Порттар. Батырмалар. Шамдар. Порттар

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СЫРТҚЫ  ҚҰРЫЛҒЫЛАР

     Сыртқы  құрылғы ДК-дің жалпы бағасының 50-80 пайызын құрайды. ДК-ның сыртқы құрылғылары машинаның қоршаған ортамен, пайдаланушылармен, басқару объектілерімен және басқа ЭЕМ-дермен қарым-қатынасын қамтамасыз етеді.

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Пайдаланушының  диалогтік қүралдарының құрамына бейнеманитор - ДК-ге енгізілген және одан шығарылатын ақпаратты бейнелеу құрылғысы және сөздік ақпарат енгізу-шығару құрылғылары кіреді.

  Ақпарат енгізу қурылгыларына пернетақта, графиктік планшеттер. сканерлер, манипуляторлар, сенсорлық экрандар жатады.

  Ақпарат шығару құрылғыларына принтерлер, графиксалғыштар (плоттерлер) жатады.

  Байланыс  және телекоммуникация құрылғыларына желілік контроллерлер атап айтқанда модем жатады. 

ҚОСЫМША  ҚҰРЫЛҒЫЛАР

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Компьютердің  жұмыс істеу принципін жалпы түрде алғашқы рет 1946  жылы американдық ғалым Джоно Фон Нейман жазған.     

      Программалық    басқару  принципі мыналардан тұрады:

• енгізу құрылғыларының көмегімен компьютердің ішкі жадына 
  программа жазылады;
• процессор программаның бастапқы нұсұқаулары бар ішкі жадтың 
  ұяшықтарындағыны шығарып оқиды:
• ол нұсқауларды орындайды, олар:
• деректермен операциялар (арифметикалык логикалық);
• жадтан деректерді оқу (амалдарды орындау
• деректерді жадқа жазу үшін (операцияларды орындау)
• жадқа енгізу құрылғысы арқылы дерек енгізу)
• шығару құрылғыларына жадтан дерек шығару;

Осылайша процессор  нұсқаулар мен программалық автоматты түрде орындайды - бұл программалық  басқару принцпі. 
 

    Жедел жад.

    Жедел жад бұл деректерді уақытша сақтауға қабілетті кристалды ұяшық сілемі. Жадтың әрбір ұяшығының өзінің адресі болады.  Бір ұяшықта 1 байт ақпарат сақталады.

    Жедел жад компьютерде модульдер деп  аталатын стандартты  тақталарда орналасады. Жедел жадтың модульдерін  аналық тақшадағы  сәйкес ажыратпаларда  қондырады.

Жедел жадтың сипаттамасы – оның сыйымдылығы. Қазіргі уақытта жедел жадтың көлемі 128 МБ, 256 МБ, 512 МБ, 1ГБ болып келеді.

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.  

Оперативті  жадыны басқару жүйесі.

      Жады  - мультибағдарламалы операционды жүйе қатарынан түбегейлі басқаруды  талап ететін ең маңызды дерлік ресурстардың бірі болып табылады. Жадының Бос бөліктерінің барлығы бөлістіруге төнеді.ОЖ жадыны басқару жөнінен қызметтері: бос және толған жадыны анықтау, жадыны үрдістерге бөлу мен олардың тамамдалуы кезінде жадыны босату, үрдістерді оперативті жадыдан дискіге ығыстыру, оперативті жадыда орын босаған кезед оларды қайтара көшіру, сондай-ақ бағдарлама мекен-жайларын физикалық жадының нақты облысына саралау.

      Мекен-жайлар түрлері

      Құбылмалы және командалар идентификациясы үшін символды атаулар, виртуалды мекен-жайлар мен физикалық мекен-жайлар қолданылады.

      Символды  атауларды тұтынушы бағдарламаны алгорит  тілінде немесе ассемблерде жазу барысында қолданылады.

      Виртуалды мекен-жайларды бағдарламаны машина тіліне аударатын   транслятор жасап шығарады. Осылайша, аударылым барысында бағдарламаның оперативті жадының қай бөлігіне барып орнығатыны белгісіз болғандықтан, транслятор бағдарламаларға құбылмалы және командаларға виртуалды мекен-жайларды беріп, бағдарлама нөлдік мекен-жайдан басталатынын ескереді. Үрдістің виртуалды мекен-жайларының жиынтығы  виртуалды мекен-жай кеңістігі деп аталады. Әрбір үрдіс өзіндік виртуалды мекен-жай кеңістігіне ие. Виртуалды мекен-жай кеңістігінің максималды көлемі компьютердің аталған сәулетіне тән мекен-жай разрядтылығымен шектеледі, сондай-ақ компьютердің физикалық жадымен сәйкес келмейді.

      Физикалық мекен-жайлар құбылмалылар мен командалар орныққан оперативті жадының ұяшық  нөмірлеріне сәйкес. Виртуалды мекен-жайдан физикалыққа ауытқу екі тәсілмен жүзеге асады. Алғашқыда, алмастыруды арнайы жүйелік бағдарлама – алмастырушы қосушы орындайды. Ол физикалық жадының бастапқы мекен-жайы жөніндегі ақпаратқа сүйемдене отырып, бағдарламаның қосылуын іске асырады. Екінші тәсілде, бағдарлама виртуалды мекен-жайда еш өзгертілімсіз қосылады, бұл ретте операционды жүйе бағдарламалық кодтың виртуалды мекен-жай кеңістігіне қатысты орнығуын бағдарлайды. Бағдарламаның орындалуы барысында оперативті жадыға төну кезінде виртуалды мекен-жайдың физикалыққа түрленуі орындалады. Екінші тәсіл барынша тиімді болып табылады. Ол бағдарламаныңорындалуы кезінде оның деңіл түрде орын алмастыруын қамтамасыз етеді, ал алмастырушшы қосушы бағдарламаны жады бөлігіне мықтап бекітіп тұрады. Сонымен қатар алмастырушы қосушыны қолдану шығындар санын кемітеді, себебі виртуалды мекен-жайдың түрленуі қосылу барысында бір рет қана болады, ал екінші жағдайда аталған мекен жайға төну кезінде қайтара орындалып отырады.

      Жадыны  басқарудың барлық тәсілдері екі  классқа жіктелуі мүкін: оперативті жады мен диск арасында үрдістердің орны алмастыруын қолданылатын тәсілдер, және мұндай әрекеттілікті жасамайтын тәсілдер

      Жадыны  диск кеңістігінің қолданылуынсыз бөлістіру тәсілдері(12-ші сурет)

12-ші  сурет.

      Жадыны  фиксирленген бөліктермен  бөлістіру.

      Оперативті  жадыны басқарудың ең қарапайым тәсілі – оны фиксирленген көлемді бірнеще  бөліктере бөлістіру болып табылады. Бұл жүйе бастамасы немесе оның генерациясы  кезінде оператормен орындала алады. Орындалуға түскен есеп не жалпы реттілікке, не бөлік реттілігіне орныға түседі.(13-ші сурет)

13-ші  сурет:  
а – жалпы реттілікпен; б – жекелеген реттіліктермен

      Жадыны  басқару жүйесі бұл ретте келесі міндеттіліктерді орындайды:

• Орындалуға түскен бағдарлама көлемі мен бос өлшемдерді салыстыра отырып, қажетті бөлікті талғайды.
• Бағдарламаның қосылуы мен мекен-жайлардың сараптамасын жүргізеді.

      Басымдылықта-орындалу жеңілділігінде- аталған тәсіл маңызды  кемішілікке –қатқылдылыққа ие. Осылайша бөлікте жалғыз бағдарлама орындала алатындықтын, мультибағдарламаландыру  деңгейі бағдарлама көлеміне тәуелсіз бөлік санымен алдын-ала шектеледі. Егер де бағдарлама көлемі кішігірім болса да, ол бүтін дерлік бөлікті қамтып алады. Ал бұл өз кезегінде жадының нәтижесіз қолданылуына алып келеді. Егер де машинаның оперативті жады көлемі қандай да бір бағдарламаны орындауға мүмкндік берсе де, жадыны бөліктерге бөлістіру мұндай әрекеттілікке жол бермейді.

      Ауыспалы  көлемді бөліктермен  жадыны бөлістіру

      Бұл жағдайда машина жады алдын-ала бөліктерге бөлінбейді. Алдымен бұкіл жады бос  болады. Әрбір қайтара келіп түсетін есепке қажетті көлемде жады бөлінеді. Егер де қажетті жады көлемі болмаса, онда бағдарлама орындалуға кіріспей, реттілік құрады. Есептің орындалуы тамамдалған соң жады босап, оның орнына  басқа да есеп енгізілуі ықтимал. Осылайша кез-келген сәтте оперативті жады түрл көлемді бос және толған учаскелердің жиынтығы бейнесі ретінде көрінеді. Жадыны басқарудың Аталған тәсілін орындау барысындағы операционды жүйе міндеттілігі:

• Бастапқы мекен-жайлар мен жады учаскелерінің көлемі белгіленген бос және  толған облыс кестелерін жүргізу.
• Жаңа есеп – сұраныс сараптамасы түскен жағдайда жоғарыда аталып өткен кестені қаратырып, келген есепті орнықтыру
• Есепті оған бөлінген бөлікке енгізу мен бос және толған облыстар кестесін нақтыландыру.
• Еесптің аяқталуынан кейін бос және толған облыстар кестесін нақтыландыру.

      Бағдарламалық код орындалу барысында ауыстырылмаса, яғни бұл ретте ауыстырушы қосушы арқылы мекен-жайларды бір мезетте  жөнге келтіруімізге болады.

      Қайтара келіп түскен есеп үшін бөлікті талғау түрлі ережелер бойынша орындалуы мүмкін, мысалы "қажетті көлемдегі назарға алғаш түске бөлік ", немесе "қажеттіден аз көлемі бар бөлік ", я болмаса  "қажеттіден көп көлемі бар бөлік " ережелері. Бұл ережелердің барлығы өзіндік басымдылықтар мен кемшіліктерге ие.

      Жадыны  фиксирленген бөліктермен бөлістіру  тәсілімен салыстырғанда аталған  тәсіл өте қолайлы, дегенмен маңызды  дерлік кемшілігі бар -  жады фрагменттенуі. Фрагменттену, яғни бөлшектену – бұл бос жадының өте кіші мөлшерлі  ұқсас келмейтін учаскелерінің көп болуы. Жады көлемінің кішігінір болары соншалық, тіпті қайтара келіп түсетін бағдарламалар фрагменттердің сомалық көлемі  талап етілетін жады көлемінен біршама көп болса да бірде-бір учаскеге толассымайды, 

      Орын  алмастырушы бөліктер

Фрагменттелуге  қарасты күрестің бірде-бір тәсілі – барлық толған учаскелерді бос жады бүтін бос облысты қамтитындай жас не байырғы мекен-жайлар учаскелеріне алмастыру қажет (13-ші сурет). Жадыны орын алмастырушы бөліктермен бөлістіретін ОЖ негізгі қызметтіліктеріне қосымша – аталған жағдайда ол бос және толған облыстар кестесін нақтылай отырып бөлік құрамын бір орнынан екіншісіне көшіріп отыруы міндет. Аталған шара "ығыстыру" деп аталынады. Ығыстыру тәсілі не есептің тамамдалуы кезінде, не келіп түскен есепке қажетті бос жады қалмаған кезде орындала алады. Алғашқы жағдайда кестелерді нақтыландыру барысында есептеу жұмыстарының аз көлемі талап етіледі, екінші жағдайда – ығыстыру шарасы сирек орындалады. Осылайша бағдарламалар орындалу барысында оперативті жады бойынан орын алмастырып, мекен-жайлардың виртуалдықтан физикалыққа түрленуі динамикалық түрде орындалып отырады.