55
3.2. ЭЕМ архитектурасы ұғымын ашу әдістемесі
Тақырыпты оқыту бойынша әдістемелік нұсқаулар
Информатика
курсында
компьютер
құрылымы
оның
архитектуралық деңгейінде оқытылады. Мектеп информатикасында
архитектура – ЭЕМ-ң техникалық жағын толық сипаттамай, оның
құрылымын және жұмыс принципінің қарастырылуы деп түсініледі.
Компьютер архитектурасын жақсы білу, программистерге,
әсіресе жүйелік программистерге аса қажет. ЭЕМ архитектурасын
қарастырудың ең терең деңгейі – процессордың (машиналық
бұйрықтар тілі) бұйрықтардың жүйесін, бағдарламалар орындау
барысында оның жұмыс ережесін сипаттау.
Қарастырылатын сұрақтар:
ЭЕМ-нің негізгі құрылғылары.
Бағдарламалық басқару принципі.
ЭЕМ жадының формалары.
Ішкі жадының ұйымдастырылуы.
Сыртқы жадының ұйымдастырылуы.
Дербес компьютердің архитектурасы.
Дербес компьютердің бейнежүйесі.
Анықтама. Есептуіш машинаның
1
архитектурасы (Computer
architecture) – ақпараттың өңделуін жүргізуді айқындайтын, соның
ішінде, ақпаратты деректерге түрлендіру әдістері және техникалық
құралдармен бағдарламалық жабдықтардың арасындағы әрекеттесу
прициптерін анықтайтын есептеуіш машинаның концепциялы
құрылымы [21].
Әдетте, оқулықтарда ЭЕМ-нің маркасына байланыссыз
архитектураның жалпы ұғымдары талқыланады. Ал сабақтағы
тәжірибелік жұмыстар компьютердің белгілі модельдерінде өткізіледі.
Ол жадының көлемі, процессордың разрядтылығы жайында айта
отырып, оқушыларға осы параметрлердің нақты қай шамалары мектеп
компьютерлерінде барын айта кеткен жөн.
ЭЕМ – нің негізгі құрылғылары және бағдарламалық басқару
принципі.
Аталған
тақырыптың
басты
ұғымдары:
ЭЕМ
архитектурасы, ЭЕМ жады (жедел, сыртқы); процессор; енгізу-
шығару құрылғылары; бағдарламалық басқару.
ЭЕМ-ң «архитектурасы» ұғымының мәні туралы жоғарыда
айтылды. Бұл үғымды оқушыларға ашу үшін ұқсастық (орысш. –
аналогия) дидактикалық амалын қолдануға болады.
1
Есептеуіш машина (ЕМ, Computer) — қажетті түрде нәтиже алу және ақпаратты өңдеуге
мүмкіндік жасайтын, техникалық құралдар жиынтығы. Ескерту: әдетте, ЕТ-ң құрамына жүйелік
бағдарламалық қамсыздандыру да жатады
.
56
Компьютер бұл ақпаратпен жұмыс істейтін әмбебап машина. Ал
табиғатта мұндай «биологиялық машина» адам болып табылады.
Бұлай дейтініміз, адам ақпараттық үрдістің үш типін: ақпаратты
сақтауды, ақпаратты өңдеуді және ақпаратты қабылдауды орындай
алады.
Сол сияқты, компьютердің құрылғыларының құрамына бұл
үрдістерді іске асыратын техникалық жабдықтар кіру керек. Олар:
жады процессор, енгізу және шығару құрылғылары деп аталады (3.2-
кесте).
3.2-кесте.
Компьютерде жадының ішкі және сырқы деп бөлінуін тағы да
адаммен ұқсастырып түсіндіріледі. Ішкі жады – адамның өзінің
(биологиялық) есі, сыртқы жады – ақпаратты жазатын алуан түрлі
құралдар: қағаз, магниттік және т.б.
Компьютердің түрлі құрылғылары бір-бірімен ақпараттың
алмасу каналдары арқылы байланысады. Сыртқы ортадан ақпарат
компьютерге енгізу құрылғылары арқылы түсіп, ішкі жадыға барып
сақталады. Егер оны ұзақ мерзім бойы сақтау қажет болса, онда ол
ішкі жадыдан сыртқы жадыға жазылады. Ақпартты өңдеуді
процессор, ішкі жадымен толассыз екіжақты байланыс арқылы іске
асырады. Ішкі жадыдан берілген деректер шығарылады (оқылады),
өңделген нәтиже қайта оған жазылады. Бұл сызба түрінде 3.1-суретте
бейнеленген.
3.1-сурет. ЭЕМ-ң құрамы және құрылымы
3.1-суретке біраз түсінік беру қажет. Кейде ЭЕМ-ң кұрылымдық
схемасын басқаша бейнелейді, енгізу құрылғысынан шығару
құрылғысына бағытталған ақпараттық ағын, ішкі жадымен емес,
Қызметі
Адам
Компьютер
Ақпаратты сақтау
Ес
Жад құрылғысы
Ақпаратты өңдеу
Ойлау
Процессор
Ақпаратты қабылдау Сезім мүшелері
Енгізу құрылғысы
Ақпаратпен алмасу
Сөз, қимыл жүйесі Шығару құрылғысы
Енгізу құрылғы-
лары
Шығару
құрылғылары
Ішкі жады
Сыртқы жады
Процессор
57
процессормен байланысады. Шынында, енгізу, шығару және басқа да
компьютерлердегі амалдар процессор регистрлерінің қатысуымен
іске асады.
Процессор (CPU – cenral processung unit) – арифметикалық және
логикалық амалдарды орындайтын, сонымен қатар, компьютердің
барлық құрылғыларына басқарушы сигналдарды қалыптастыратын ең
негізгі құрылғы.
Бұл схема шын мәнінде компьютерде ақпараттық алмасудың
маршрутын
емес,
оның
мақсатын
(нәтижесін)
бейнелейді.
Нәтижесінде
деректер
жедел
жадыға
жазылады.
Шығару
құрылғыларына ақпарат жедел жадыдан шығарылады. Нәтижені
тікелей сыртқы жадыға, ішкі жадыны айналып шығаруға болмайды,
ол 3.1-суретте айқын көрінеді. Нақ осы тұжырымдарды, компьютердің
жұмысын оқығанда оқушылар түсінуі тиіс.
Оқушылардың санасында басынан бастап компьютердің қалай
жұмыс істейтінін қалыптастыру қажет. Кез келген есепті шығару үшін
алғашқы деректерді және жұмыс бағдарламасын компьютерге
түсінікті тілде хабарлау қажет. Ол компьютердің ішкі жадына, белгілі
формада жазылып, кейін компьютер бағдарламаны орындауға
кіріседі, яғни есепті шығарады. Компьютер бағдарламаның формалды
орындаушысы болып табылады. Компьютерде кез келген:
математикалық есепті шығару, шет тілден мәтінді аудару, экранға
суретті шығару және т.б. жұмыстар тек бағдарлама бойынша іске
асатынын ескерту қажет. Тақырыпты қорытындылай келе,
компьютердің бағдарламалық басқару принципінің мәні мына үш
тұжырымға тірелетінін айту қажет:
1) кез келген жұмыс компьютерде бағдарлама бойынша
орындалады;
2) орындалатын бағдарлама ішкі жедел жадыда орналасады;
3) бағдарлама автоматты түрде орындалады.
ЭЕМ жадысының формалары. Жады (ағылш. – memory) –
деректерді және бағдарламаларды өңдеуге, сақтауға арналған ЭЕМ –
нің негізгі функционалдық бөлігі. Жады негізгі ішкі және сыртқы деп
екіге бөлінетіні жоғарыда айтылды. Жадының түріне қарай олардың
қандай қасиеттерін оқушылар меңгерулері қажет? Екі типті
қасиеттерін – физикалық және ақпаратты үйымдастыру принципі
туралы сөз қозғалуға тиіс.
Ішкі жады. Ішкі жадының физикалық қасиеттеріне мыналар
жатады:
Достарыңызбен бөлісу: |
