A. A. Qaxxarov, yu. Sh. Avazov, U. A. Ruziyev kompyuter tizimlari va tarmoqlari

I-BOB. KOMPYUTERNING ARXITEKTURASI
1.1. Zamonaviy kompyuterlarning asosiy turlari
Kompyuter (elektron hisoblash mashinasi) – hisoblash va axborot masalalarini yechish jarayonida axborotlarga avtomatik ishlov berish uchun mо‘ljallangan texnik vositalarining tо‘plami.
Kompyuterlar qator belgilar bо‘yicha guruhlarga ajratilishi mumkin, xususan:

• 
  ishlash tamoyili;
  
• 
  element asosi;
  
• 
  vazifasi;
  
• 
  о‘lchami va hisoblash quvvati va hokazo.
  

Ishlash tamoyili bо‘yicha kompyuterlarni (hisoblash mashinalarini) katta uchta guruhga ajratiladi (1.1-rasm): analogli (uzliksiz), raqamli va aralash (gibrid).



1.1-rasm. Ishlash tamoyili bо‘yicha kompyuterlarni turlarga ajratish

Bunday uch turga ajratishning asosiy sababi – kompyuterlarda ishlatiladigan axborotlarning ifodalanish shaklidir (1.2-rasm).

Raqamli hisoblash mashinasi (RHM) yoki kompyuter, diskret kо‘rinishda ifodalangan, aniqrog‘i raqamli shaklda ifodalangan axborot bilan ishlaydi.


1.2-rasm. Hisoblash mashinalarida axborotlarni ifodalanishining ikki shakli


Analog hisoblash mashinalari uzluksiz shakldagi, yaʻni qandaydir fizik kattalikdagi uzuluksiz qatorga ega bо‘lgan qiymatlar kо‘rinishidagi (kо‘pincha elektr kuchlanishi) axborotlar bilan ishlaydi. AHM juda sodda va foydalanishga qulay, bu mashinada ishlash uchun masalalarni dasturlash uchun odatda kо‘p mehnat talab etilmaydi. Masalani yechish tezligi operatorning xohishi bо‘yicha о‘zgarishi mumkin va xohlagancha yuqori tezlikda amalga oshirish mumkin (RHM lardagiga qaraganda yuqoriroq), ammo masalani yechish aniqligi esa juda past (nisbiy xatoligi 2 – 5 % gacha). AHMlarda murakkab mantiq talab etilmaydigan va tarkibida differensial tenglamalar bо‘lgan matematik masalalar samarali yechiladi. Elektron AHM ni kо‘pincha elektron modellashtiruvchi mashina ham deb atashadi, chunki masalani yechish uchun ularda tadqiq qilinayotgan tizimning fizik modeli yaratiladi. Tо‘g‘ri, xuddi shunga asoslanib elektron RHM ni ham xuddi shunday atash mumkin, ularda ham yechiladigan masalaning modeli yaratiladi, ammo model faqatgina abstrakt duladi.
GHM (aralash hisoblash mashinasi), yoki kombinirlashgan hisoblash mashinasi, raqamli va uzluksiz shaklda ifodalangan axborotlar bilan ishlash imkoniga ega. Ular о‘zida AHM va RHM larning afzalliklarini mujassamlashtirgan bо‘ladi. GHM dan murakkab, tez ishlovchi texnik majmualarni boshqarish masalalarini hal qilishda foydalanish maqsadga muvofiqdir.
Iqtisodiyot tarmoqlari va shuningdek ilmiy faoliyatda, texnikada eng kо‘p foydalaniladigan va tarqalgan turi bu RHM bo‘lib, odatda ularni raqamli xususiyatini alohida ta’kidlamasdan, oddiygina qilib kompyuter deb atash odatga aylangan.
Element asosi va yaratilish bosqichi bо‘yicha kompyuterlarni shartli ravishda avlodlarga bо‘linadi:
1-avlod, 1950 yillarda elektron vakumli lampalar asosida yaratilgan elektron hisoblash mashinalari (EHM);
2-avlod, 1960 yillarda diskret yarim о‘tkazgichli asboblar (tranzistorlar) asosida yaratilgan EHM;
3-avlod, 1970 yillarda yarim о‘tkazgichli kichik va о‘rta integral sxemalar asosidagi kompyuterlar (bitta g‘ilof ichida yuzlab, minglab tranzistorlar joylashtiriladi). Integral sxema – maxsus vazifalar uchun mо‘ljallangan elektron sxema, u yaxlit yarim о‘tkazgichli kristall sifatida bajarilgan bо‘lib, u о‘zida katta sondagi faol elementlar (diod va tranzistorlar) birlashtiradi;
4-avlod, 1980-90 yillarda katta va juda katta integral sxemalar asosida yaratilgan kompyuterlar bo‘lib, ularning asosi – mikroprotsessorlar (bitta kristalda о‘n mingtalab, millionlab faol elementlar mavjud) dan iborat. Katta integral sxemalarda faol elementlar shunchalik zich joylashtirilgan-ki, 1-avlod kompyuterining barcha elektron qurilmalari 100 – 150 m² maydonni egallagan bо‘lsa, hozirda 1,5 – 2 sm² maydonni egallovchi bitta mikroprotsessorga joylashtirish imkoni mavjud. Juda katta integral sxemalardagi faol elementlar о‘rtasidagi masofa 0,032 – 0,11 mikronni tashkil etadi (solishtirish uchun, odamning soch tolasining qalinligi bir necha о‘n mikronga teng).
5-avlod, hozirgi vaqtda (2010 yildan keyingi); bir necha о‘nlab parallel ishlovchi mikroprotsessorlardan tashkil topgan bo‘lib, kompyuterlar, ular yordamida bilimlarga ishlov berishning samarali tizimlarini qurishga imkoni yaratiladi. Parallel tarkibli juda murakkab mikroprotsessorlarda bajarilgan kompyuterlar bir vaqtning о‘zida dasturning о‘nlab ketma-ket kо‘rsatmalarini bajara olish imkoniyati mavjud.
6-avlod va keyingilari: yalpisiga parallellashtirilgan va neyron tarkibdagi optoelektron kompyuterlar, ularda kо‘p sonli murakkab bо‘lmagan mikroprotsessorlarning taqsimlangan tarmog‘i mavjud bо‘lib, modeli neyronli biologik tizimning modeli kabi shakllantiriladi.
Kompyuterlarning har bir keyingi avlodi о‘zining oldingi avlodiga nisbatan sezilarli darajadagi yaxshi kо‘rsatkichlarga ega bо‘lib, unumdorligi va xotira sig‘imi esa odatda bir necha о‘n marotaba ortiqroq bo‘ladi.
Vazifasi bо‘yicha kompyuterlarni uch guruhga ajratish mumkin (1.3-rasm):

• 
  universal (umumiy masalalarga mо‘ljallangan);
  
• 
  muammoga yо‘naltirilgan;
  
• 
  maxsuslashtirilgan.