Ќазаќстан Республикасыныњ бiлiм жєне ѓылым министрлiгi

1. Перифериялық құралдарға не жатады?

2. Енгізу құрылғыларының түрлері мен жұмыс істеу принциптері.

3. Шығару құрылғыларының түрлері мен жұмыс істеу принциптері.

4. Сканер деген не және оның түрлері мен қызметі?

5. Монитордың түрлері мен қасиеттері.

6. CD-ROM ақпаратты енгізу құрылғысының түрлері мен жұмыс істеу принциптері.

7. Лазерлік принтерлер түрлері мен қасиеттері.

8. Матрицалық принтерлер түрлері мен қасиеттері.

9. Сия бүріккіш принтерлер түрлері мен қасиеттері.

Жалпы айтқанда, жүйе жадының көлемі неғұрлым үлкен болса, соғұрлым көп бағдарламаны қатар орындауға болады. Қазіргі компьютерде жад модульдері екі: (SIMM Single Inline Memory Module- жадтың біріктірме жеке модулі) немесе DIMM (Dual Inline Memory Module – жадтың құрамдас қосарлы модулі) типтерінің біріне жатады. Типтік 20 компьютерде қанша жедел жад болуы керек туралы тұжырымдар үздіксіз өзгеріп отырады. 80-жылдардың ортасында 1 Мбайт жадтың өрісі өте зор болып саналса, 90- жылдардың барысында 8 тіпті 16 Мбайт көлемі жеткілікті болып саналады. Бүгінгі таңда типтік деп көлемі 32-64 Мбайт ЖЖҚ саналады, бірақ өте жақын уақытта бұл көлем әуелі жалпылай қолданылатын модельдерде де 2-4 есе өседі. Жедел жад компьютерде модульдер деп аталатын стандарты тақталарда орналасады. Жедел жадтың модульдерін аналық тақшадағы сәйкес ажыратпаларға қондырады. Жедел жадтың модульдерінің негізгі сипаттамалары жад көлемі (4, 8,16,32Мбайт) және қатынау уақыты (әдетте 50-70- наносекунд – секундтың миллиардтық үлесі).

Сыртқы жад ДК-нің сыртқы құрылғыларына жатады және қашан болса да, қандай да болса міндеттерді шешуге қажнт болуы мүмкін кез-келген ақпаратты ұзық уақыт сақтау үшін қолданылады. Атап айтқанда, сыртқы жадта компьютердің барлық программалық жасауы сақталады. Сыртқы жад есте сақтайтын құрылғылардың әр алуан түрлерінен тұрады, бірақ неғұрлым кең тараған, негізінде кез-келген компьютерде болатын түрлері- қатқыл (ҚМДЖ немесе НДД) және иілгіш (ИМДЖ) магниттік дискілерде, магниттік таспаларда (стримерлер), оптикалық дисклерде (CD- ROM - Compact Disk Read Only Memory-тек оқитын ғана жады бар компакт-диск) және магнитті - оптикалық дискілердегі жинақтауыштар болып табылады.

Бұл жинақтауыштардың қызметі – ақпараттың үлкен көлемін сақтау, сақтаулы ақпаратты сұрау бойынша жедел жадтайтын құрылғыға жазу және басып шығарып беру. ҚМДЖ (НДД) мен ИМДЖ бір-бірінен конструкциясы, сақтайтын ақпарат көлемі бойынша, ақпаратты іздеу, жазу және есепке алу құрылғылары да әр түрлі болады. Ішкі жадта деретер мен программалар байттар немесе байттар тобы түрінде ұяшықтарда орналасады. Оларға ұяшық адресі бойынша шығуға болады.

Сыртқы жад құрылғысы мүлдем басқа. Мұнда сақталатын ақпарат көлемі үлкен болғандықтан, байттық әдіс қолайсыз. Біріншіден, көлемі тым үлкен. Екіншіден, пайдаланушылар үшн қиындық тудыратындығынан. Процессормен жұмыс істейтін ішкі жадтан айырмашылығы – адамның сыртқы жад құрылғысымен тікелей (ақпаратты жазу және сақтау кезінде) жұмыс істеуіне тура келеді. Байттық әдіс жағдайында пайдаланушының үнемі құрылғының типін, ондағы ақпараттың берілу схемасын тексеріп, байттың ішіндегісінің дерек немесе программа екендігін, егер дерек болса, онда ол оның қандай түрі және т.с.с. анықтап отыру қажет болады. Бұл проблемаларды шешу үшін сақтау құрылғыларының түріне, тасушының типіне, оның көлеміне, жазу және есепке алу жылдамдығына қатыссыз ақпарат сақтаудың арнайы пішіні ойлап табылды. Ақпарат тасушыға аты бар белгілі үлестер түрінде жазылады. Мұндай құрылым файлдық, ал үлестер файлдар деп аталады.

Файлдармен орындалатын күрделі айла-шарғыны операциялық жүйенің функционалды бөлігі болып табылатын файлдық жүйе жасайды. Файлдармен 21 орындалатын операциялардан басқа, файлдық жүйенің міндеті- файлдарды сақтауды ұйымдастыру және оларға жылдам шығуды қамтамасыз ету. Файлдарды орналастырудың үш варианты мүмкін: бірдеңгейлік, көпдеңгейлік, кестелік. Бірдеңгейлік схема жағдайында файлдар бірінен кейін бірі сызықты орналасады. Файлдарды іздеу, аты бойынша барлық файлдарды ретімен қарап шығу арқылы жүргізіледі.

Кестелік сақтау жағдайында жолдар мен бағандар нөмірлері олардың қиылысқанжеріндегі файлдың координаттары болып табылады. Көпдеңгейлік жүйеде файлды іздеу толық аты‖ деп аталатын файлдардың аты бойынша жүргізіледі. Қатқыл магнитті дискідегі жинақтауыштар немесе винчестер – бұл дискілер жиыны бар (екі жақ бетіне де ақпарат жазылатын, жылтыратып тегістелген ферромагнитті қабаты бар мүлтіксіз жазық бірнеше пластина), жетекпен бірге жинақталған (сәцкес электронды басқару схемасымен оқу-жазу миханизмінің үйлесуі) жадтайтын құрылғы.

6.1 Кэш-жады

Кэш-жадысының ұйымдастырылуын, жады иерархиясына қатысты төрт сұраққа жауап беру арқылы егжей-тегжейлі қарастырайық. Блоктардың кэш-жадыға орналасу принциптері олардың ұйымдастыруының үш негізгі типін анықтайды: Егер негізгі жадының әр блогы тек ғана бір белгіленген, онда кэш-жадыда пайда бола алатын, орынға ие болса, онда бұндай кэш-жады тікелей көрсетілімді кэш (direct mapped) деп аталады. Бұл кэш-жадының ең қарапайым ұйымдасқан түрі, ол кезде негізігі жадының блоктарының адрестерін көрсету үшін кәш-жадының адрестеріне блок адрестерінің жай ғана кіші разрядтары қолданылады. Сөйтіп, негізгі жадының өз адрестерінде бірдей кіші разрядқа ие барлық блоктар кэш-жадысының бір блогына түседі, яғни

(Кэш жадының блогының адресі) =(негізгі жадының блогының адресі) mod (Кэш жадыдағы блоктар саны). Егер негізгі жадының кейбір блоктары кэш-жадының кез келген орнында орналаса алса, онда кэш толық ассоцияланған (fully associative) деп аталады. Егер негізгі жадының кейбір блоктары кэш-жадының көптеген шектеулі орнында орналаса алса, онда кэш көптік-ассоцияланған(set associative) деп аталады. Көбіне көптік кэштегі блоктардың екі немесе одан көп саныннан құралған топты білдіреді. Егер көптік n блоктардан тұрса, онда ондай орналасу n каналды көптік-ассоцияланған (n-way set associative) деп аталады. Блокты орналастыру үшін ең алдымен көптікті анықтау керек. Көптік жады блогының адресінің кіші разрядымен (индекспен) анықталады: (Кэш жадының көптіктің адресі) =(негізгі жадының блогының адресі) mod (Кэш жадыдағы көптіктер саны) Әрмен қарай блок берілген көптіктің кез келген орнында орналаса алады. Кэш-жадының мүмкін ұйымдасқан диапазоныөте кең: тікелей көрсетілімді кэш-жады жай ғана бір каналды көптік-ассоцияланған кэш-жады, ал m блокты толық ассцияланған кэш-жады m-каналды көптік-ассоцияланғандеп аталуы мүмкін. Қазіргі процессорларда дұрысында тікелей көрсетілімді кэш-жады не екі - (төрт-) каналды көптік-ассоцияланған кэш-жады қолданылады. Кэш-жадыдағы әр блоктың, негізгі жадыдағы қандай блок кэш-жадыдағы берілген блокты білдіретінін көрсететін тегтер адресі болады. Бұл тегтер көбіне 23 бір уақытылы процессор шығаратын жадының блок адресімен салыстырылынады.

Сонымен қатар, кэш-жадыдағы блок қолдануға жарамды немесе дұрыс ақпарат құратындығын анықтайтын тәсілдер қажет. Бұл мәселені шешудің ортақ тәсілі тегке дұрыстық биті (valid bit) деп аталатын қосу ьолып табылады. Көптік-ассоцияланған кэш-жадыны адресациялау процессордан түскен адресті үшке бөлу арқылы орындалады: жылжыту алаңы кэш-жадының блогының ішінде байт таңдау үшін қолданылады, индекс алаңы көптіктің нөмірін анықтайды, ал тег алаңы салыстыру үшін қолданылады. Егер кэш-жадысының өлшемі белгіленген болса, онда ассоциялық деңгейін өсіру көптікте блоктар санының өсуіне әкес соқтырады, сонымен қатар, индеск өлшемі кішірейіп, тег өлшемі өседі. Тікелей көріністі ұйымдастыруды қолданудан түсетін пайда бұл жердегі аппараттық шешімдер барынша қарапайымдылығында. Таңдайтын ештеңе жоқ: тиюге тек бір блок тексеріледі және тек осы блок ғана алмастырыла алады. Кэш-жадыны толық ассоцияланған немесе көптік –ассоцияланған ұйымдастыру кезінде, олардан мүлт кеткен жағдайда кандидат таңдау қажет болатын бірнеше блоктар болады.Дұрысында, блоктарды ауыстыру үшін екі басты стратегия қолданылады: кездейсоқ және LRU. Бірінші жағдайда, бірдей бөлістіру алу үшін, блок-кандидаттар кездейсоқ таңдалады. Кейбір жүйелерде көшірмелі әрекеті, әсіресе аппаратураны тексергенде пайдалы, алу үшін ауыстырудың жалған кездейсоқ алгоритмі қолданылады. Екінші жағдайда, жақын уақытта қажет болып қалуы мүмкін ақпараттарды лақтыру ықтималдылығын төмендету үшін блоктарға жүгінулердің барлығы белгіленеді. Барлығынан ұзағырақ қолданылмаған блок ауыстырылады (LRU - Least-Recently Used). Кездейсоқ тәсілдің жетістігі оны аппаратурада іске асыру оңайырақ. Трассаны қалыпта ұстауға арналған блоктар саны өскен кезде, LRU алгоритмі соғұрлым қымбат және жие тек жақындатылған болып келеді. Кэш-жадыға шынайы бағдарламада жүгінген кезде оқу бойынша жүгіну басым болады. Бұйрықтарға жүгінудің барлығы оқу бойынша жүгіну болып табылады, және бұйрықтардың көбін жадыға жазбайды. Көбіне жазу операциялары жадының жалпы трафигінің 10% артық емесін құрайды. Жалпы жағдайды едәуір жылдам қылу ойы кэш-жадыны оқу операциясын орындау үшін жақсартуды білдіреді, бірақта мәліметтердің жоғары өнімділікті өңдеуді іске асыру кезінде жазу операциясының да жылдамдығын ескерген жөн. Кэш-жадыдан блок сол оның тегі оқылып салыстырылған уақытта оқылады. Сөйтіп, блокты оқу блок адресі қолға түскен кезде-ақ тез басталады. Егер оқу тию арқылы орындалса, онда блок тез арада процессорға бағытталады. Егер мүлт кетсе, онда алдын ала оқылған блоктан түк пайда жоқ, бірақ зияны да жоқ.

1. 
   Кэш жады деген не?
   
2. 
   Жадының қызметтері және түрлері.
   
3. 
   Қатты магниттелген жинақтауыш қызметі.
   
4. 
   Жұмсақ магниттелген жинақтауыш деген не және оның түрлері?
   
5. 
   Шапшаң жады деген не және оның орналасуы?
   
6. 
   Уақытша есте сақтау құрылғысының ұйымдастырылу принциптері.
   

       Жүйелік блок төмендегідей түрлерде: столға қойатын (горизанталь түрде) «енкейген» немесе тік орналасқан «башня» түрінде жасалуы мүмкін. Башнялық жүйелік блоктың екі түрі болады, олар мини- оны столдың шетіне орналастырады, мини - оны стол үстіне орналастыруға болады.