқылы басқа компьютерлер арасында мәлімет алмасу үшін керек. Олар негізінен мәлімет тасымалдау жылдамдығын тездетеді. Қазіргі кезде олардың жылдамдығы 2400 бит/ сек - 25000 бит/ сек аралығында. Олар мәлімет алмасу процедурасының белгілі бір стандарттары бойынша жұмыс атқарады. Компьютер желісіне немесе электрондық поштаға байланысты ең керекті қүрылғы осы модем болып саналады. Жоғарыда аталған құрылғылардың көбі шартты түрде ерекшеленген топ – мультимедиа құралдарына жатады.

 

Сурет -3.3. Модем түрлері

 

Мультимедиа құралдары, бұл – адамға әртүрлі, өзі үшін табиғи орталарды: дыбысты, бейнені, графиканы, мәтінді, анимацияны және т.б. қолдана отырып, компьютермен қарым-қатынас жасауға мүмкіндік беретін программалық және аппараттық құралдар кешені. Мультимедиа құралдарына ақпаратты сөздік енгізу және шығару құрылғылары, сканерлер, жоғары сапалы бейнелік және дыбыстық тақшалар, кескінді бейнемагнитофонннан немесе бейнекамерадан түсіріп, оны ДК-ге енгізетін бейнеқармау тақшасы жатады. Сондай-ақ, мультимедиа құралдарына – дыбыстық және бейнелік ақпарат жазу үшін жиі қолданылатын, оптикалық дискілердегі сыйымдылығы үлкен, сыртқы жадтайтын құрылғылар жатады. Компакт-дискілерде (СD) көлемді деректер базасы, тұтас кітапханалар, сөздіктер, анықтамалар, энциклопедиялар, жалпы және арнайы білім беретін пәндер бойынша үйретуші және дамытушы программалар, сондай-ақ, компьютерлік ойындар жазылып, сақталады. СD, мысалы, шет тілін, жол жүру ережесін, бухалтерлік есепті, заңдарды оқып-үйренуде кеңінен пайдаланылады. Мұның бәрі мәтінмен, суретпен, сөйлеу ақпаратпен және мультипликациямен, әуенмен және бейнемен қоса беріледі. Тұрмыста СD аудио және бейнежазбаларды сақтау үшін, яғни плейерлік аудиотаспа және бейнетаспа орнына қолданылады.

Қосымша құрылғылар. Жүйелік шинаға және ДК-нің микропроцессорына микропроцессордың функционалдық мүмкіндіктерін кеңейтетін және жақсартатын, интегралдық микросхемалары бар қосымша тақшалар: математикалық сопроцессор, жадқа тікелей қатынау контроллері, енгізу-шығару сопрецессоры және т.б. қосылуы мүмкін. Математикалық сопроцессор жылжымалы үтірлі екілік сандармен, екілік кодталған ондық сандармен операцияларды жылдамдата орындау үшін, тригонометриялық функцияларды есептеу үшін қолданылады. Математикалық сопроцессордың өзінің командалар жүйесі бар және ол негізгі процессормен қатар оның басқаруымен жұмыс істейді. Операциялар ондаған есе жылдамдатылады.

 Жадқа тікелей қатынау  контроллері микропроцессорды магниттік  дискілердегі жинақтауыштарды тікелей  басқарудан босатады, бұл ДК-дің  тиімді шапшаңдығын айтарлықтай арттырады. Бұл контроллер болмаса, сыртқы және жедел жад арасында дерек алмасу МП-нің регистрі арқылы жүреді, ал ол бар болған жағдайда, деректер МП-ның қатысуынсыз тікелей беріледі. Енгізу-шығару сопроцессоры микропроцессормен қатар жұмыс істегендіктен, бірнеше сыртқы құрылғыларға (дисплей, принтер, НДД, ИМДЖ және басқалары) қызмет ету кезінде енгізу-шығару процедураларын орындауды едәуір жылдамдатады.

 

3.2. Ақпаратты енгізу құралдары. Пернетақта  және графикалық манипулятор. Қолданылуы, жұмыс істеу принципі, мүмкіндіктері

 

ДЭЕМ пернелік тақтасы немесе пернелігі, кез келген ЭЕМ пернелігі тәрізді бір тақтада орналасқан пернелер жиынтығынан тұрады. Әрбір адам пернелік арқылы комьютерге символдық информация енгізіп, солардан оны басқару командаларын да құрастыра алады. Бұл күнде IBM комьютерлері пернелілігінің екі түрлі стандарты бар: 84 және 101 пернелік (ЭЕМ шығарылатын фирмалардың жасауына қарай бұдан аздап өзгешелік болуы мүмкін). Бірақ екі стандарттың да пернелерінің қызметі бірдей, тек олардың орналасуында және кейбір пернелерінің екі-екіден болуында ғана аздап айырма бар.

 

Сурет – 3.3. Ақпаратты енгізу құрылғысы пернетақта

 

PC тәріздес  ДЭЕМ пернелігі стандартты пернелер  жиынтығынан тұрады, олар белгілі  бір тәртіппен орналасып, мынадай топтарға жіктеледі:

- алфавиттік-цифрлық  және таңбалық пернелер: латын  әріптері және олармен бірге  орналасқан орыс, қазақ әріптері, цифрлар, тыныс белгілері, арифметикалық,  логикалық және де басқа символдар, "бос орын" белгісі; 

- функционалдық  пернелер: F1 - F12; - әртүрлі қызмет атқаратын пернелер: Enter, Tab, Ctrl, Alt, Esc, Shift, Num Lock, Scroll Lock, Pause (Break), PrtSc және "*", "+", "-", "/" тәрізді пернелер;

- түзету  үшін қолданылатын басқару пернелері: Insert, Delete, Home,End, PgUp, PgDn, Back Space және бағыттауыштілсызық пернелер - , ®, -, ?. Терілген символдар "ұ" таңбасы, яғни курсор тұрған екпінді нүктесіне енгізіледі. Курсор (сілтеме белгі) - жыпылықтап тұратын тік сызықша тәрізді бір символдың орнын рсетіп тұратын таңба. Алфавиттік әрбір перне латынның не қазақтың (орыстың) бір әрпән енгізе алады. Латын әріптері QWERT стандарты (екінші қатардың сол жақ шетінде орналасқан пернелер тізбегі) бойынша, ал қазақ, орыс әріптері баспа машинкасындағыдай болып орналасқан. Цифрлік пернелер қазақ әріптері мен бірге жоғарғы қатарда тұр, сандар енгізуді оңайлату мақсатында олар оң жақ шетте тағы қайталанған.

 

3.3. Ақпаратты бейнелеу құралдары

 

Видеомонитор. Құрылымы, жұмыс істеу принципі, оның техникалық мінездемесі.

 

Монитор дегеніміз - Дербес электрондық есептеуіш машинаға (ДЭЕМ) міндетті түрде қажет құрылғы болып табылады. Ол компьютордың жедел жадында өңделіп жатқан информацияны экранда көруге көптеген мүмкіндіктер туғызады.

 

Сурет – 3.4. Ақпаратты  бейнелеу құрылғысы монитор түрлері

 

Дисплейді адамға информация беріп отыратын компьютердің тілі деп қарауға болады. Дисплей электронды-сәулелік трубкадан, оны қоректендіруші (питание) блоктан және сәулені бағыттап отыратын электрондық блоктан тұрады. Дисплей символдық болса, онда экранда символдық информация, ал графиктік болса, онда символдық информациялардан өзге мониторда график және сурет орналастыруға болады. Монитор түрлі түсті (-сурет) немесе монохромды (қара-ақ түсті) болуы мүмкін. Монитор экранында кез келген көрініс (кескін) түрлі түсті нүктелер (егер монитор түрлі түсті болса) тобынан немесе сұр нүктелерт обынан (егер монитор монохромды болса) тұрады. Ол нүктелерді әдетте пикселдер деп атайды. Түрлі түсті мониторда әр пиксел қызыл, жасыл немесе көк түстердің бірімен боялған кішкентай үш нүктеден тұрады. Тік және жатық жолға орналасқан пикселдер саны монитордың мүмкіндігін көрсетеді. Монитор экранына орналасқан пикселдер саны қанша көп болса, монитордың шешуші мүмкіндігі сонша жоғары болады. Монитордың экранының диaгoнaлі 9" (23 cм) – 42" (106 cм). Кӛп таралғаны – 14", 15", 17" және 21". Бірінші түрлі түсті монитор 1982 жылы жасалды, оны СGА-640x200 пикселді монитор деп атады. Ал 1984 жылы ЕGА-640х350 пикселді монитор пайда болды. Қазіргі компьютерлерде VGА-640x480 немесе SVGА (800x600 ден 1248- 1024 дейін) мониторлары орналастырылған.

 

 

 

ҚМДЖ. Қолданылуы, жұмыс істеу принципі, техникалық мінездемесі.

Магнитті  дискілер иілгіш және қатты болып бөлінеді. Иілгіш магнитті дискілер бір компьютерден екінші компьютерлерге информацияларды тасымалдауға арналған. Диаметрі 5,25 дюйм магниттік дискілер қазіргі уақытта 1,2 Мб –қа дейін информация сақтай алады. Мұндай дискілердің айналу жылдамдығы 300-360 айн/мин Диаметрі 3,5 дюйм магниттік дискінің көлемі 1,44 Мб.