: Перфокарталардың пайда болуы

1801: Перфокарталардың пайда болуы

1838 жылы Чарльз Бэббидж жасап бастаған аналитикалық машинаның бағдарламалау принциптері Жаккардың перфокарталарына байланысты болатын.

1890 жылы АҚШ Халық Санағы, он жыл бойы жүргізілген халық санағының нәтижесін өңдеу үшін, Герман Холлерит ойлап тапқан сұрыптау тәсілдерімен қатар, перфокарталарды пайдаланды. Холлерит компаниясы IBM корпорациясының ядросына айналды. Бұл корпорация перфокарталар технологиясын мәліметтерді өңдеудің қуатты құралына айналдырып, оларды жазуға арналған құрылғыларды көптеп шығарды. 1950 жылы IBM технологиясы өнеркәсіпте және үкіметте кең тарады. Карталардың көпшілігінде жазылған "бұруға, мыжыруға және жыртуға болмайды" деген ескерту соғыстан кейінгі көпшіліктің есінде болатын.

Көптеген компьютерлерде перфокарталар 1970-жылдардың соңдарына дейін қолданылды. Мысалы, дүние жүзіндегі көптеген университеттердің инженерлік және ғылыми мамандықтарында оқитын студенттер бағдарламалар жазу үшін перфокарталар қолданды.

1835 – 1900: алғашқы бағдарламаланатын машиналар

1835 жылы Чарльз Бэббидж өзінің аналитикалық машинасын жарыққа шығарды. Бұл машина - жалпы мақсаттағы компьютер болып саналады, енгізілетін мәліметтер және бағдарламалар үшін перфокарталар қолданылды, ал энергия көзі ретінде бу қозғалтқышы пайдаланылды. Математикалық амалдар үшін тісті сақиналар қолданылды.

Бастапқыда, Бэббидждің идеясы бойынша, жоғары дәлдікпен логарифмдік кестелерді басып шығаратын машина құру қажет болатын. Содан соң ғана, перфокарталарды қолдану арқылы, бұл идея "аналитикалық машинаға" дейін дамытылды.

Жоспарлар анықталып, жобаны жүзеге асыру мүмкін екендігіне көз жеткізілгенімен, машинаны құру кезінде белгілі бір қиындықтар болды. Бэббидж өзінің идеяларымен келіспеген әрбір адаммен дискуссияға түсіп отыратын. Машинаның барлық бөліктері қолмен жасалу керек болды. Мыңдаған детальдардан тұратын машина үшін, әрбір детальда кеткен қатенің құны қымбат болатын, сондықтан, детальдарды жасау кезінде аса жоғары дәлдік қажет болды. Нәтижесінде, жобаның авторы мен детальдарды жасайтын маман арасындағы келіспеушілікке, және мемлекеттік қаржыландырудың жетіспеушілігіне байланысты, жоба аяқталмай қалды.

Атақты ақын лорд Байронның қызы Ада Лавлейс 1843 жылы итальян математигі және инженері Луиджи Федерико Менабреаның 1842 жылы жазылған "Notions sur la machine analytique de Charles Babbage" ("Elements of Charles Babbage's Analytical Machine") еңбегін ағылшыншаға аударып, өз түсініктемелерімен толтырды. Ада Лавлейстің аты Бэббидждің атымен қатар аталады.

"Айырмалық машинаның" 2-нұсқасының қалпына келтірілген нұсқасы 1991 жылдан бері Лондондық ғылым мұражайында сақталуда. Бұл машина Бэббидж көрсеткен жоба бойынша жұмыс жасайды, сондықтан Бэббидждің теориясы дұрыс болғандығына көз жеткіземіз. Қажетті бөліктерді құру үшін, мұражай сол уақыттағы деталь жасаушы маманның мүмкіндігімен шектелген машинаны қолданды. Кейбіреулердің айтуы бойынша, сол уақыттағы технология қажетті дәлдіктегі детальдарды құруға мүмкіндік бермеген, бірақ бұл болжам расталмады. Сондықтан Бэббидждің машина жасау кезіндегі сәтсіздікке ұшырауының негізгі себебі ретінде саяси және қаржылық қиындықтар аталады.

Бэббидждің ізі бойынша, оның жұмыстары туралы білмесе де, дублиндік бухгалтер Перси Ладгейт жұмыс жасады. Ол 1909 жылы өзі жасап шығарған бағдарламаланатын механикалық компьютерді жасап шығарды.

1930 — 1960: стол калькуляторлары

Микропроцессор бір мезгілде қатарынан 8, 16 немесе 32 биттік деректерді өңдей алады. 8 биттік процессор бір мезгілде небары бір бит дерекпен ғана жұмыс істей алады. 16 биттік процессор бір мезгілде 2 байт, ал 32 биттік процессор — 4 байт өңдейді.

Жалпы алғанда 16 биттік компьютер 8 биттік жүйеден жылдамдырақ жұмыс істейді, ал 32 биттік компьютер 8 және 16 биттік үлгілерден жылдамырақ. Микропроцессор, жады және периферия құрылғылардың арасында дерек беру үрдісі шина арқылы жүзеге асырылады. Қазіргі заманғы процессорлардың көпшілігінде 32 биттік шина қолданылады, яғни бір мезетте 32 биттік дерек беруге болады. 64 биттік шиналы компьютер де болады, бірақ олар әлі кең тарай қойған жоқ.

  Компьтердегі  ең  негізгі құрылғы болып жүйелік блок  саналады,  оның  ішінде  ДЭЕМ-нің басты құрылғылары орналасқан.  Жүйелік  блок құрамында  микропроцессор,   жедел   жад,  тұрақты есте сақтау  құрылғысы,  қоректену блогы мен  енгізу-шығару порттары  және  дискідегі  мәлімет жинақтауыш  болады.

Микропроцессор бір кристалда орналасқан біріктірілген  (үлкен)   интегралдық  схемалар  - БИС, олар әртүрлі типтегі ЭЕМ-дер жасауға керекті элемент болып табылады. Оны әртүрлі логикалық функцияны орындайтын етіп программалау мүмкіндігі бар,  сондықтан программаны өзгерту арқылы микропроцессорды арифметикалық құрылғы бөлігі  ретінде  немесе енгізу-шығару жұмыстарын басқарушы рөлінде қолдануға болады.  Микропроцессорге жедел және тұрақты жад,  енгізу-шығару құрылғылары қосылады.

   ІВМ РС тәрізді компьютерлерде INTEL фирмасының және де соларға сәйкес келетін басқа фирмалардың да микропроцессорлары қолданылады.

   Микропроцессорлар бір-бірінен өзгешелігі олардың типтерінде  (моделдерінде)  және оның қарапайым амалдарды орындайтын жұмыс жылдамдығының көрсеткіші – мегагерц – МГц бірлігімен берілген тактылық   (қадамдық )  жиілігінде жатыр.  Кең тараған модельдерге Intel-8088 ( _ 5МГц), 80286 ( _ 20МГц), 80386SX ( _ 25МГц), 80386DX  ( _ 40МГц),  80486 ( 100Мгц-ке дейін ),  Pentuim ( 75МГц-тен жоғары )  және Pentuim-Pro ( _ 200МГц) жатады, бұл тізім олардың жұмыс өнімділігі мен соған сәйкес бағасының өсуі бойынша реттеліп келтірілген. Кейде конструкциялық ерекшкліктеріне қарай бір модельге кіретін процессорлардың жиіліктері әртүрлі бола береді – жиілігі артқан сайын оның жұмыс жылдамдығы да өсе түседі.

   Intel 8088, 80286, 80386 тәрізді бұрын шыққан микропроцессорлардың аралас сандармен амалдарды жылдам орындайтын арнаулы командалары жоқ, сондықтан олар жұмыс өнімділіктерін арттыратын қосымша математикалық  сопроцессорлармен  ( Turbo  режимі ) жабдықталады.

    Компьютер жұмыс істеп тұрған кезде процессор оперативті жадпен бірігіп үздіксіз жұмыс істейді. Оперативті жадтың микросхемасынан процессор өзіне қажетті ақпаратты алады және өз  жұмысының  нәтижесін  қайтадан жадқа жібереді.                                                                                                                                                     Компьютерлердің көбінде процессор (ең кішкене бөліктерінің бірі) ең қымбат құрауыштарының бірі болып табылады. Қазіргі жүйелердегі процессордың құны ол өзі орнатылған аналық платаның құнынан екі, тіпті он есе де қымбат болуы мүмкін.  

1.6 Микропроцессордың түрлері

Ең алғашқы процессордың моделін 1971 жылы Intel компаниясы жасап, оны Intel 4004 деп атаған. Оны компания инженерлері Федерико Фаггин, Тед Хофф және Стэн Мэзор жасаған.

Оның тактілік жиілігі – 108 кГц. Бұл процессор бағдарламалық микрокалькуляторларды қолданылған. 1972 жылы Intel 8008 процессордың моделі шығарылған. Ол 200 кГц жиілікте жұмыс істеген, 3500 транзисторлардан құралып, деректер шинасы 8 разраядты, 16 кбайттық адрестік жад болған. Бұл процессор терминалдарда қолданылған. Келесі процессордың моделі Intel 8008 1974 жылы жасалып, 6000 транзистордан , 600 кбайттық адрестік жадтан құралған.

Тақырыбы: Микропроцессорды орналастыру

Мақсаты:

Құрал-жабдықтар: аналық тақша, процессор

Компьютерді құрастыру кезінде көбінесе аналық тақшаға процессорды, кулерді және модульдік жадты орналастырудан бастаған жөн. Әрине, біріншіде аналық тақшаны сосын оған процессорды орналастыруға болады.

Сонымен, аналық тақшаны үстел үстіне қойыңыз (1-суретте көрсетілген).

1-сурет. Аналық тақша

2-сурет. Сокет