М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

Назорат саволлари

1. 
   Компьютернинг асосий функционал компонетларини санаб ўтинг.
   
2. 
   Компьютернинг асосий боғламалари қандай ўзаро алоқа қилади?
   
3. 
   Хотира кўринишларининг поғоналарини санаб ўтинг.
   
4. 
   Кэш-хотиранинг функцияси нимадан иборат?
   
5. 
   Қандай турдаги шиналар ички, қайсилари эса ташқига киради?
   
6. 
   Конвейерли ишлов бериш қоидасини тушунтириб беринг?
   
7. 
   PCI Express шиналарининг ишлаш қоидаси нимага асосланган?
   
8. 
   Киритиш-чиқариш модули қандай ишлайди?
   
9. 
   Буйруқлар цикли неча босқичдан иборат бўлади?
   
10. 
    Стек хотиранинг вазифаси нимадан иборат?
    

III БОБ. Маълумотларга ишлов бериш тармоқларини қуришнинг умумий қоидалари

Компьютер тармоқлари ахборотларни ўзгартиришнинг иккита асосий технологияларини - ҳисоблашлар технологияларини ва маълумотларни узатиш технологияларини ўзида бирлаштиради. Бошқача қилиб айтганда, улар илмий-техник тараққиётнинг икки асосий йўналишлари - компьютер ва телекоммуникация технологияларининг тараққиёти натижаси ҳисобланади.

Биринчи яратилган компьютерлар ҳисоблаш марказларига ўрнатилган, у ерга барча фойдаланувчилар дастурларини киритиш, ишлов бериш ва олинган натижаларни босмадан чиқариш учун ўз дастурларини олиб боришган. Бу марказлаштирилган ишлов бериш тизими бўлиб, фойдаланувчилар дастурлари пакетларга тўпланган, компьютер операторлари хотирага навбат бўйича дастурнинг бутун пакетини киритишган, компьютер шундай тартибда бу дастурларни ишлаган ва ана шундай навбатда олинган натижаларни босмадан чиқарган. Агар дастурда хатолик аниқланса, у фойдаланувчига тўғрилаш ва дастурларни кейинги ишга туширишни навбатдаги пакетларни тўплаш сеанси учун қайтарилган. Бундай технология пакетли ишлов бериш дейилган.
Ривожланишдаги кейинги қадам вақт бўйича тақсимланган кўп терминалли тизимлар бўлди. Ҳар бир фойдаланувчи алфавит-рақамли дисплей деб аталувчи ўз терминалига эга бўлган. Унинг ёрдамида фойдаланувчида ҳисоблаш маркази компьютери ресурсларидан фойдаланиш имконияти бўлган.
Жамоа бўлиб фойданиладиган ҳисоблаш маркази компьютерига олдиндан киритиладиган дастурлар билан ишлаш хатоликларни тўғрилаш, дастурга биринчи буйруқларни дисплейдан киритиш, компьютерда бу дастурларни ишга тушириш ва олинган натижаларни тузатиш имкониятлари пайдо бўлди. Бундай терминалларнинг ҳисоблаш имкониятлари мукаммал бўлган, шу билан бирга бундай тақсимланган тизимнинг замонавий тармоқларини дастлабки босқичи деб ҳисоблаш мумкин. Фойдаланувчи умумий файлларга рухсат олиши мумкин бўлган, унда компьютерга ягона эгалик ҳисси бўлган, чунки у керакли дастурни ишга тушириши ва деярли бирданига натижани олиши мумкин бўлган. Бу имкониятни ҳисоблаш маркази компьютери (мейнфрейм) вақт буйича тақсимлаш иш тартиби билан таъминлаган.
Шундай қилиб, биринчи тақсимланган тизимлар “терминал-компьютер” турдаги масофавий уланишга эга бўлган ва телефон алоқа линияларига асосланган. Терминаллар компьютерлар билан телефон тармоқлари орқали модемлар ёрдамида уланган. Биринчи тақсимловчи тизимларда бундай механизм асосида файлларни алмаштириш ва электрон почта хизматлари ишлатилган. Бироқ, бунгача телефон тармоқлари каналларни коммутациялаш иш тартибида ишлагани учун, фойдаланувчи ва майнфрейм, шунингдек иккита компьютер орасида тезкор маълумотларни алмаштириш имконияти қийин бўлган, керакли уланиш тезлигини ўрнатиш ва алмаштириш трафиги таъминланмаган. Бунда эски кўринишидаги телефон каналлари асосан фақат битта сўзлашувини аналог шаклда узата олган, бундай каналлар бўйича узатиш тезлиги фақат секундига бир неча ўнлаб килобайтларни ташкил этган, шунингдек хатоликлардан ҳимоя яхши таъминланмаган.
Маълумотларни узатишда пакетларни коммутациялаш технологиясининг ўзлаштирилиши олдинга сезиларли қадам ташлаш бўлди. Бунда маълумотлар унча катта бўлмаган қисмларга, яъни пакетларга бўлинади. Пакетлар бир-бирларидан мустақил равишда, пакетнинг сарлавҳасида охирги боғламанинг манзили бўлганлиги туфайли тармоқ бўйича ҳаракатланган. Ижарага олинадиган телефон каналларида қурилган бундай технологияга мисол Х.25 тармоқлари ҳисобланади.
Бир неча компьютерларни ягона тизимга бирлаштириш ғоясини амалга оширган биринчи тармоқ ARPANET (АҚШ) тармоғи бўлди. Бу ерда ягона тизимда фақат компьютерлар эмас, улардан ташқари компьютернинг операцион тизимлари коммуникацион протоколларнинг қўшимча модуллари билан биргаликда ишлатилди. Маълумотларни тақсимланган ҳолатда сақлаш ва ишлатилишини ташкил этиш, яъни тармоқнинг умумий ресурсларини яратишга имкон берадиган биринчи тармоқ операцион тизими пайдо бўлди. Тармоқ функцияларини бажарувчи дастурий модуллар, компьютер ва коммуникацион техниканинг ривожланиши, тармоқда кўрсатилган хизматлар сони кенгайишининг ривожланиш кўлами бўйича доимо такомиллашди.
Электрон техниканинг ривожланиши билан, процессорларнинг, хотиранинг, катта сиғимли тўплагичларнинг интеграл схемаларининг яратилиши билан мини-ЭҲМ ларни, кейин эса шахсий компьютерларни яратиш имкониятлари пайдо бўлди.
Айнан шахсий компьютерларнинг пайдо бўлиши локал тармоқларнинг пайдо бўлишига туртки бўлди, бу ерда шахсий компьютер мини-ЭҲМ ва мейнфреймларнинг асосий ресурсларидан рухсатли фойдаланиш воситасига айланди. Нисбатан арзонлиги ва фойдаланишда оддийлиги туфайли шахсий компьютерлар давлат ташкилотларида, хусусий компанияларда, банкларда, олий ўқув юртларида ва оммавий фойдаланувчиларда кенг кўламда фойдаланиладиган бўлди. Шахсий компьютерларнинг қувватли моделларининг пайдо бўлиши шунга олиб келдики, дастлаб улар қиммат майнфреймлар ва миникомпьютерларнинг ўрнини олган ҳолда унча катта бўлмаган локал тармоқларнинг серверлари вазифасини бажарди.
Пакетлар коммутация технологияларини ўзлаштирилиши ва кенг жорий этилиши, масофадаги компьютерлар орасида унификацияланган алмашув қоидаларини ишлаб чиқилиши, аппарат ва дастурий воситаларининг (драйверлар, кабеллар, разъёмлар) мослашган тўпламларининг шакллантирилиши, алоқа линиялари бўйича маълумотларни самарали узатиш механизмларининг ўрнатилиши янги технологияларнинг ўзлаштирилиши билан биргаликда олиб борилди.
Булар энди тармоқ технологиялари бўлиб шаклланди.
Тармоқларни ташкил этилишида катта хилма-хилликка қарамасдан, дастлаб оддий ишлаш алгоритми ва жиҳозларнинг паст нархи туфайли локал тармоқлар технологиялари орасида Ethernet технологияси етакчиликни қўлга киритди. Локал ва глобал тармоқларнинг ривожланишининг бошланғич босқичларида улар бир-бирларидан сезиларли фарқ қиларди.
Локал тармоқлар компьютерлар орасида чекланган масофага эга бўлган ва узатиш учун сифатли алоқа линияларидан фойдаланган. Шунинг учун маълумотларни алмаштириш усуллари оддий, жиҳозлар ишончли ва арзон бўлган. Яхши алоқа линияларда маълумот узатиш тезлиги 10 дан 100 Мбит/с ни ташкил этган. Локал тармоқлар файлли маълумотлардан, принтерлардан ва аппарат ресурсларидан биргаликда фойдаланиш, электрон почта сервислари каби кенг хизматлар спектрини тақдим этганлар.
Глобал тармоқларда алоқа линиялари бир турга мансуб эмас ва мос равишда ишончсизроқ бўлган, шунинг учун маълумотларни узатишнинг мураккаброқ усуллари, коммуникациянинг қимматроқ жиҳозлари талаб қилинар эди. Маълумотларни алмаштириш тезлиги Кбит/с дан Мбит/с бирликларгачани ташкил этар эди. Аппарат ресурслардан фойдаланиш имконияти бўлмаган, почта ва файл хизматлари эса чекланган имкониятларига эга бўлган.
Бироқ, катта масофадаги оптик толали алоқа линияларининг пайдо бўлиши билан локал тармоқларни регионал ва шаҳар тармоқларига интеграциялаш имконияти пайдо бўлди. Электрон тижорат соҳасида тижорат хизматларида ўсиш, узатиладиган ахборотлар турларининг (аудио ва видео маълумотлар) сезиларли кенгайиши, рақамли алмаштириш каналларига ўтиш фақат локал ва шаҳар тармоқларни регионал ва глобал тармоқларга интеграцияланишидан ташқари, уларнинг технологик кўрсатгичларини яқинлаштиришига олиб келди. Янги Frame Relay, ATM алмаштириш технологиялари пайдо бўлди. Уларда узатишдаги битталик хатоликлар минималлаштирилди, нутқ, тасвир маълумотларни ва видео ахборотларни юқори тезликда катта масофаларга узатиш мумкин бўлди.
Локал ва глобал тармоқларнинг имкониятларини яқинлаштиришда катта ролни IP тармоқ протоколининг яратилиши ва тарқалиши сабаб бўлди. Бу протокол барча Ethernet, Tоken Ring, Frame Relay, ATM локал ва глобал тармоқлар технологияларида ишлай бошлади. Шу туфайли IP протоколга Интернет тармоғида World Wide Web гиперматнли ахборот хизматларини жорий этилиши мумкин бўлди.
Локал ва глобал тармоқларнинг интеграцияланиши компьютер тизимларини ташкил этишнинг янги вариантларини яратди. MAN (Metropolitan Area Networks) шаҳар тармоқлари, йирик ташкилотларнинг, банкларнинг, давлат, транспорт, солиқ ва божхона хизматларининг корпоратив тармоқлари пайдо бўлди. Бироқ тармоқларнинг ўзаро интеграцияси янги муаммони – рухсатсиз фойдалана олишдан маълумотларни ҳимоялашни келтириб чиқарди.
Ҳозирги вақтда маълумотларни алмашиш технологиялари такомиллаштирилмоқда, 100 Мбит/с дан ортиқ магистрал алмашиш тезлиги таъминланмоқда, интеграцияланган тизимларда узатиш билан бир қаторда видеоконференциялар, нутқ ва матн биргаликда узатиш иш тартиблари қувватламоқда. Локал ва глобал тармоқларда алмашиш технологиялари орасида фарқ йўқолиб бормоқда (масалан, Giqabit Ethernet, ATM). Тармоқларнинг технологик яқинлашиши рақамли узатиш тизимлари, пакетларни коммутациялаш усуллари ва тақдим этиладиган хизматларни дастурлаштириш асосида амалга оширилади.