Микропроцессор

Қатты диск.

Қатты диск – бағдарламалар  мен деректердi сақтауға арналған негiзгi құрылғы. Бұл сырты жабылған, өте жоғары жылдамдықпен айналатын бiрнеше магнит дискілер жиынтығы. Бұл дискiнiң кәдiмгi жұмсақ дискiдей екi жағы емес, 2n – жағы бар. n – топтағы бiрнеше дискiлер саны. Әрбiр жағында деректердi жазумен оқуға арналған бастиек орналасқан. Қатты дискiнiң жұмысын арнайы логикалық аппарат – қатты дискiнi тексерушi құрылғы басқарады. Қазiргi уақытта оның жұмысын арнайы микросхемалар атқарады.  
Қатты дискiнiң негiзгi параметрiне оның сиымдылығы мен өнiмдiлiгi жатады. Сиымдылығы оның жасалу технологиясына байланысты. Қазiр қатқыл диск шығарушылар IBM компаниясының технологиясын пайдаланады. Бiр пластинаның сиымдылығы ондаған гегабайт. Оның өнiмдiлiгi оны жасау технологиясына көп байланысты емес. Қазiргi дискілер мәлімет алмасуды өте жоғары дәрежеде атқарады (30 – 60 мегабайт/с). Олардың типiне байланысты : (EIDE – түрi 13 – 16 мегабайт/с, SCSI – 80 мегабайт/с, IEEE 1394 50 мегабайт/с ) болып бөлінеді.

CD-ROM компакт- дискiсi

CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory ) аббревиатурасы  қазақ тiлiне- компакт-диск негiзiнде  тұрақты еске сақтау құрылғысы  деп аударылады. Бұл құрылғы әрекетiнiң негiзгi мiндетi, диск бетiнен бейнеленетiн сандық деректердi лазерлiк сәуленiң көмегiмен есептеу жүргiзу. Компакт-диск 650 Мбайтқа жуық деректер сақтай алады. Үлкен көлемдi деректер мультимедиалық ақпараттарға тән (графика, музика, бейне). Лазерлi диск арқылы таратылатын программалық өнiмдердi, мультимедиалық баспалар деп атайды. CD-ROM дискжетегініњ негiзгi кемшiлiгi, деректердi жазудың мүмкiндiгiнiң болмауы. Бiрақ сонымен қатар, бiр рет жазу CD-R (Compact Disc Recorder) және көп рет жазу CD-RW құрылғысы бар. CD-ROM дисководының негiзгi параметрi, ол деректердi оқу жылдамдығы болып табылады, яғни екi есе жылдамдықпен оқу 300Кбайт/сек өнiмдiлiгiн, ал төрт есе жылдамдықпен-600 Кбайт/c және т.с.с өнiмдiлiгiн қамтамасыз етедi. Қазiргi кездегi құрылғылардың бiр рет жазу құрылғысы 4x-8x, ал көп рет жазу құрылғысы 4х-ке дейiнгi өнiмдiлiгi болады.

Оперативтi жады

Оперативті жады деректi сақтауға арналған, кристалл ұяшықты  массивi болып олардың көп түрi бар. Бiрақ физикалық жұмыс iстеу процесiне байланысты олар динамикалық (DRAM) және статистикалық (SRAM) болып бөлiнедi. Динамикалық жадының ұяшықтары (DRAM) өздерiнде заряд жинайтын микроконденсатор ретiнде қарастыруға болады. Бұл өте көп тараған және тиiмдi жазулар. Бұлардың көпшiлiгi деректердi жазу жылдамдығы жай орындауға және оларды зарядтап отыруға , деректердi тез өшiрiп алуымыз мүмкiн. Сондықтан онда үнемi регенерация (зарядтандыру) процесi болып отырады. Ол секундына оншақты рет болады статистикалық жадының ұяшықтарын (SRAM) электрондық микроэлементтер- тригерлер ретiнде қарастыруға болады. Онда зарядтар емес қосу өшiру жағдайы болады, сондықтан ол сақтаудың жоғары тез түрiн қамтиды. Технологиялық жағынан да қиын және қымбат. Динамикалық жадының микросхемасы негiзгi оперативті жады ретiнде пайдаланылады. Статистикалық жадының микросхемасы көмекшi (кэш - жады) ретiнде қолданылады. Әрбiр жадының ұяшығының өз адресi болады, ол санмен белгiленедi. Қазiр Intel Pentium процессорында 32 – разрядты қолданылады бұл 232 – тең деген сөз. Яғни бұл тiкелей адрестеу 232 = 4294967269 байт (4,3 гбайт) – қа тең. Бiр адрестеген ұяшық сегiз екiлiк ұялардай тұрады, онда 8 бит, бiр байт мәлiмет сақтауға болады. Компьютер оперативті жадының саны өзгерiп отырады. 80 жылдардың ортасында 1 мбайт үлкен болып көрiнсе, 90 – жылдары 4 мбайт, 90 ортасында 8 мбайт, сосын 16 мбайтқа көтерiлдi. Қазiр 32 – 64 мбайт, болса келешекте ол 2 – 4 есе жоғарылайды. Жадының конструкторлық модулiнде орындаудың екi түрi бар. Олар: бiрқатарлы (SIMM - модул) және екiқатарлы (DIMM - модул). Компьютерлердiң Pentium процессорында бiрқатарларында жұп ретiнде (2,4,...), ол DIMM – модулiн бiреуден ғана орнатуға болады. Жедел жадының модулiнiң негiзгi сипаттамасы оның сақтау көлемi мен қатынау уақыты. SIMM – модулдер көлемдерi 4, 8, 16, 32, мбайт, ол DIMM – модулдер – 16, 32, 64, 128 мбайтқа тең. Қатынау уақыты SIMM – модулдiкi 50 – 70 нс, ол DIMM – модулдiкi 7 – 10 нс.

КЭШ жады компьютер өнімділігі артуына арналған құрылғылардың  бірі. Кэш жады жадының бір түрі болып әртүрлі тез әрекетті замандас компьютерлерде қолданылып ( ағылшынша . cache - құпия орын , қойма ) деген мағынаға ие. Кэш жады есте сақтайтын құрылғымен немесе буфермен келеді. КЭШ жады оқуға - жазуға арналған қатты дисктің айналдыру санын қысқартады , дәл осылай оған сақтайды. Процессор жағынан оқу процес қайталауларын талап етпейді немесе басқа хабар өңдейді .КЭШ жадының екі түрі бар болады : ішкі ( 8-ден 64 кбайт ), орналастырылушы процессор ішінде және сыртқы ( 256 кбайт-тан 1 Мбайт ),ол жүйелік платада орналастырылған.

ТЖҚ, BIOS және CMOS микросхемалары

Компьютердi қосқан кезде  оның ішкі жадысында ештеңе жоқ- деректер де, бағдарламалар да, өйткенi оперативті жады ұяшықтардың секундтың жүзден бiр бөлiгiндей зарядынсыз ештеңе сақтай алмайды, бiрақ компьютерді қоса салған сәттен бастап процессорға бұйрықтар  керек. Сондықтан, қосылған сәттен кейiн процессордың адрестiк шинасынан бастапқы адрес шығады. Процессор қойылған адрес бойынша өзiнiң алғашқы командасына оралады да, өзiнiң бағдарламаларымен жұмыс iстеудi бастайды. Iшiнде әзiрше еш нәрсе жоқ оперативті жады алғашқы адреске сiлтей алмайды. Ол басқа тұрақты жадыға сiлтейдi. Тұрақты жадының микросхемасы компьютер сөніп тұрған кезде де ұзақ уақыт бойы ақпаратты сақтай алады. Тұрақты жадыдағы бағдарламаларды қорғалған. Оларды онда микросхеманы дайындағанда жазады. Тұрақты жадыдағы бағдарламалар негізгі оқу/жазу жүйесін құрайды (BIOS- Basic Input/Output System). Бұл бағдарламалар жиынының негiзгi мақсаты компьютердің сыртқы құрылғылармен жұмыс iстеу мүмкiндiгiн, оның пернелiк тақтамен, монитормен, қатты және жұмсақ дискiлермен дұрыс жұмыс iстеуiн қамтамасыз етедi. BIOS – қа кiретiн бағдарламалар бiзге компьютердiң қосылуымен бiрге көрінетін экрандағы диагностикалық мәлiметтердi қарауды және пернелiк тақтаның көмегiмен қосылуға араласуға мүмкiндiк бередi. Жоғарыда бiз пернелiк тақта сияқты стандартты құрылғылардың жұмысы BIOS – қа кiретiн бағдарламалардың көмегiмен жүзеге асырылатынын көрдiк, бiрақ ондай нәрселермен барлық мүмкiн құрылғылармен жұмыс iстеудi қамтамасыз етуге болмайды. Мысалы BIOS - ты дайындаушылар бiздiң қатты дискiлер мен кейбір жұмсақ дискiлердiң параметрлерi туралы ештеңе бiлмейдi, оларға кездейсоқ есептеуiш жүйенiң құрамы мен қасиеттерi туралы еш нәрсе де белгiсiз. Басқа құрылғымен жұмысты бастау үшiн BIOS – тың құрамына кiретiн бағдарламалар керектi шамаларды қайдан табуға болатынын бiлуi тиiс. Белгiлi себептермен оларды оперативті жадыда да, тұрақты жадыда да сақтауға болмайды.  
Порттар  
Компьютер порттар – бұл арнайы электрондық құрылғылар арқылы әртүрлі сыртқы құрылғылармен байланысы жүзеге асады. Ол паралельді және жүйелі порттар болып екіге бөлінеді. Паралельді порттар сыртқы құрылғылардың байланысы үшін қолданылады , және таяу ара қашықтыққа хабарды үлкен көлемде жібереді. Бір уақытта паралельді порт арқылы 8-паралельді сымдардан 8-бит жұмсалады. Паралельді порт арқылы жүйелік блокқа принтер , сканер іске қосылады . Компьютердегі паралельді порттардың саны үшеуден аспайды , және олар 1, LPT 2. LPT 3( Line Рrin Теr - сызығы аттары сәйкесті болады). Жүйелі порттар манипуляторлардың жүйелік одағына, және модемдердің және көптеген басқа құрылғылардың қосу үшін қолданылады. Жүйелі порттар үлкен ара қашықтықтарға хабар тапсыруы үшін қолданылады, жүйелі порттар сондықтан коммуникациялы желі деп атайды. Порттар 3-суретте көрсетілген A – Перне тақта немесе тышқан B - Перне тақта немесе тышқан C – Порт USB 1 D - Порт USB 0 E – Тізбекті порт А F – паралельді порт G - Тізбекті порт B H – MIDI немесе ойын порты I – сызықты шығу порты J – сызықты кіру порты K – микрофон.

Замандас процессорлар

Кез келген замандас компьютер  ең алдымен микропроцессормен және микросхемалардың терімімен және жүйелік  платамен сипатталады. Бүгінгі кезде дербес компьютерге арналған замандас микропроцессорларды Intel және AMD компаниялары шығарады. Intel компаниясының замандас процессорлары : Intel Pentium 4 және Intel Celeron , ал AMD компания процессоры: Athlon XP. Әр қашанда микропроцессордің негізгі мінездемелерінің бірі ырғақты жиелік болып, ол мегагерцпен немесе гегегерцпен өлшенеді. Сонымен қатар микропроцессор параметрлерінің бір-бірінен артықшылықтары: микроархитектура сияқты процессор ядроларында , кэш жады мөлшерінде , өндіріс технологиялық процессінде , жүйелік шина санында, блок питания, жылу шығару , температура , процессор түйіндерінде болады . Сонымен қатар микропроцессор мінездемелері транзисторлардың мөлшерлері және олардың өндіріс технологиялық процесіне тура тәуелді болады. Ақыр соңында микропроцнессордың өндіріс технологиялық процесімен транзисторлардың жалпы саны , мүмкіншіліктері , барынша көп ырғақты жиілігі , процессор жылу шығаруы анықталады . Дәл осылай 0,18- микрондық технологиялық процеске процессорлар шығарылды . Барлық замандас процессорлар 0,13- микрондыққа және 90- нанометрлік технология шығарылды . Сонымен қатар процессорлар бір-бірінен айырмашылығы түйінінде болды. Мысалы , Intel Pentium 4 Willamette немесе Northwood түйінімен ұқсас және Athlon XP процессорлары Thoroughbred немесе Barton түйінінде негізі салынған бола алады . Түйін аты процессордың коды болады.  
Intel Pentium 4.

Ең бірінші Intel Pentium 4 процессоры 1,3 ГГц ырғақты жиілікпен жарыққа  швқты , ол 0,18- микрондық технология , микропроцессордағы КЭШ жады L2 размердегі мөлшері 256 Кбайт болды , жүйелік  шина жиілігі 400 МГц болды . Intel Pentium процессорлар корпусының разьемының екі үлгісі 4- Socket 423 және Socket 478 бар болады. Процессордың екінші маңызды мінездемесі оның жиілігі болып , бір секунд аралығында бірнеше операция орындайды . Процессордың келесі маңызды кезеңі - жиілік жүйеліктің шиналары 400 немесе 533 МГцке тең болды. Intel Pentium 4 процессорларына арналған 0,18- микрондық немесе 0,13- микрондық технологиялық процесте жасалған . Northwood түйінінде 0,13- микрондық технологиялық процеске 512 Кбайт , ал Willamette процессоры 0,18- микрондық технологиялық процеске 256 Кбайт жады болады .

Intel Celeron .

Биік өнімділіктер бәріне қажет емес және тек қана Intel Celeron процессоры қолдану жеткілікті . Соңғы кезде Intel Celeron процессорларының бірнеше түрі шығарылды, олар ырғақты жиіліктермен және өндіріс технологиялық процесімен өзгешеленеді . Барлық Intel Celeron замандас процессорлар жүйелік шина жиілігі 400 МГцке тең және екінші деңгей кэш L2 мөлшер 128 Кбайтқа тең . Intel Pentium 4 және Intel Celeron архитектурасы бір-бірін сәйкес келеді .

AMD Athlon XP .

AMD процессорлары әр түрлі  жеткіліктері бар . AMD Athlon XP процессорлары ырғақты жиіліктерімен және әр түрлі технологиялық процеспен өзгешеленеді. Олар әр түрлі жүйелік шиналардан тұрады . Сондықтан AMD процессорлары төрт негізгі процессор түйіндері бар : Palomino , Thoroughbred , және Barton . Athlon XP процессорлары Palomino түйінмен ең ерте болжамасы болып , олар 0,18- микрондық технологиялық процесте орындалған . AMD Athlon XP процессорлары Thoroughbred түйінімен алдындағы сәнді қатардан 0,13- микрондық технологиялық процесте әзірленген . AMD Athlon XP Процессорлары сәйкесті Thoroughbred түйінімен үлкен ырғақты жиіліктерден тұрады. Соңғы Barton компаниясында процессорларды өңдеуі түйінде жиілік 333 МГц және 0,13- микрондық технологиялық процессінде құрылған . Barton компаниясы AMD Athlon XP процессорлары арасында болашақта шапшаң жаңа үлгісін ұсынуға жиналады, олар ClawHammer және AMD Athlon 4 белгілі атқа ие болды. Оларды : x86-64 ISA , процессорына интеграцияланған жад контроллері және Hyper Transport сияқты үш революцияшыл өзгертулерден ерекшелеуге болады.

Қорытынды  
Микропроцессордың қүрылғыларын жобалауда микропроцессордың жұмыс жасау принцібін, конструкциясын құрдық. Бұл микропроцессордың көмегімен бағдарлама командаларын орындаймыз және програмаларды ұйымдастырамыз , құрылғыларды өңдейміз. Микропроцессордің және компьютердің әрекеттестігімен құрылғыларды , компьютер құрамына кірушілерді басқаруды жүзеге асыра аламыз. Ең бастысы микропроцессор компьютер жұмысын басқарушысы және орындаушысы болып табылады. Операциялар бағдарлама командасымен сұраулар қояды. Процессорда мүмкін бір бағдарламалардың орындалуына арналған. Бөлек операциялардың іске түсіру мақсатымен , енгізуді - шығару операцияларының ынталануын, ұйымын орындайды. Микропроцессордағы оперативті жады көмегі бағдарламаларды сақтай аламыз. Жадыдағы бағдарламалар көмегімен компьютер жұмысын орындаймыз. Стандартты оперативті жады сыйымдылығы 640 Кбайтқа тең. Тез әрекетінің және процессордің логикалық мүмкіншіліктерінің жоғарылауына арналған регистрлік жад одағын қосады ( жергілікті жад ),оның сыйымдылығы аз , бірақ тез әрекеті көбірек .Байланыс одағы ( процессор интерфейсі ) микропроцессордың оперативті жадпен және оперативті жад қорғаныс учаскелерімен хабар алмасуын ұйымдастырады. Енгізуді - шығару порттары арқылы процессор ақпараттары ауысады. Сыртқы құрылғылармен, мамандандырылған порттар болады. Компьютердің ішкі құрылғыларымен ақпаратты ауыстыруға болады , және порттар жалпы әртүрлі құрылғыға қосыла алады. Қосымша сыртқы порттарға (принтер ,“ тышқан ” және т.б..). құрылғыларға қосуға болады. Порттардың екі түрі болады : паралельділер және Асинхрондық жүйелілер. Паралельді порттар үлкен жылдамдықпен енгізу және шығаруды орындайды. Басқарушы регисторлар одағы хабардың уақытша сақтау үшін арналған. Ол регисторлармен және есепшілерден тұрады, және есептеуіш процеспен басқаруда. Бақылау одақ және диагностикалар қателердің табылуы үшін қызмет етеді.