Эем-нің негізгі функционалдық элементтері, I бөлім

МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ.............................................................................................................
3
НЕГІЗГІ ТЕРМИНДЕР ЖӘНЕ АНЫҚТАУЛАР................................................
4
ЭЕМ-НІҢ НЕГІЗГІ ФУНКЦИОНАЛДЫҚ ЭЛЕМЕНТТЕРІ, I БӨЛІМ.............
6
ЭЕМ-НІҢ НЕГІЗГІ ФУНКЦИОНАЛДЫ ЭЛЕМЕНТТЕРІ, II БӨЛІМ..............
15
АРИФМЕТИКАЛЫҚ-ЛОГИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛҒЫ..............................................
21
БАСҚАРУ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ...............................................................................
26
ЕСТЕ САҚТАУ ҚҰРЫЛҒЫСЫ...........................................................................
31
32-РАЗРЯДТЫ МИКРОПРОЦЕССОРДЫҢ АРХИЕКТУРАСЫ......................
39
МУЛЬТИПРОГРАММАЛЫҚ ЭЕМ ЖҰМЫСЫН ҰЙЫМДАСТЫРУ.............
41
РЕСУРСТАРДЫ УЛЕСТІРУ ТӘРТІБІ ЖӘНЕ  МУЛЬТИПРОГРАММАЛЫ
ЭЕМ-НІҢ ЖҰМЫС ІСТЕУІНІҢ НЕГІЗГІ РЕЖИМДЕРІ..................................
47
ЖАДТЫ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІ..............................................................................
51
ДЕРБЕС ЭЕМ-дегі ЖАДЫНЫ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІ......................................
56
МУЛЬТИПРОГРАММАЛЫҚ ЭЕМ-гі  ЖАДЫНЫ ҚОРҒАУ.........................
60
АҚПАРАТТЫ ЕҢГІЗУ-ШЫҒАРУ.......................................................................
65
ЕСЕПТЕУ ЖҮЙЕЛЕРІНIҢ АРХИТЕКТУРАСЫ. МӘЛIМЕТТЕРДIҢ
ПАРАЛЛЕЛЬ ӨҢДЕУI БОЙЫНША АРХИТЕКТУРАЛАРДЫҢ
КЛАССИФИКАЦИЯСЫ......................................................................................
70
ЕСЕПТЕУ ЖҮЙЕЛЕРІНIҢ АРХИТЕКТУРАСЫ. SMP ЖӘНЕ MPP-
АРХИТЕКТУРАЛАРЫ. ГИБРИДТІК АРХИТЕКТУРА (NUMA). КӨП
ДЕҢГЕЙЛІ ИЕРАРХИЯЛЫ ЖАД КОГЕРЕНТТІЛІГІН
ҰЙЫМДАСТЫРУ.................................................................................................
72
ЕСЕПТЕУ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ АРХИТЕКТУРАСЫ. PVP-АРХИТЕКТУРАСЫ.
КЛАСТЕРЛЫ АРХИТЕКТУРА…………………………………………………
76
ТЕСТІК СҰРАҚТАР..............................................................................................
82
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ............................................................................................
105

3
КІРІСПЕ
I-4004  микропроцессор шығару  бойынша бірінші хабарламаны1971  жылда  Intel
фирмасы жариялады. Интегралдық схемасынөндіру технологиясын мейлінше жетілдіру
және  дамыту  миропроцессорды  жасауға
әкелді.  ЭЕМ-нің
архитектурасын  бір
интегралдық схемада  іске  асыруға әкелді.  Микросхеманың интеграция  дәрежесін
жоғарылату МП-да    берілген  программа  бойынша жұмыс  істейді.  Микропроцессор
аппаратының құралдары ЭЕМ процессорының құрылымын қайталайды. Соның ішінде:
арифметикалық логикалыққұрылығысы;  басқару құрылғысы  және  бірнеше жұмысшы
регистрлер  бар.  МП  бір  немесе  бірнеше  интегралдық схемадан  тұруы  мүмкін.  Бұл
ингетралдық схемалар орындайтын функцияларының принциптері бойынша бөлінген.
Микропроцессор(МП) – жұмыс  атқару  жүйесін  программалық түрдеөзгерте
отырып,  мәліметтерді өңдеп,  түрлендіріп  бере  алатын  бір  немесе  бірнеше үлкен
интегралды  схемалар  жинағы.  Интегралдық
схеманың
өндіріс  технологиясын
мейлінше жетілдірубойынша
МП-дың бес буындары пайда болды, олар өзінің техникалық сипаттамаларымен
ерекшеленеді:

Бірінші – баяу әрекеттегі төртразрядтық МП (команданы орындау  уақыты 10-20
мкс) – жиынтығы,  жадының көлемі  және  адресацияның түрлері  біршама
шектелген.

Екінші
–команданы  орындайтын  уақыты  2-5  мкс  бойынша  төрт  және
сегізразрядтық МП-лар командалардың жиынтығы, жадының көлемі және әр түрлі
адресацияның (үлкейтілген) кеңейтілген болуы. Бұл МП-ларды пайдаланғанда оңай
болады,  себебі үлкен интегралдық схемалар бірге  тіркесетін топамасымен және
өзара бірін-бірі толықтырумен ерекшеленеді.

Үшінші – шапшаңдылық секциялық МП (100…300 нс-команданы  орындайтын
уақыты)  биполярлық технологияны  пайдалану және  микропрограммалық басқару
принципі  бойынша  орындалынған, сонымен қатар  16-разрядтық процессоры,
арнайы процессорлары бар.

Төртінші – кірістірілгендер енгізу-шығару порттар және сақтайтын құрылғылар
мен ішінде біркристалдық микроЭЕМ, 32-разрядтық МП-лар.

Бесінші – 64-разрядтық МП-лар. Қазіргі  уақытта  МП-лар  барлық қызмет
аудандары іске қосылған.  Балалар  микроЭЕМ көмегі  арқылы  жазуды,  санауды
үйренеді, студенттер,  оқушылар  гуманитарлық  (қоғамдық) және  техникалық
ғылымын оқып біледі.
Оқулықта ЭЕМ-нің негізгі функционалдық элементтері, арифметикалық-логикалық
құрылғылар, 
басқару
құрылғылары, 
есте 
сақтау
құрылғысы,
32-разрядты
микропроцессордың
архиектурасы, 
мультипрограммалық
ЭЕМ 
жұмысын
ұйымдастыру, ресурстарды улестіру тәртібі және  мультипрограммалы ЭЕМ-нің жұмыс
істеуінің негізгі  режимдері,  жадты  басқару  жүйесі,  дербес  ЭЕМ-дегі    жадыны  басқару
жүйесі,  мультипрограммалық
ЭЕМ-гі
жадыны қорғау,  ақпаратты еңгізу-шығару,
есептеуiш  жүйелерінiң архитектурасы,  мәлiметтердiң параллель өңдеуi  бойынша
архитектуралардың классификациясы,  есептегіш  жүйелерінiң архитектурасы,  SMP
және MPP-архитектуралары, гибридтік архитектура (NUMA), көп деңгейлі иерархиялы
жад 
когеренттілігін
ұйымдастыру, 
есептеу 
жүйелерінің
архитектурасы,PVP-
архитектурасы, кластерлы архитектура қарастырылған

4
НЕГІЗГІ ТЕРМИНДЕР ЖӘНЕ АНЫҚТАУЛАР
Адрес –Регистрді,  жады ұяшығын,  есте  сақтау құрылғысының алқабын,  сыртқы
құрылғыны  немесе  желі  торабының өзгешеліктерін,  анықтаушы  сан  код  немесе
индентификатор. 2-команданың операнды  көрсетуші  бөлігі.  3  хабардың адресатты
(алушыны)    көрсетуші    бөлігі.    ЭСМ-дің есте    сақтайтын    объектінің тұрған  орнын
көрсету.
Алгоритм – берілген    есепті қадамдық процедура    түрінде    шешу үшін қажетті
операциялардың мазмұны  мен  орындау  тәртібін  түпкілікті  анықтайтын  нұсқаулар
жиынтығы.
Аналогті – цифрлық түрлендіргіш (АЦТ) – аналогті  (үздіксіз)  сигналды талдап
оны дискретті (үздікті) сигналға түрлендіретін құрылғы.
Арифметикалық-логикалық    құрылғы
(АПҚ)
–
ЭВМ
құрамындағы
арифметикалық және логикалық операцияларды орындайтын құрылғы.
Ассемблер    тілі
–
элементтерінің    құрылымы    машина    тілінің командаларының
форматтарына сәйкес  келетін  төменгі  деңгейлік программалау тілі.
Байт – информацияның    8 битке    тең өлшем    бірлігі.    Мұны    компьютер  біртұтас
бірлік    ретінде
қарастырады.    Байтпен    компьютерде
қолданылатын қажетті
символдарды кодтайды.
Бит – информация    мӛлшерін өлшеудің екілік    кодтағы    бірлігі.    Оның шамасы
мүмкіндігі    (ықтималдығы)    тең тек    екі    жағдайдың бірі    туралы  информацияға  тең
(«бит» - ағылшынша екілік сан деген сөз).
Бод – информацияны  беру  жылдамдығының өлшемі,  1  бод  секундына  1  бит
информация беру деген сөз.
Буфер – мәліметтер    алмасуы    кезіндегі    алмасу    жылдамдықтарының, мәліметтер
блогының
өлшемдерінің
және    оқиғалардың
пайда    болуының кезеңдерінің
айырмашылықтарын
үйлестіруге    пайдаланатын    машина  жадысының өрісі  немесе
арнайы құрылғы.
Вентиль(Veiltil - клапан) - электр тогының бағытына байланысты жоғары және төмен
өткізгіштігі бар электр аспаптары
Графиксалғыш – мәліметтерді    графикалық пішінде қағазға    және    т.б.  мәлімет
тасуышқа шығару құрылғысы. өлшемі, дәлдігі, жылдамдығы, шығару түстері,  басқа  да
көрсеткіштеріне қойылатын  талаптарға  сәйкес графиксалғыштардың кӛптеген түрлері
кездеседі.
Дисплей – деректерді    ЭЕМ-ге    енгізу    және    электронды-сәулелік    түтік  экранында
тіркеп,    кескіндеу    мен
оны    немесе    экранды    пульт.  Олар    ЭЕМ    мен  маман-
оператордың арасында    оперативті    (қолма-қол)    түрде    информация  алмасуы қажет
жағдайларда қолданылады. ЭЕМ-ге    деректерді    енгізу, қайта  шығарып    алу,    т.с.с.
клавиатура  және    «сәулелі
қаламұш»,
«джойстик»    арқылы  жасалынады.  Сөздің
ұзындығы – бір машиналық сөзде биттің саны.
Есте  сақтаушы құрылғы (ЕСҚ) - жады-деректерді  автоматты  түрде қайталап бере
алатын күйінде жазып алатын құрылғы.
Жады – информацияны сақтауға арналған құрылғы.
Интерфейс – микропроцессор  мен  сыртқы құрылғылар  арасындағы деректер ағыны
мен олардың кӛлемін (форматтарын) басқаратын құрылғылар.
Команда
–
нұсқау    деп    компьютерге
қажетті    амалдарды    (операцияларды)
орындауға    берілетін    кез-келген    бұйрықты, нұсқауды    айтады. Белгілі  операцияны
орындаушы құрылғының орындауына  сәйкес  келетін  басқарушы сигнал.
Контролер – сыртқы құрылғыларды    басқаратын құрылғы. Орташа, үлкен  және
үлкен  ЭВМ-дерде  бұл құрылғыларды  басқаратын құрылғы  деп  атайды және ол аса