Тақырып 2: Компьютерлік жүйелерге кіріспе. Компьютерлік жүйелердің архитектурасы

1.

Тақырып 2: Компьютерлік жүйелерге кіріспе.
Компьютерлік жүйелердің архитектурасы

2.

Дәріс мақсаты: қолданыстағы компьютерлік
жүйелердің архитектурасын зерттеу;
классификациясы, модельдері және қазіргі
заманғы компьютерлік жүйелерді құру әдістері.

3.

Компьютерлік жүйелердің түсінігі және
классификациясы:
Компьютерлік жүйе – бұл жүйе, қолданбалы
бағдарламалық қамтамасыз ету орнатылған
компьютердің өзі. Сонымен қатар, компьютерлік
.
жүйені ақпаратты алыс қашықтыққа жіберу
процесіне қатысатын құрылғылар жиынтығы
деп атауға болады. Мұндай жүйені компьютерлік
желі деп те атайды. Егер компьютерлік жүйе
туралы жеке құрылғы (компьютер) ретінде айтатын
болсақ, онда мұндай жүйені есептеу жүйесі деп
айтқан дұрыс. Егер компьютерлік жүйе құрылғылар
жиынтығы ретінде қарастырылса, онда мыналарды
ажыратамыз:

4.

жергілікті желі, бір мекеменің
ғимараты көлеміндегі немесе жақын
тұрған ғимараттарда орналасқан
компьютерлер жабық желісі.
ғаламдық компьютерлік
желілер, жергілікті желілер мен
басқа да телекоммуникациялық
құрылғылар мен желілерді қамтиды.

5.

Жоғарыда аталған түрлерден басқа, компьютерлік желілерді
жіктеу үшін келесі сипаттамаларды бөлуге болады:
технологиялық түрі бойынша (желідегі
компьютерлік жүйелердің физикалық орналасуын және
олардың арасындағы байланыстарды көрсететін жалпы
желілік сызба);
архитектура лық түрі бойынша (желі функцияларын
анықтауға, мәліметтермен алмасуға және өңдеуге
арналған есептеу жүйелерінің әртүрлі үлгілері үшін
стандарттарды орнатуға арналған байланыс
спецификациялары);
қолданылатын протокол түрі бойынша (протокол
желідегі компьютерлер байланысу үшін пайдаланатын
желілер мен сигналдардың жалпы жиынтығын
анықтайды)

6. 2.2 Компьютерлік жүйелердің эволюциясы

Телекоммуникациялық жүйелердің пайда болуы 1940
жылдардағы телеграфтың, телефонның және радионың
пайда болуымен басталды. Компьютерлік жүйелердің
құрамдас бөлігі кейінірек қазіргі компьютерлердің атабабаларына айналған перфокарталардың пайда болуымен
біршама кейінірек дами бастады. Перфокарта - бұл
картаның белгілі бір жерлерінде саңылаулардың болуы
немесе болмауы арқылы ақпарат көрсетілетін картон
тасымалдағыш. Кейіннен осындай перфокарталармен
жұмыс істеуге арналған жабдық жасалды. Компьютерді
жасау әрекеттері Атаносов пен Берриге, сондай-ақ неміс
өнертапқышы Зузеге тиесілі.

7. Перфокарта

8. Компьютерлік жүйелердің эволюциясы

Бірақ қазіргі компьютердің бастаушысы Нейман
және Мокли сияқты ғалымдар жасаған ENIAC (Electronic
Numerical Integrator and Computer) деп аталатын
компьютер болып саналады. Олар күрделілігі мен құнына
байланысты кеңінен қолданылмады, бірақ
информатиканың дамуына үлкен үлес қосты.

9. Компьютерлік жүйелердің эволюциясы

Содан кейін негізгі фреймдер деп аталатын дәуір келеді маңызды енгізу-шығару ресурстары және үлкен көлемдегі
жады бар үлкен өнімділігі жоғары компьютерлер. Мұндай
компьютердегі барлық ақпарат перфокарталарда болды,
оларды қолмен тасымалдауға тура келді. Кейде бұл көп
күш пен еңбекті қажет етеді.
Барлық компьютерлік жүйелерді стандарттау үшін
ресурстарды тиімді пайдалануды қамтамасыз ететін
бірінші жаһандық ARPANET құрылды. Бұл желі
ақпаратты беру үшін телефон желілерін пайдаланды. Бұл
технология кейін X.25 деп аталды және телефон желілері
үшін деректерді беру протоколы ретінде стандартталған.
Тарату ортасы ретінде телефон желілерін жиі пайдалану
цифрлық сөйлеуді таратуға көшуге әкелді.

10. 2.2 Компьютерлік жүйелердің эволюциясы

Осы кезеңде дербес компьютерлер пайда болды, олардың
санының артуы олардың арасында жергілікті компьютерлік
желілер мен интерфейстік құрылғылардың пайда болуына
әкеледі. Жаңа кезең - жергілікті желілерді құру және желілік
технологияларды стандарттау. Ethernet (1980), TokenRing
(1984) және FDDI (1985) технологиялары пайда болды.
90-шы жылдар Интернеттің және TCP/IP хаттамалар
стегінің пайда болуымен және дамуымен ерекшеленді.
Пайдаланушылар саны мен берілетін ақпарат көлемі өсті,
сонымен бірге ресурстарға қойылатын талаптар да артты.
Телефон желілерін талшықты-оптикалық желілер
алмастыруда, бұл ақпараттың үлкен көлемін беруге ғана
емес, сонымен қатар жоғары жылдамдық пен сенімділікті
қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

11. 2.3 Компьютерлік жүйелердің архитектурасы мен құрамдас бөліктері

Компьютерлік жүйелердің архитектурасы келесі
компоненттерден тұрады:
есептеу және логикалық мүмкіндіктер
(командалық жүйе, мәліметтер форматтары,
операцияларды орындау алгоритмдері);
аппараттық құралдар (жадыны ұйымдастыру,
басқару, сыртқы құрылғылармен әрекеттерді
ұйымдастыру);
бағдарламалық қамтамасыз ету (операциялық
жүйелер, бағдарламалау жүйелері, қолданбалы
бағдарламалық қамтамасыз ету).
Компьютерлік жүйелердегі орталық орынды компьютер
алады.

12. 2.3 Architecture and components of computer systems

Компьютер - мәліметтерді өңдейтін және
есептеулер жүргізетін, сол сияқты символдармен
өзге де әрекеттерді жүзеге асыра алатын
бағдарланған электрлік құрылғы.
Компьютер негізгі екі класқа бөлінеді:
цифрлы компьютерлер (мәліметтерді екілік
кодтар түрінде өңдейді)
аналогты компьютерлер (үздіксіз өзгеріп
отыратын физикалық шамаларды өңдейді)

13.

Компьютерлер негізін электрондық және
электромеханикалық
элементтер
мен
құрылғылардан құралған — аппаратура
(HardWare) құрайды.
Компьютерлер әрекетінің принципі
арифметикалық логикалық және басқа да
операциялардың
нақты
анықталған
тізбегінен,
алдын-ала
берілген
—
бағдарламасын
(SoftWare)
орындаудан
тұрады.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26. 2.4 Компьютерлік жүйелердегі мәліметтерді көрсету

Компьютерлік жүйелер екілік санау жүйесін
пайдаланады, яғни компьютердегі барлық сандар
нөлдермен және бірліктермен бейнеленген, олар екілік
цифрлар деп аталады (екілік цифр қысқартылған бит),
сондықтан компьютер тек цифрлық түрде берілген
ақпаратты өңдей алады.
Сандық, мәтіндік, графикалық және дыбыстық
ақпаратты цифрлық ақпаратқа түрлендіру кодтау арқылы
жүзеге асырылады – бір типті мәліметтерді басқа түрдегі
деректер арқылы түрлендіру процесі.
Мәтіндік ақпаратты көрсету үшін әр символ бүтін санға
(реттік сан) сәйкес келетін таңбаларды нөмірлеу кестесі
немесе символдарды кодтау кестесі қолданылады. Сегіз
екілік сан 256 түрлі таңбаны кодтай алады.

27. 2.4 Компьютерлік жүйелердегі мәліметтерді көрсету

Қолданыстағы ASCII стандарты (American
Standard Code for Information Interchange американдық 8-бит кодтау жүйесі) екі кодтау
кестесін қамтиды - негізгі және кеңейтілген. Бірінші
кестеде 0-ден 127-ге дейінгі негізгі таңбалар бар,
онда ағылшын алфавитінің символдық кодтары, ал
кодтаулардың екінші кестесінде 128-ден 255-ке
дейін кеңейтілген таңбалар бар. Windows-1251 орыс
тіліндегі таңбаларды кодтау үшін қолданылады.
Сондай-ақ 16-биттік таңбаларды кодтауға
негізделген әмбебап UNICODE жүйесі бар, ол
әлемдегі көптеген тілдердің таңбаларын
орналастыра алады.

28. UNICODE жүйесі

29. 2.4 Компьютерлік жүйелердегі мәліметтерді көрсету

Графикалық деректерді кодтау үшін растр
сияқты кодтау әдісі қолданылады. Нүктелердің
координаталары және олардың қасиеттері екілік
кодтың көмегімен кодталатын бүтін сандармен
сипатталады. Мысалы, қара және ақ графикалық
объектілерді 256 сұр реңктері бар нүктелердің
комбинациясы арқылы сипаттауға болады, яғни,
кез келген нүктенің жарықтығын кодтау үшін сегіз
разрядты екілік сан жеткілікті. Түсті графиканы
бейнелеу режимі RGB жүйесінде 24 разрядты екілік
санның көмегімен ұсынылған және толық түсті деп
аталады.

30. RGB жүйесі

31. 2.4 Компьютерлік жүйелердегі мәліметтерді көрсету

Дыбысты кодтау үшін күрделі дыбысты әр түрлі
жиіліктегі қарапайым гармоникалық сигналдар тізбегіне
ыдыратуға негізделген FM (Frequency Modulation) әдісі
пайдаланылады, олардың әрқайсысы тұрақты синусоид
болып табылады, сондықтан сандық параметрлермен
сипатталуы мүмкін, т.б. код. FM-ден басқа технологияның
қазіргі жағдайына сәйкес келетін толқын-кесте синтезі
әдісі қолданылады.
Бейне деректерін көрсетудің көптеген әртүрлі
пішімдері бар. Windows ортасында Video for Windows
пішімі AVI (Audio Video Interleave) кеңейтімі бар әмбебап
файлдарға, сондай-ақ Quick Time мультимедиялық
пішіміне негізделген. Бірақ MPEG (Motion Picture Expert
Group) қысу жиірек қолданылады.

32. Бақылау сұрақтары

1 Компьютерлік жүйе дегеніміз не?
2 Компьютерлік жүйелердің технология
түрлері бойынша жіктелуі?
3 Компьютерлік жүйенің негізгі
компоненттері?
4 Компьютердің құрылымы?
5 Компьютерлік жүйелердің дамуының
негізгі кезеңдері?