«Компьютер архитектурасы және кеңселік технология»

3.4-Сурет. Белгілі типке жататын жүйелік тақшаның ағытпалары

Олар әртүрлі сыртқы құрылғыларды қосу үшін қолданылады. Мысалы модем, принтер, сканер және т.б. Жүйелік тақшада бірнеше жергілікті порттар болады.

Әдетте оған принтер, сканер немесе модемдер қосылады. Шапшаң және функционалды USB – порттары пайда болуына байланысты, олар қазіргі уақытта көп қолданылмайды. Көптеген жүйелік тақшалар ATX-тақтаға LPT-портты шығармайды және жүйелік тақшаны қалыпты ағытпамен қосымша тақтайшаға қосылу үшін ықшамдайды.

Тізбекті портқа жоғарғы жылдамдықты қажет етпейтін құрылғы қосылады. (мысалы тінтуір, модем, джойстик және т.б.). Бұрынғы шығарылған жүйелік тақшалар екі СОМ-порттардан тұрады, яғни олар байланыс мөлшерімен ерекшеленеді. Жаңа үлгідегі жүйелік тақша не бары бір ғана (немесе екі бірдей) 9-түйіспелі СОМ-порттан тұрады (3.3.-сурет).

Теориялық түрде бір компьютерге 127 USB-құрылғысын шоғырлауыштар тізбегі арқылы қосуға болады («жұлдыз» топологиясын қолданады), сонымен бірге олар әр түрлі болуы мүмкін.

USB порттардың маңызды ерекшелiгi – Plug and Play технологиясын қамтиды, барлық USB порттарына қосылған құрылымдар компьютерде автоматты түрде кескiнделеді, яғни пайдаланушыға драйверлер орнатудың қажеті жоқ.

Драйверлерді автоматты түрде орнату тек операциялық жүйесінің деректер базасында құрылғының драйверлері болған жағдайда мүмкін. Егер жүйеде керекті драйвер жоқ болса, онда драйверді дискіден немесе интернеттен көшіруге болады.

Сонымен қатар, USB-портында "ыстық" қосылымға мүмкіндік бар: жабдық іске қосылып тұрған компьютерге қосыла алады. Әдетте, жүйелік тақшада екіден кем емес USB-порттар болады. Ал, жақсы жүйелік тақшаларда олар алты - сегiз бола алады. Дегенмен компьютердiң USB-портына қосылған құрылым қоректену блоктың қуатын "ұрлайтынын" ұмытпаған жөн. Сондықтан USB портына қосылуларды жөнсiз пайдаланбау қажет.

PS/2 негізінен тінтуір мен пернетақта қосуы үшiн қолданылатын параллельді порттар. Ол қызметі жағынан COM портына ұқсас, дегенмен тез және шағын (3.3-сурет).

Мұндай порттар жүйелік тақшада екеу. Қосылымға құралдық деңгейде тек бір тінтуір мен бір пернетақта ғана талап етіледі.

FireWire-ның екi түрі бар. Көпшiлiк үстелдік компьютерлер үшін 6- түйіспелі, ноутбуктерге 4-түйіспелі порттары қолданылады. (3.4-сурет ). Әдетте жүйелік тақшада екi кейде төрт порттар болады. Егер жүйелік тақшада мұндай порттар жоқ болса, онда FireWire-контроллері бар кеңейту тақша қолданылады.

Жүйелік тақшаға соңғы уақытқа сөзсіз жан-жақты қолдануға жиiрек Ethernet 802.11 (Wi-Fi ) стандартты контроллер қосылады.

Жүйелік тақшаның «ұзақ өмір» сүруі үшін оның ең дұрысын таңдау – ең маңызды болып табылады. Процессорды жаңғырту үшін әрине алдымен процессорлық слотты анықтаған жөн. Жүйелік тақшаны келешегі бар Intel Socket 775, AMD Socket AM2 секілді процессорлық слотпен таңдаған жөн. Сонымен бірге чипсеттіде ескеру қажет, себебі жүйелік тақшаның қызметі, жеке қосалқы бөлшектер, жедел жады түрі, аудио бейімдеуіш сапасы соған байланысты.

Жаңа жүйелік тақшаны орнату қиын істің бірі. Дегенмен ең бастысы барлығын өз сатысымен техникалық ерекшеліктерін біліп, орнатуға болады.

Жүйелік тақшаны орнату ұқыптылықты талап етеді. Әйтпесе компьютер істен шығуы мүмкін. Оның себебі ағытпаларда байланыстың болмауы, тақша құрылымдарында микросызықтар және т.б. жағдайлар болуы мүмкін.

80286 және одан жоғарғы процессорлы кәсіби компьютерлердің ішкі жады 3 бөлімнен тұрады.

80386 SX-тен бастап шыға бастаған кәсіби компьютерлердің жоғарғы жады машинаның сыртқы құрылғыларының драйверлері мен деректер енгізілетін ОЕСҚ-ның бір бөлігі ретінде де пайдаланылатын болды.Оған қосымша 80286 АТ және одан жоғарғы типті кәсіби компьютерлердің үлкен көлемді ақпаратпен жұмыс істеуі үшін жадты динамикалық және виртуальды тәсілдер бойынша пайдалану режимдері бар.

8088 үлгілі IBM XT компьютерінде жоғарғы және қосымша жадтардың сыйымдылығы 384 Кбайттан, ал негізгі және қосымша жад бөлімдері жедел есте сақтау құрылғысын құрайды.

Бүркеме – есте сақтау (КЭШ) регистірлік есте сақтаумен салыстырып қарағанда көлемі үлкен болады, бірақ шапшандығы кем. Дербес компьютерде есте сақтаудың осы түріндегі есте сақтаудың құрылғыларының саны әр қилы болуы ықтимал. Осы заманғы дербес компьютерде осы түрдің екі-үш есте сақтау құрылғысы болады.

Виртуалдьы тәсілмен құрылған жад арнайы бағдарламалар бойынша ішкі жадтың ТЕСҚ-дан басқа бөліктерінен және қатты жадтан құрылатын уақытша жылдам жад. Үлкен ақпаратпен динамикалық тәсіл бойынша жұмыс істеу кезінде компьютер жадтық кеңістігін нақты мөлшерлі беттерге не сегменттерге бөліп, адрестеп қояды да, кезекті мәндерді осы орындарға енгізіп, оларды бірден оқып шығарады. Мұндай тәсілмен компьютердің уақытша құрған жады виртуальды жад делінеді. Компьютер электр желісінен ажыратылғанда ол жойылып кетеді. Соңғы кәсіби компьютерлерде оперативті есте сақтау құрылғысын кеңейту үшін жүйелік блокқа қосымша жад орнатылған басқа тақшаларды да енгізіп қою мүмкіндігі бар.

Динамикалық тәсілдер-жоғарғы жадтың бір бөлігінде 64 Кбайттық не одан да үлкен бағдарлама бөліктерін кезегімен бір-бірлеп бірден орындап, орындау аяқталған соң осы үшін бөлінген орынды автоматты турде тазалап қою.

Жадтың бірнеше түрі болады: жедел, тұрақты, сыртқы, кэш, CHOS(КМОП), регистрлік.

Жадтың көлемі байтпен өлшенеді. Бір байт 8 биттен тұрады. Бит деп 0 мен 1 мәндерінің біреуін ғана қабылдай алатын ақпарат өлшемінің ең кіші бірлігін айтады. Сонымен бір байт көлемдегі жадқа бір символ сақтауға болады. Қазіргі кездегі компьютерлердің жадының көлемі миллиондаған байтқа жетеді, сондықтан оны килобайт, мегабайт, гигабайт арқылы қысқаша өрнектеген ыңғайлы. 1Гбайт=1024Мбайт.

Жедел жад немесе жедел есте сақтау құрылғысы ақпараттың кез келген бөлігіне лезде қатынауды қамтамасыз етеді. Бірақ компьютерді өшірген кезде жедел жадтағы барлық ақпарат бірден жойылады. Дербес компьютерлердің жедел жадының өлшемі жылдан жылға өсіп келеді. Pentium типтес компьютерлердің жедел жадының көлемі 8 Мбайттан 256 Мбайтқа жетеді. Жедел жадтың құрылысы оны үнемі ұлғайтып отыратындай етіп жасалынған. Компьютердің жедел жадының көлемі өскен сайын оның есептеу жылдамдығы артады.

Жоғарғы жадтың құрамында компьютерді жасап шығарған зауытта Dos-тың бір бөлігі жазылып қойылған бөлім бар.Оны тұрақты есте сақтау құрылғысы деп атайды. ТЕСҚ-ның көлемі үлкен емес 32-64 Кбайт. Пайдаланушының ТЕСҚ-ға берілгендерді не өз бағдарламасын енгізуі мумкін емес. Мұндағы бейнежад монитор адаптері пайдаланылатын жад.

Компьютердің жады-оның құрамына міндетті түрде енетін элементтердің бірі. Ол бірнеше түрге бөлінеді және бір-бірінен өлшеміне, ақпаратты сақтау мерзіміне және т.б параметрлеріне қарай ажыратылады.

Кэш – жад қойма сияқты, оған аралық деректер мен командалар келіп түседі. Көп мәліметтерді кэш – жадтан алу әрекеті процессордың мәліметтерді алуына жеңілдік келтіріп, оның жылдамдығын арттыруға жәрдемдеседі. Кэш – жад компьютердің жалпы жұмыс өнімділігін арттыруға арналған. Кэш – жад екі деңгейлі. Біріншісі процессор ішінде, екіншісі процессордан сырт орналастырылады, көлемі 256 -512 кбайт шамасында.

Қосымша жад және негізгі жад–бірдей микропроцессорлардан тұратын бөлек тақшалар. Сондықтан бұл компьютердегі жедел есте сақтау құрылғысының көлемі 1 Мбайтқа тең.

Жедел есте сақтайтын құрылғы (ОЕҚ) өзгермелі ақпаратты қысқа мерзімде сақтауда пайдаланылады әрі есептеу операциларын процессормен орындау барысында өзіндеегі өзгерістерді мүмкін етеді. Бұл процессордың өңделген деректерден немесе команданың ОЕҚ – сынан шыға алатынын білдіреді, содан кейін деректерді арифметикалық немесе логикалық өңдеуден өткізгеннен кейін алынған нәтижені ОЕҚ-ға орналастырады. ОЕҚ-ға жаңа деректерді бастапқы деректер койылған жерге ғана орналастыру мүмкін болады. Бұрынғы командасының немесе деректердің өшірілетіні өзінен өзі түсінікті.

Сыртқы есте сақтайтын құрылғы (СЕҚ) ақпараттты ұзақ уақытқа сақтауға арналған. СЕҚ-ға магниттік таспаға жинақтаушы, қатқыл дискіге жинақтаушы, иілгіш дискіге жинақтаушы, оптикалық дискіні ойнатқыш жатады. ОЕҚ мен салыстырып қарағанда СЕҚ негізінен жеке сақтаудың үлкен көлеміне ие болады, бірақ шапшандығы көп төмен.

Тұрақты есте сақтайтын құрылғы (ТЕСҚ) дербес компьютер жұмыс істеген кезде өзгермейтін ақпарат сақталады. Мұндай ақпараттты мониторлық–тест бағдарламасы (ол компьютердің ажыратылған сәтінде оның жұмысқа қабілетінің бар жоғын тексереді), драйвер (ЭЕМ–нің жекелеген құрылғысының мысалы перненің жұмысын басқаратын бағдарлама) жасайды.

Тұрақты жад–стандартты бағдарламаларды,өзгермейтін мәліметтерді және жүйелік ақпаратты энергиядан тәуелсіз сақтауға арналған жад. Компьютер жұмысы кезінде бұл жадтан мәліметтерді тек оқуға болады, ал оған ақпарат жазу арнаулы құралдар арқылы жүргізіледі. Жадтың өзгермейтін түрін құрады. Мұнда компьютер құрылғыларын басқаруға арналған жүйелік бағдарламалар орнатылған. Компьютерді іске қосқаннан кейін жабдықтарды біртіндей тестілеу үрдіс басталады. Процессор мен бейнеадаптерді тестілеу процессі аяқталғаннан соң мониторға диагностикалық хабарлама шығарылады. Содан соң компьютердің бастапқы жүктелу үрдісін басқаратын бағдарлама орындалады.

Компьютер қаншалықты қиын электронды құрылғы болса, оның құраушыларын соншалықты бақылап отыратын құрал керек. Бұл құралға, BIOS құрамына кіретін POST (Power - On Self Testing) бағдарламасы жатады.

Компьютерді қосқан сайын BIOS бағдарламаларының бірі POST орнатылған құраушыларын тексеруге әкеледі. Ол процессордың жұмысын, жүйелік тақша чипсетін, жедел жады мен басқа да құрылғылардың, яғни дербес компьютердің барлық құраушыларын жұмысқа қабілеттілігін қамтамасыз етеді. Осы жағдайда тексерудің нәтижелерін бір уақытта орындалатын үш түрлі әдіспен көруге болады.

Монитордағы хабарлама. Бұл қателік туралы шыққан хабарламаны көруге және оқуға мүмкіндік беретін әдіс. Бұған қоса, ол қателікті жүйелік тақшаның құжаттамасынан компьютердің ақауының себебін жылдам байқауға болатын кейбір код оқылуларын табуға болады.

Дыбыстық сигналдар Қателіктің бар екендігі туралы қосымша хабарлама. Тәжірибе жүзінде осы әдіс дыбыстық сигналдың өзіне сай кестенің көмегімен оқылуын іздеуге қолайлы болғандықтан қолданылады.

Арнайы кодтардың берілуі. Енгізу-шығару порт адресіне берілетін 16-лық цифрлі кодын POST картамен көруге болады.

Егер тексеру сәтті аяқталса, BIOS бағыттау бойынша операциялық жүйені жүктеместен бұрын, қысқа дыбыс белгісі естіледі. Егерде POST қателік тауып алса, онда ол барлық қатынау құралдармен белгі береді және мүмкіндік болса, ақаудың алдын алуын күтеді.

Қазіргі кезде, BIOS–тың көптеген түрлері кездеседі. Бірақ, дербес компьютерге арналып көп таралғандары AwardBIOS, AMIBIOS және PhoenixBIOS.

AwardBIOS–2000 жылға дейін үлкен қолданыста болды. Ол көп мөлшердегі функциональды қалыпты қамтиды, яғни компьютермен жұмыс жасау кезінде орнатылуынан жақсы көрінеді. Қазіргі таңда AwardBIOS тек қана ескі компьютерлерде кездеседі, өйткені оның орнын қазір PhoenixBIOS басты.

2.1-Сурет. Bios жүйесі

POST Card – жүйелік тақшаның BIOS-ының өндірілген POST кодын көрсететін құрылғы. Әдетте POST Card PCI (немесе ISA) шинасының ағытпаларына орнатылатындай түрде болып келеді. Кейде LPT ағытпасына қосылатын, бейнешығысы бар, қоректену кернеуінің жағдайын және кейбір электр сигналдарын көрсететін индикаторлары бар арнайы POST Card-тар да кездеседі.