Кіріспе
Біз бұл курстық
жұмыста микропроцессорлардың құрлысын
және микропроцессор жүйе құрылғыларын
қарастырамыз. Микропроцессор жүйе құрылғыларын
автоматтандырылған жобалау жүйесінде
және AutoCADта сызба нұсқаларын қарастырамыз.
Автоматтандырылған жобалау жүйесі –
дегеніміз жобалауды автоматтандыру құрал
комплексі және жобалауды автоматтандыру
жобалаушы мамандарының өз-ара байланысы.
Көп техникалық әдебиеттерде мынадай
анықтама жүреді – жоба ұйымының ішкі
бөлімдерімен тығыз байланысы ұйымының
техникалық жүйе негізінен автоматтандырылған
жобалау жүйесі ұйымдастыру комплексіне
қарағанда қолданатын тобымен байланысты
програмалық комплексі түрінде болады.
Автоматтандырылған жобалау жүйесіне
байланысты термин бұйымды шығарудың
паралельді технологиялық ортасы компьютер
технологиясының дамуына байланысты айтады
және програмалық құралдарға байланысты
паралельді жобалауды жүзеге асыру құралы
деген термин пайда болады. Автоматтандырылған
жобалау жүйесі – Автоматтандырылған
ақпараттық жүйе және жобаны жүзеге асырып
отырған ұйым қызметі. Автоматтандыру
үшін арналған жобаны құру негізгі орта
ақпарат қоры математикалық және графиктік
модельдер. Автоматтандырылған және конструктивті
процедура қолданады.
Автоматтандырылған жобалау әдістемесінде
берілген микропроцессорды дайындау үшін
техникалық процесстері қарастырылады.
Ол төмендегі этаптардан тұрады:
1 Берілген деректерді енгізу. Соның ішінде
оперативті және нормативті анықтамалар,
информациялар.
2 Микропроцессордың техникалық процеске
қатысты жобасын беру.
3 Техникалық процесті математикалық модельдеу
4 Маршрутты техникалық процессін жобалау
5 Операциондық техникалық процессін жобалау
6 Техникалық құжат комплектісін шығару
Обьектіні сызуда
жалпы қолдануға арналған машиналық
графиктер пакетіне AutoCAD, autodesk және
тағы басқа жүйелер кіреді. Осы AutoCAD жүйесін
қолдана отырып микропроцессор құрылғыларын
сызамыз.
Микропроцессордың
даму тарихы.
1.
Микропроцессор 8086
1976 жылы Intel фирмасы
8086 микропроцессордың үстінде жұмыс
істеу күшейтілген.Оның конденсатор
мөлшер екі есе үлкейген болатын
, сонымен қатар ақпараттық шиналардың
мөлшері 16-дәрежеге үлкейген болатын,
сондықтан да микропроцессорға
хабар тапсыру жылдамдық мүмкіншілігі
екі есе үлкейді.Оның адрестік шиналар
саны-20 битке маңызды үлкейген болатын.
Сол сияқты үлкен 8080,8086 мирасқор болды.
Сайып келгенде, олар 16-биттік сияқты өңдей
алды , дәл осылай және 8-биттік 8086 және
8080 процессорлары болды. Олар арнайы бейнемен
істеліп оперативті жад мөлшері 16 сегментке
бөлініп 64 Кбайтқа тең болды . 8086 процессор
үлкен ақпараттық жұмыс істеу құрылымдарға
рұқсат етпей, сегменттердің шекаралары
арқылы көшіп өту мәнде 8086 озып кетті.
Компьютерлерде 8-биттік процессорлар
құрылды, себебі 16- биттік микропроцессорге
қосымша талап қойылды. Микросхеманың
мына 16- биттік процессордың қолдануы
өз бағасын ақтамады .
2.
Микропроцессор 8088
Презентациядан
1-жылдан кейін 8086-ны, Intel фирмасы өңдеу
туралы жариялады. Микропроцессор 8086:
16-биттіге өте ұқсас 8088 келді. Оның региторлары
20-адрестік сызықтардан, және шина саны
8-битке азайтылған болатын. 8- биттік сол
уақытта техникалық қамтамасыз ету элементтері
толық қолдануда көп таралған. Адым сияқты
артқа микропроцессорлардың өңдеу тарихында
8088 процессор орнына арнайы компьютер
оның базасында IBM процессорын аңдауы
түсінік болатын . Ол Сегіз биттік шина
болып микросхема базарында қолдануға
рұқсат етті . Салыстыруға бар болу микропроцессорлармен
Он алты биттіктің ішкі құрылым маңызды
артықшылықтарды берді. 16- биттік регистор
және бейімденуші бағдарламалары жеңілдетілді.
Ол аз компьютерлердің үй іші өңдеуіне
арналған базамен келді . Бұл сегіз-бит
8 қосымша сымдарды талап етті. Сайып келгенде
бұларды екі микросхемалары әртүрлі болды
.
Жүйелік плата Intel 8088 микропроцессорында
келіп Intel процессор 16- биттік болжаманы
өзімен ұсынады. 16- биттік көбейту және
бөлу қоса операцияларын 1Мбайт жадысымен
8088 микропроцессоры орындады. Ол барынша
көп тәртіпте жұмыс істеді . Сондықтан
жүйеге мүмкін сопроцессор қосылған .
Процессор частотасы жиілікпен 4.77 МГц
жұмыс істеді. Ол түрлі түсті теледидарға
арналған . 4.77 МГц циклды частота жиілік
жанында 210 нс магистралы болды. Ол енгізуді,
шығаруды бес тактіге талап етіп 1.05 мкс
. құрастырады. Процессор көп функцияналды
құрылғылардан тұрды. 8088 микропроцессоры
мекенжаймен команда сұрыптауын өндіретін,
оның түсіндіріп беретін функцияларды
орындады.
Компьютер корпусында
микропроцессордың жанында басқа
қосымша құрылғылардан: Үзулердің контроллерлері,
таймерлер және шиналардың контроллерлері
болды. Компьютерлік өнеркәсіп дамуы өлшемімен
, құрылғылар аралық функциялардың бөліну
ықшамдауы, және әрбір құрылғы өз функция
орындау бағытында дамыды . Intel фирмасы
өз микропроцессорларын жетілдіруді жалғастырды
. 1982 жылға көз алдына микропроцессор 80286
келген болатын. Бірге қосылатын компьютерлердің
және турборежима жасалуына негіздік
чип болды.
3. Микропроцессор
80286
1982 жылға тағы
микропроцессор 80286 көз алдына келген
болатын . Ол қосымша сапаларға ие болып,
Өнеркәсіпте жаңа микропроцессор толық
қолданылады. Ол 16-разрядты шинадан және
16-биттік ішкі резистордан тұрды. Ол 6 МГц
жиілікпен, ал содан соң 8 және 10 Мгц-пен
жұмыс жасады. 20-разрядты шина орнына 24-адрестік
шиналар болды. Бұл қосымшалар барынша
адрестелетін жады 16 Мбайтқа толықты үлкейтуге
мүмкіндік туғызды. Сонымен қатар Виртуалды
жадыны қолдануға 80286 микропроцессоры
рұқсат етті. 80286 арнайы құралдармен жабдықталып
, оған нақты немесе виртуалды жадқа кез
келген байт жатады. Микропроцессорда
16 Мбайт физикалық жад және 1008 Мбайт виртуалдының
жұмыс істеуге мүмкіндік туғызады. Бәрі
үлкен жад сегменттерге 64 Кбайт-пен бөлінген
болатын.
4.Микропроцессор
80386
1985 жылға 80386
микропроцессоры жасалған болатын.
80386 микропроцессоры барлық сапаларға
ие болды . Жұмыс істеу мүмкіншілік жоғары
болды. Регистор мөлшерлері және шиналар
саны 32-битке үлкейген болатын. Хабар беру
жылдамдығы 16-биттік 80286 микропроцессорынан
екі есе артты. Тап осы шинаның 32-битке
артуымен, адрестік сызықтардың саны сонымен
қатар 32-ге артты. Сонымен қатар виртуалды
жад 16 триллион байттарымен жұмыс жасай
алды, және ол бір секундта 3,4-милион операция
орындай алды. Микропроцессор барлық қажетті
орындауға соңғы болды. Ол үлкен артықшылықтарды
берді.
Микропроцессорлардың
компаненттері
Микропроцессор-барлық
есептеулер жүргiзiлетiн компьютердiң негiзгi
микросхемасы. Сызба түрiнде процессор,
операциялық жүйенiң ұяшықтарына ұқсайтын
ұяшықтардан тұрады, бiрақ бұл ұяшықтарда
деректер сақталып қана қоймай, өзгертiлуi
де мүмкiн. Процессордың iшкi ұяшықтарын
регистрлар деп атайды.
Басқа құрылғылармен және ең негiзгi- операциялық
жүйемен процессор шиналар деп аталатын
өткiзгiштер тобы арқылы байланысқан. Негiзгi
шиналар үшеу: деректер шинасы, адрестiк
шина, командалық шина.
Адрестi шина.Intel Pentium процессорларында
(атап айтқанда олар дербес компьтерлерде
кең тараған) адрестi шина 32 - разрядты,
яғни 32 паралель сызықтардан құралған.
32 нөлдер мен бiрлер комбинациясы жедел
жадының бiр ұяшығын нұсқайтын 32-разрядты
адрес құрады.
Деректер шинасы. Бұл шина арқылы процессор
регистрiнен операциялық жүйеге және керi
деректердiң көшiру жұмысы жүргiзiледi.
Intel Pentium процессорлар базасы негiзiнде
жиналған компьютерлерде деректер шинасы
64-разрядты, яғни бiр рет өңдеуге бiрден
8 байт жеткiзiлетiн 64 арналардан тұрады.
Командалар шинасы.Процессор деректердi
өңдей алу үшiн оған командалар қажет.
Ол өзiнiң регистрiнде сақталған байттармен
не iстеу керек екенiн бiлуi керек. Бұл командалар
да процессорге операциялық жүйеден жеткiзiледi,
бiрақ деректер массивтерi сақталған емес,
программалар сақталған аймақтан жеткiзiледi.
Командалар да байттар түрiнде берiлген.
Ең жай командалар бiр байтқа сыяды, бiрақ
кейбiреулерiне екi, үш одан да көп байт
қажет. көптеген қазiргi заманғы процессорллардың
командалар шинасы 32-разрядты (мысалы,
Intel Pentium процесорларында), бiрақ 64-разрядты
және 128-разрядты процессорлар да бар.
Процессордың командалар
жүйесi. Жұмыс барысында процессор өзiнiң
регистрiнде, операциялық жүйе өрiсiнде
және де процессордың сыртқы порттарында
орналасқан деректердi қамтамасыздандырады.
Ол деректердiң бiр бөлiгiн деректер, бiр
бөлiгiн- адрестi деректер, ал тағы бiр бөлiгiн
- командалар түрiнде бередi. Процессордың
деректерге қолдана алатын командалар
жиыны процессордың командалар жүйесiн
құрады. Бiр түрге жататын процессорлардың
командалар жүйесi бiрдей немесе жақын
болады. әр түрге жататын процессорлар
командалар жүйесi бойынша ажыратылады
және өзара алмастырылмайды.
Микропроцессор
жүйесінің құрылғылары
Микропроцессордың
жүйе құрылғылары микропроцессордың
жұмыс жасауында үлкен қызмет
атқарады. Жүйе құрылғылар көмегімен арифметикалық операцияларды
өзгертудің кисынды кодтардың үстінде
бекітілген және өзгергіш ұзындық сандарының
үстінде жұмыс жасайды. Үтірлермен бекітілген
және ондық сандардың үстінде өңдеу, өзгергіш
әліпбелік - цифрлік сөздерінің , сонымен
қатар қызмет атқаратын операцияларды
өзгертуге мүмкіндік береді.
Микропроцессорларды құрылушылар көптеген
мың қосымша дискреттік элементтердің
қосылуы, бір микросхема рамкаларында
функциялардың орындауға мүмкін болды.
Жүйелік
блок
Компьютер өте
маңызды бөлімімен келеді , дәл
осылай жүйелік блокта құрылғылар орналасады,
және олсыз ЭВМ жұмыс жасамайды . Жүйелік
блок дене үлгісі арнайы компьютер түріне
тәуелді болады, жүйелік блокта қондырғыны
орналастыру және қондырылған компоненттерінің
санын анықтайды . Столға қоятын арнайы
компьютерлердің ең көп таралған түрі
столға қоятын ( desktop ) немесе мұнара түрінде
( tower ) келеді.
Жүйелік блок ішінде келесі міндетті компоненттер
орналасқан , компьютер жұмыс қамтамасыз
етуші: жүйелік плата ; микропроцессор
; компьютер жады ; жүйелік шина ; электрондық
схемалардың терімі ; электр коректену
одағы ; индикация панелі ; порттар және
кеңейту слотысы ; кеңейту платалары ;
сыртқы жад. Компьютер аппараттық негізі
жүйелік плата болып, онда микросхемалар
- орталық процессор және ішкі жадты орналасқан
. Жүйелік плата жұмыс жасау шарттары және
арнайы компьютер негізгі құрама бөлімдерінің
байланысын қамсыздандырады . Нақ жүйелік
платада жүйелік сағаттары орналасқан,
олар операциялардың орындалу жылдамдығын
анықтайды . Жылдамдық мегагерцпен өлшенеді
(1МГц-1 млн тактілі секундқа бірдей ). Жүйелік
сағаттар жүйелік плата компоненттердің
көпшілік жұмысын үйлестіреді .
Жүйелік плата және кеңейту слоттары замандас
арнайы компьютер құру архитектура принцибын
қамсыздандырады . Слот бұл разьем болып
онда жүйелік плата орналасады. Кеңейту
слоттары барлық құрылғы сияқты жүйелік
платада арнайы компьютер анықтап қарауға
рұқсат етеді , модификациялауға болады
. Кеңейту платалары компьютер мүмкіншіліктерінің
кеңейту слотында құру жолымен жүзеге
асады . Кеңейту плата әртүрлі микросхемалардан
құрастырылған. Кеңейту плата разьемы
жүйелік блокпен кабель арқылы қосылады.
Ең көп таралған платаларға видеокарты
, желілі адаптерлер , дыбысты карталар
жатады.
Жүйелік
плата.
Компьютердің
ең өзектісі бұл жүйелік платалар.
Олар бірнеше нұсқада шығарылады.
Олар өлшемдерімен және форумфакторларымен
ерекшеленеді. Жүйелік платаның негізгі
форумфакторлары :
1)ATX
2)Micro ATX
3)Flex ATX
4)NLX
5)WTX
ATX-Спецификациясы Intel фирмасының 1925 жылы
шілде айында шығарылды. ATX конструкциясы
Baby AT және LNT, LPX-тің жаңартылған стандартты
түрі. Оның ерекшелігі разьемдарының 2-панелінде,
жүйелік платаның ұзындығы 6,25 дюим, биіктігі
1.75 дюим. Сыртқы разьемды яғни жүйелік
платадағы кабельдерді қолданбауға әкеледі.
Micro ATX 1997 жылы желтоқсанда ең бірінші Micro
ATX форумфакторы құрылды. Micro ATX және ATXфорумфакторларының
ерекшелігі:
1) Ұзындығының қысқартылуы 244мм ( 305 дюим)
2) Разьемдарының саны мен блок питанияның
қысқартылуы
Flex ATX 1999 жылы Micro ATX спецификациясына енгізулер
енгізіліп Flex ATX пайда болды. Flex ATX форумфакторы
жүйелік платадағы өлшем ұзындығы 299 мм-ге,
биіктігі 191 мм-ге кішірейтілді. Micro ATX-тің
ерекшелігі Socket ұяшығының типін қолданды.
NLX-1996 жылы өараша айында жүйелік платаның
форумфакторы шығарылды. Ал 1999 жылы ақпан
айында WTX форумфакторының толық түрі
шығарылды. WTX форумфакторының негізгі
қасиеттері:
1) 32-64 разрядты Intel процессорын қолдайды.
2) Екі процессордың жүйелерін қолдайды.
3) Flex-Slot I|o адаптерін қолдайды.