«Компьютер архитектурасы»

5В011100 - «Информатика» мамандығына арналған

Семей

МАЗМҰНЫ

• 
  Кіріспе. ЭЕМ ұйымдастыру принциптері.
  
• 
  Компьютерлік техниканың даму тарихы.
  
• 
  ЭЕМ буындары және олардың классификациясы.
  
• 
  Есептеуіш машиналардың кластары.
  

Көпшілік мақұлдаған топтастыруды қолданып, ЕТ дамуын келесі кезеңдерге бөлуге болады:

1. Қол – б.э. дейінгі елуінші мыңжылдықтан бастап;

2. Механикалық — XVII ғ. Ортасынан бастап;

3. Электрмеханикалық — XIX ғ. 90-шы жылдарынан бастап;

4. Электрондық — XX ғ. 40-шы жылдарынын бастап.

1. 
   Ондық пен он екілік санау жүйесіндегі саусақ есебі;
   
2. 
   Колумқа дейнгі Америка халықтарының түйіншек санауы;
   
3. 
   Заттарды топтастыру және бір жерден басқа жерге санап қою көмегімен санау;
   
4. 
   Есепшотпен санау;
   
5. 
   17-ғасырдың басында Дж. Непердің логарифм және логарифм кестесін ойлап табуы және есептеу таяқшаларымен Дж. Непердің есептеу тақтасын ендіру.
   

1. 
   Механикалық есептеу принциптерін қолданатын есептеу құрылғылары мен аспаптарын жасау;
   
2. 
   1642 жылы Блез Паскаль ойлап тапқан он разрядты сандармен арифметикалық амалдарды механикалық түрде орындайтын машина;
   
3. 
   1673 жылы Г.В. Лейбниц алғашқы арифмометрді құрастырды;
   
4. 
   19-ғасырдың бірінші жартысында Чарльз Бэббидж әмбебап есептеуіш машина құрастыруға талаптанды.
   

1. 
   1887 ж., Г. Холлерит, У. Бэббидж бен Г. Джоккардтың идеяларын қолданып, алғашқы есептеуіш-аналитикалық кешенін құрды;
   
2. 
   1941 ж., Конрад Цузе бағдарламалық басқаруы мен жадтайтын құрылғысы бар алдыңғыларға ұқсас машина жасап шығарды;
   
3. 
   1944 ж., Айкен IBM фирмасының кәсіпорнында Бэббидж жұмыстарынын көмегімен электрмеханикалық реледегі «Марк-1» аналитикалық машинисын құрастырды;
   
4. 
   1957 ж. – ССРО-да релелік есептеуіш машина жасалды. Бұл релелік ЕТ-ның ең ірі және соңғы жобасы болды.
   

1. 
   1943-45 ж. АҚШ-та Моучли мен Эккерт басқарған топ электрондық шамдардың негізіндегі ең алғашқы ENIAC ЭЕМ-ін құрастырды;
   
2. 
   1945 ж. Джон фон Нейман цифрлық емептеуіш машинаның жалпы принциптерін ойлап тапты, ол қазіргі кезге дейін ДК-де қолданылады;
   

Компьютердің пайда болуына себепкер болған маңызды оқиғаларды қарастырайық. Біріншіден, ХІХ ғасырдың соңында математикалық физика қарқынды дамыды. Бірнеше рет есептеу жұмыстарын қайталай алатын машиналар қажеттігі туды.

Екіншіден, 1880 жылы американ ойлап тапқышы Томас Алва Эдисон электронды лампаның вакуумды баллоннына электрод енгізді және ток ағымын байқады. Ол термоэлектронды эмиссия құбылысын ашты.

Үшіншіден, 1904 жылы ағылшын физигі Джон Амброз Флеминг Эдисон ашқан жаңалығының негізінде диод жасады, кейінірек триод ойлап табылды.

Төртіншіден, ағылшын математигі Джордж Буль 1848 жылы логика ережесін сипаттады, оны Буль алгебрасы деп атады. Осыған сәйкес логикалы алгебралық элемент екі мән ғана қабылдай алады – ақиқат (0) немесе жалған (1). Осы логикаға байланысты логикалық сызбанының конструкциясын ойлап тапты.

Бесіншіден, 1918 жылы орыс ғалымы М.А. Бонч-Бруевич және оған тәуелсіз ағылшын ғалымдары электронды реле жасады, ол 0 немесе 1 екі жағдайдың бірінде ғана бола алады және осы база негізінде триггер жасалды.

ХХ ғасырға компьютерді жасауға барлығы дайын болды.

Барлық электронды-есептеуіш техниканы буындарға бөледі. Буындардың алмасуы ЭЕМ-ның элементтік базасына тәуелді, яғни оның техникалық негізіне. ЭЕМ-ның қуаттылығы элементтік базаға тәуелді, ол ЭЕМ-ның архитектурасының өзгеруіне әкелді, қолданушы мен компьютер арасындағы қарым қатынастың өзгеруіне қарай қолдану шеңбері кеңейді.

Алғашқы ЭЕМ релелі есептегіш машиналалар болды. Реле екілік түрдегі ақпараттарды қосулы-өшірулі күйге кодтауға мүмкіндік берді. Мұндай машиналардың жұмыс процесінде мыңдаған релелер бір күйден екінші күйге ауысып отырған. Бұндай машиналар өте төмен жылдамдықпен жұмыс істеген (секундына 50 қосу немесе 20 көбейту амалы).

Бірінші буынның ең алғашқы машинасы ENIAC 1945 жылы құрылды. Оның конструкторлары американ оқымыстылары Дж.Моучли және Дж.Эккерт, СССР да компьютер жасаумен академик С.А.Лебедев айналысты. Оның машиналары БЭСМ-1, БЭСМ-3М, БЭСМ-4, М-220 әлемдегі ең жақсылар болып танылды (Кесте 1).