Reja: Kompyuterning asosiy bloklari ularning vazifalari va ko’rsatgichlari

2-mavzu: Hisoblash tizimlarining arxitekturasi
Reja:
Kompyuterning asosiy bloklari ularning vazifalari va ko’rsatgichlari.
Mikroprotsessorning arxitekturasi, turlari va ularning asosiy bloklari, vazifalari, ko’rsatgichlari.
Mikroprotsessorlaridagi samarali texnologiyalar.
Axborot-hisoblash tizimlarining turlari va vazifalari.
Axborot-hisoblash tizimlarining tarkibiy tashkillanishi.
Ko’p mashinali va ko’p protsessorli hisoblash tizimlari.
Tayanch iboralar: kompyuter tizimlari, texnik tizimlar, tizimli dasturiy ta’minot, texnik diagnostika, amaliy dasturiy ta’minot, multimedia, avtomatlashtirilgan boshqarish, drayver.
1.Kompyuterning asosiy bloklari ularning vazifalari va ko’rsatgichlari.
Kompyuter tizimini qurishdan maqsad – biror-bir jarayonni mantiqiy boshqarish vazifasini amalga oshirish, texnik diagnostika vazifalari, tasvirlarni ishlash va ko’pgina boshqa-boshqa vazifalardan birini yoki bir nechtasini amalga oshirish hisoblanadi.
Kompyuter tizimlari va tarmoqlarini bajaradigan vazifalariga qarab tasavvur qilish nisbatan oson bo’lgan quyidagi xillarini keltirish mumkin:
o’lchashlar uchun mo’ljallangan kompyuter tizimlari va tarmoqlari;
avtomatlashtirilgan boshqarish uchun mo’ljallangan kompyuter tizimlari va tarmoqlari;
texnik diagnostika uchun mo’ljallangan kompyuter tizimlari va tarmoqlari;
tasvirlarni ishlash uchun mo’ljallangan kompyuter tizimlari va tarmoqlari va hokazo boshqa-boshqa xildagi xozirda ishlab chiqilayotgan Kompyuter tizimlari va tarmoqlari­ning nomlarini keltirib ro’yhatni davom ettirish mumkin. Masalan, vi­deo filmlarni yaratish jarayonida qo’llaniladigan kompyuter tizimlari va tarmoqlari, gazeta, jurnal va kitoblarni nashr qilish kompyuter tizimlari va tarmoqlari va hokazo.
Endi esa kompyuter tizimlari va tarmoqlarining bir-nechta belgilariga asosan quyidagicha umumlashtirilgan klassifikatsiyasini keltiramiz:
1.Qo’llaniladigan sohasiga qarab – sanoatda, tijoratda, moliya va marke­ting sohalaridagi Kompyuter tizimlari va tarmoqlari.
2.Boshqariladigan ob’ektning xiliga qarab – korxonadagi texnologik ja­rayonlarni boshqarish uchun mo’ljallangan KTlari, loyixalashni avtomat­lashtirish uchun mo’ljallangan KTlari va korxonani boshqarish uchun mo’ljallangan KTlari.
3.Natijaviy axborotni qanday qo’llanilishiga qarab
- axborot-qidiruv tizimlari, ular axborotni yig’ish, saqlash hamda foy­dalanuvchining so’roviga qarab kerakli ma’lumotlarni topib berish vazifa­larini bajaradi (1-rasm);
- axborot-maslahat beruvchi tizimlar, ular foydalanuvchiga qarorlar qabul qilish uchun tavsiyalar berish vazifasini bajaradi;
- axborot-boshqarish tizimlari, ular boshqarish uchun kerak bo’ladigan ma’lumotlarni yetkazib berish vazifasini bajaradi.

1-rasm. Videokuzatuv va xodisalarni ro’yxatga olish kompyuter tizimi.

Yetmishinchi yillarning o’rtalariga kelib alohida kompyuterlar birlashtirilib – hisoblash tizimlari, ya’ni kompyuter tizimlari va tarmoqlari, keyinchalik esa axborot-hisoblash tizimlari va tarmoqlari hosil qilindi. Elementlar ba­zasi texnologiyasining rivojlanishi – o’rta, yuqori va o’ta yuqori integra­tsiyali integral sxemalarning ishlab chiqilishi bunday o’zgarishlarga asosiy sabablardan biri bo’ldi.
Intel firmasi tomonidan shaxsiy kompyuterlar uchun Intel 8086, 80286, 80386, 80486, Pentiym I, II, III, IV protsessorlari va kompyuter tizimlari va tarmoqlari uchun ishlab chiqilgan yuqorida sanab o’tilgan protsessorlarga o’xshash bo’lgan protsessorlar 1980-1995 yillar davomida va hozirga qadar ham ketma-ket ishlab chiqarila boshladi.
Bu davrlar mobaynida kompyuterlar, kompyuter tizimlari va tarmoqlari va tarmoqlari nisbatan oddiy bo’lgan hisoblashlarni bajarish, matnli fayl­larni ishlash va o’zaro almashinish tizimlaridan, hozirda biz bilgan va ancha murakkab bo’lgan amallarni bajaradigan tizimlarga aylandi. Bunday amallarga misol qilib na faqat oddiy matnli fayllarni ishlash, balki mant tarkibida turli chizma va tasvirlar bo’lgan fayllarni, video va audio fayl­larni ishlash va boshqa-boshqa amallarni keltirish mumkin.
Hozirgi paytga kelib kompyuterlar va Kompyuter tizimlari va tarmoqlari – axborot-hisoblash tizimlari sifatida ishlatilib, ma’lumotlarni o’lchash, yig’ish, saqlash, qo’lash va jarayonlarni boshqarish vazifalari uchun qo’llanilmoqda. Shuning uchun kompyuter tizimlari va axborot tizimlari terminlarini si­nonim terminlar deb hisoblab ma’ruzalarni davom ettiramiz.
Kompyuter tizimlari va tarmoqlarining ichki arxitekturasini ko’rib chiqamiz. Kompyuter tizimi axborot almashinish-hisoblash jarayonlarini amalga oshirish uchun tashkil qilingan, tarkibida bitta yoki bir nechta kompyuterlari yoki protsessorlari bo’lgan, hamda o’zining programma ta’minoti va tashqi qurilmalari bo’lgan bir tizimdir.
Bitta kompyuterli kompyuter tizimiga misol qilib axborotlarni tele­ishlash tizimini keltirish mumkin. Aslida esa kompyuter tizimlari va tarmoqlari de­ganda, ko’p mashinali va ko’p protsessorli hisoblash tizimlarining variant­lari tushunilgan. Hozirda bunday tizimlar– superkompyuterlar deb ata­ladi.
Avvalgi kompyuter tizimlari va tarmoqlari asosan hisoblash amallarini parallel ba­jarish yo’li bilan tezkorlik va ishonchlilik kabi ko’rsatgichlarni yaxshilash maqsadida qurilgan.
Hozirda keng qo’llanilayotgan kompyuter tizimlari va tarmoqlari uchun esa – foydala­nuvchilarga har-xil ko’rinishdagi axborotni yig’ish, saqlash va kerakli joyga yetkazib berish xizmatlarini yaxshilash va uning sifatini oshirish hisoblanadi. Bu yerda keng qo’llanilayotgan kompyuter tizimlari va tarmoqlari deganda ko’pchilik foydalanuvchilar bevosita muloqot qiladigan quyi qatlamda joy­lashgan kompyuter tizimlari va tarmoqlari nazarda tutilmoqda. Yuqori qatlamdagi kompyuter tizimlari va tarmoqlari foydalanuvchilari bo’lib, alohida olingan foydalanuv­chilar emas, balki operatorlar, administratorlar va shularga o’xshash tizim yoki tarmoqning normal ishlashini ta’minlab turuvchi foydalanuvchilar tu­shiniladi. Bular qatoriga tarmoqlarning birlashgan joylaridagi, ya’ni tu­gunlaridagi superkompyuterlarning ishini nazorat qilib turuvchilar ham kiradi. Xozirda hisoblashlar tezkorligini va tizimning ishonchliligini oshirish esa ko’p protsessorli kompyuter tizimlari va tarmoqlari hisoblangan ana shu superkompyuterlar uchun muhim vazifalar qatoriga kiradi.
Kompyuter tizimlari va tarmoqlari – bitta kompyuterli, ko’p kompyuterli va ko’p pro­tsessorli tizimlar sifatida quriladi.
Kompyuter tizimlari va tarmoqlari – tezkor (ON line) va tezkor bo’lmagan (OFF line) re­jimlarida ishlashi mumkin.
Kompyuter tizimlari va tarmoqlarini boshqarish – markazlashtirilgan va markazlash­tirilmagan tarzda amalga oshiriladi.
Kompyuter tizimlari va tarmoqlarining vositalari – bir joyga to’plangan holda, yoyil­gan holda, ma’lumotlarni bir sathli ishlash vositalari sifatida va ko’p sathli ishlash vositalari sifatida quriladi.

2-rasm. Avtomashinalarning rakamlarini aniklash va ro’yxatga
olish tizimi.

3-rasm. SPRAY-1 superkompyuteri.

Jamiyatni axborotlashtirishning eng asosiy mezoni bu axborot tuzilmalarini yaratish xisoblanadi. Kompyuter tizimlari va tarmoqlari axborot tuzilmalarining asosidir.
Tizim – «sistema» deganda , yagona maqsad yo’lida bir vaqtning o’zida xam ya’lit, xam o’zaro bog’langan tarzda faoliyat ko’rsatuvchi elementlar (ob’ektlar), majmuasi tushuniladi. Demak, xar qanday tizim biror-bir aniq maqsad yo’lida xizmat qiladi.
Texnologiya suzi grekchadan tarjima qilinganda sanoat, ustalik, malaka maonosini anglatadi. Texnologiya – bu sun’iy ob’ektlarni yaratishga yo’naltirilgan jarayonlarni boshqarishdir.
Axborot tizimi tushunchasini kiritishdan oldin tizim (sistema) deganda nimani tushunishimizni aniqlab olaylik. Tizim (sistema) deganda, yagona maqsad yulida bir vaqtning o’zida xam yaxlit, xam o’zaro bog’langan tarzda faoliyat ko’rsatuvchi elementlar (ob’ektlar) majmuasi tushuniladi. Demak, xar qanday tizim biror-bir anik maqsad yo’lida xizmat qiladi. Masalan, sizga maolum bo’lgan shaxar telefon tarmoqlari tizimi, insondagi yurak qon-tomir tizimi, asab tizimi va boshqalar sun’iy yaratilgan va tabiiy tizimlarga misol bo’la oladi. Ularning xar biri tizimga quyiladigan barcha shartlarga javob beradi, yani, xar biri o’ziga xos yagona maqsad yo’lida faoliyat ko’rsatadi va tizimni tashkil etuvchi elementlardan iborat.
Quyidagi jadvalda elementlari va asosiy maqsadi ko’rsatilgan xolda tizimlarga yana bir nechta misollar keltirilgan.

4-rasm. Tizim turlari.
2.Mikroprotsessorning arxitekturasi, turlari va ularning asosiy bloklari, vazifalari, ko’rsatgichlari.
Kompyuterning samaradorligini belgilovchi asosiy qurilma sanalmish sistemali blok o’z navbatida quyidagi ichki qurilmalardan tashkil topgan:
Mikroprotsessor (CPU) - ma’lumotlarni qayta ishlovchi va xamma xisob ishlarini amalga oshiruvchi qurilma;
Operativ xotira (DIMM, DDR ) - kompyuter yoqilgan vaqtda bajarilayotgan dasturlar va ishlatilayotgan ma’lumotlarni vaqtincha saqlash qurilmasi;
Doimiy xotira qurilmasi yoki qattiq disk, vinchester (HDD) - ma’lumotlarni doimiy saqlash qurilmasi. Agar operativ xotiradagi ma’lumotlar kompyuter tok manbaaidan uzilishi bilan o’chib ketsa, doimiy xotiradagi ma’lumotlar esa aksincha saqlanib qoladi;
Video karta - bu qurilma monitorga tasvirlarni uzatish uchun xizmat qiladi, yani tasvirlarni xosil qiladi.
Ovoz kartasi- tovush, ovoz, musiqani xosil qiluvchi qurilma.
Disk yurituvchi qurilma, diskovod (FDD ) - egiluvchan magnit disklardagi (disketadagi) ma’lumotni o’qish va unga ma’lumot yozish qurilmasi;
CD-ROM disk yuritish qurilmasi - kompakt (lazer) disklardagi ma’lumotlarni o’qish qurilmasi;
Ona plata (Mainboard)- yuqoridagi qurilmalarni birlashtiruvchi asosiy plata.
Mikroprotsessor kompyuterning markaziy qurilmasi xisoblanadi. Uni 2 ta asosiy vazifasi bor .
1) aniq xisob kitoblarni ishlab chiqish
2) barcha tizimdagi kompyuterlarni ishlashini boshqarish .
Bu jarayonlarni protsessorning turli qismlari bajaradi. Protsessorning konstruktiv tuzilishi ko’plab mikrosxemalardan tashkil topgan . Protsessor dunyodagi eng murakkab qurilma xisoblanadi. Kompyuter sanoatining rivojlanishi protsessorning takomillashib borishi bilan bog’liq. Ma’lumotlarni tez bajarilnshini oshirish protsessor registrlari deb nomlanuvchi maxsus yacheykalarga operativ xotiradan bevosita yuboriladi.
Kompyuter ishlash jarayoni milliardlab elementar operatsiyalardan tashkil topali. Bu jarayonlarni bajarilishi protsessor konstruktsiyasi tomonidan ko’rib chiqiladi. Xar bir mashina komandasi ular tomonidan bajariladigan operatsiya sinfiga qarab guruxlarga bo’linadi va ular quyidagi xarakatlarni bajaradi.
informatsiya blogini operativ xotiradan protsessor registriga joylashtiradi.
informatsiya blogini protsessor registridan operativ xotiraga joylashtiradi.
protsessor bajaradigan ishni tezlashtiradi.


6-rasm. Protsessorlarning inglizcha nomi – SPU (Sentral Prosessing Unit)

Informatikada «tizim» tushunchasi ko’prok texnik vositalar, asosan, kompyuterlar va murakkab ob’ektlarni boshqarishga nisbatan ishlatiladi. «tizim» tushunchasiga «axborot» so’zining qo’shilishi uning belgilangan funktsiyasini va yaratilish maqsadini aniq aks ettiradi.

Tizim aslida bu yagona bir butunlikni tashkil qiluvchi o’zaro bog’liq va o’zaro xamkorlikdagi elementlar, qismlar majmuidir. Tuzilma – bu tizimning tarkibiy qismlariga bo’linishda namoyon bo’ladigan, uning yaxlitligi, faoliyat yuritishi, xarakatini ta’minlovchi, o’zaro belgilangan joylashishi va ular orasidagi aloqasining qulishi, tashkil qilinishidir.
Kompyuter tizimi – ma’lumotlarni kiritish va chiqarish, ishlov berish xamda xotirada saqlashga xizmat qiluvchi texnik vositalar majmuasidir.
Kompyuter asosiy va qo’shimcha qurilmalardan tashkil topgan bo’lib, asosiy qurilmalarga quyidagilar kiradi (5-rasm):

5-rasm (1.Tizimli blok; 2.Monitor; 3.Klaviatura; 4.Sichqoncha).

3.Mikroprotsessorlaridagi samarali texnologiyalar.

Hamma bajariladigan operatsiyalar mikroprotsessor registriga kiruvchi kattaliklarda amalga oshiriladi. Bu jarayonlar ko’plab mayda operatsiyalardan iborat bo’ladi. Bu operatsiyalarning aksariyati parallel va bir vaqtning o’zida bajariladi. Buning uchun kompyuterlar impuls generatorlaridan foydalaniladi. Bu kompyuter ishini sinxronlashtiradi.
Xar bir mashina komandalari aniq taktlardan tashkil topgan. Bitta takt bir necha parallel bajariladigan operatsiyalardan iborat. Ma’lumotlarni protsessor va operativ xotira o’rtasidagi joylashuvi ma’lumotlar "shina"si deb nomlanuvchi aloqa tizimida ulanadi. Ma’lumotlarni tezligini oshirnsh va yuborishda bir nechta liniyalardan foydalaniladi. Liniyaning miqdori shina razryadliligi bilan o’lchanadi. Shaxsiy kompyuterlarda 32-razryadli va 64-razryadli liniyalardan foydalaniladi. Birinchi liniyadan bir vaqtning o’zida 4-baytli ikkinchi liniyadan 8-baytli axborotlar keladi. Lekin kompyuter protsessori to’g’ri ishlashi uchun nafaqat axborotlar almashinuvi balki boshqaruv shinalari bilan xam almashishi kerak. Buning uchun komiyuterda ma’lumotlar shinasidan tashqari 2 ta shina mavjud.
adres shinasi
boshqaruv shinasi
Kompyuterni tariflash uchun adres shinasining razryadliligi mu’im axamiyatga ega. Avvalgi shaxsiy kompyuterlarda 20-razryadli adres shinalaridan foydalanilar edi. Yuborilishi mumkin bo’lgan ma’lumotlarni maksimal adresi 220-1 =1 MB bo’lishi mumkin. Aksariyat adreslar 1 MB bo’lgan ma’lumotlarni qabul qiladi. Zamonaviy shaxsiy kompyuterlar 32-razryadli adres shinaga ega. Bunday maksimal ‘ajmga ega bo’lgan shinalar 2-4 GB bo’lgan operativ xotiraga teng. Lekin shunday kompyuterlar borki ular 32 razryadli bo’lib ularning chegarasi 4 GB ga teng. Boshqaruv shinalari orqali signallar o’tadi. Ular operatsiyalarni to’g’ri bajarilishi uchun qo’shimcha turli vazifalarni bajaradi. Operativ xotira va kiritish chiqarish portlari o’rtasida o’chirib yoquvchi liniyalar mavjud. Boshqa xamma qurilmalar kompyuterning kiritish chiqarish portlariga ulanadi. Ma’lumotlar shinasi protsessorlar o’rtasida ma’lumot almashadi va tez-tez kiritish chiqarish portlaridan foydalaniladi. Bu esa kompyuterni ishlash jarayonida protsessor umumiy shinaga ega bo’luvchi va shina qurilmasini xamma umumiy shinaga ulangan protsessorlar signallarini o’qiydi va yuboradi. Lekin bu kimning nomeri, adresga berilgan bo’lsa o’shanga mo’ljallangan.
Operativ xotira asosan sonli tasnifi bilan farqlanishadi. Ularga tezkor xotira xajmi, tashqi xotira xajmi, protsessorning tezkorligi kiradi. Bu tasnifga ko’ra 4 ta sinfga ajratish mumkin: mikroqompyuterlar, minikompyuterlar, meynfreymlar va superkompyuterlar.
Mikrokompyuter tasniflangan xisoblash qurilmasi bo’lib, u texnik qurilma ichiga joylashtiriladi. Unda nazorat va boshqarish funktsiyalarini bajaradi. Ko’p xollarda bu mikrosxema bo’lib, u datchiklarga ulangan bo’ladi. Uning funktsional dasturlari doimiy xotiraga yozib qO’yiladi, biroq mikroqompyuterni dasturlash xam mumkin.
Mikroqompyuterga misol qilib: kassa apparatlari, avtomobillar va samolyotlarning bort kompyuterlari, ishlab chiqarishda texnologik liniyalarni boshqaruvchi kompyuterlar.
Minikompyuterlar deb universal EXMlar bo’lib, xajmi va quvvati o’rtacha bo’lgan kompyuterlarga aytiladi. Bu guruxga shaxsiy kompyuterlar, server va ishchi stantsiyalar kiradi. Hozirda minikompyuterlar operativ xotirasi 1GB va tashqi xotirasi o’nlab gigabaytga ega.
Minikompyuterlarni takomillashtirilib borish hozirgi kundagi zamonaviy ishchi stantsiyalarning ko’rinishini oladi. Ishchi stantsiyalarning mutaxassis foydalanuvchiga yo’naltirilgan tizim sifatida olib keldi, chunki unda yuqori tezlik bilan katta xajmdagi operativ va tashqi xotira mujassamlashtiriladi, yuqori sifatli va tez xarakatlanuvchi grafikli tizimga va kiritiluvchi va chiqariluvchi turli xil qurilmalarga ega bo’lib. Hozirgi kunda xam ishchi stantsiyalarning o’rta va yuqori sinfining bunday imkoniyatli xususiyati shaxsiy kompyuterlardan ajralib turadi.
Server deb minikompyuterga aytiladi, unda yuqori ‘ajmdagi ma’lumotlarni saqlashga moslashgan bo’lib, ko’p foydalanuvchilarning informatsion so’rovlariga xizmat ko’rsatadi. Serverning xususiyatiga tezkorlik va katta xajmdagi operativ va tashqi xotirani kengaytira olishi, avtonom elektr manbai xisobiga ishonchliligini oshiradi, ma’lumotlarni ko’chirma nusxasini saqlaydi va x. k.
Shaxsiy kompyuterlarni yuzaga kelishi kichik va o’rta elementli baza mashinalaridan katta va o’ta katta integral sxemalarga o’tishida yuzaga kelgan. O’sha vaqtdan boshlab arzon va yuqori quvvatli xisoblash mashinalarini yaratish imkoniyati tuьildi. Ular mutaxasislarga mo’ljjallangan bo’lib, yakka tartibdagi foydalanuvchiga moslashtirilgan. SHaxsiy kompyuterlar, kompyuter bozorida yaxshi mavqeini tez orada egallashdi, buning natijasida ularga kerak bo’lgan yangi dasturiy ta’minotlar ishlab chiqildi. Bunga ko’ra do’stona foydalanuvchilik "interfeys", muammoli yo’naltirilgan muxit va avtomatlashtirilgan dasturlar yaratila boshlandi.

4.Axborot-hisoblash tizimlarining turlari va vazifalari.

Shaxsiy kompyuterlarning quvvati shiddat bilan o’sishi axborot-hisoblash tizimlarining turlari va vazifalari zamonaviy INTEL mikroprotsessorlari bazasida yuzaga keldi. Bu jarayon mikroprotsessorlarning narxi tezlik bilan tushib ketishi bilan kuzatildi. Lokal ishni texnologiyasining (VESA va PGI) rivojlanishi bilan shaxsiy kompyuter arxitekturasidagi, “noziklik”lar bartaraf etilishi, ishchi stantsiyalar bilan raqobatlashish imkoniyatiga ega bo’lindi. Bunga javoban ishchi stantsiyalarni ishlab chiqaruvchilar “boshlang’ich darajali” maxsulot yaratishdi. Uning narxi, yuqori quvvatli shaxsiy kompyuterlar tasnifiga yaqin bo’lib, shu bilan birga imkoniyatlarini va quvvatini kengaytira olishi jixatidan ustunligini saqlab qolgan.
Axborot-hisoblash tizimlarining turlari: tashqi, global, mantiqiy va fizikaviy. Ular bir-biridan keskin farq qiladi. Tashqi usulda dasturlashtiruvchi o’ziga chunday tasavvur qilish mumkinki fayllar–bu bosh yozuv bo’lib xamma bo’ysungan tafsilot yozuvlari bilan birgalikda amaliy programmadagi fayllar to’g’risidagi tasavvurni bayon etadi.
Global usulda umumiy tashkil etish konseptual modeli bazasida xar xil tashkil etuvchilar mumkin qadar olinadi. Bu usulda axborot-hisoblash tizimlari ma’lumotlarini mantiqiy tasavvur etish ma’lumotlarni fizikaviy tashkil etishga nisbatan to’laligicha bog’liq emas.
Axborot-hisoblash tizimlarining fizikaviy tashkil etish usulida ma’lumotlarni
Pentium- protsessorlar bazasida yaratilgan shaxsiy kompyuterlar UNIX ishchi stantsiyasi bilan qanchalik muvafaqqiyatli raqobatlasha olishini kelajak ko’rsatadi, lekin hozirgi kunda bu ikki yo’nalishni qamrab olgan "personal ishchi stantsiyalari" paydo bo’lmoqda.
Meynfreym- bu katta universal EXM so’zining sinonimidir yani umumiy yo’nalishdagi quvvatli xisoblash tizimi bo’lib, uni foydalanish vaqti kunda 24 soat. Meynfreymlar o’zi ko’p protsessorli tizim bo’lib unda bir yoki bir necha markaziy va ‘ududiy protsessorlarning umumiy operativ xotirasi va o’zaro yuqori tezlikda ma’lumotlarni jo’natish magistrlariga ega. SHu bilan birga asosiy xisoblash yoki markaziy protsessorga qo’yiladi, ‘ududiy protsessorlar bo’lsa, turli xil qurilmalarni ishlashini ta’minlaydi. Dastlabki meynfreymlar xisoblashning markaziy modeliga moslashtirilgan biroq shaxsiy kompyuterlar quvvati yuqori tezlik bilan o’sishi qimmat meynfreymlardan arzonroq kompyuter turlariga o’tishga olib keldi. Bularga raqobat natijasida meynfreymni ishlab chiqaruvchilar uning imkoniyatlarini kengaytirishdi. Bugungi kunda ular turli xil protokollarni bog’lanishi OSI va TCP/IP bir biriga mos keltirishdi yoki UNIX operatsion tizimi boshqaruv ostida o’zining kompyuterida ishlash imkoniyatini yaratishdi.
Meynfreymlarning hozirgi kundagi eng asosiy kamchiligi uning ishlab chiqarish quvvatiniig narxiga nisbatan mosligidadir. Biroq meynfreymlarni yetkazib beruvchi firmalar bu ko’rsatkichni yaxshilashga xarakat qilmoqdalar. Shuni xam unutmaslik kerakki, dunyo bo’ylab meynfreymlarning katta ‘ajmdagi ma’lumotlar bazasi to’plangan bo’lib, ulardan voz kechib yuborish mantiqsizdir.
Superkompyuter - bu meynfreym singari umumiy yo’nalishdagi yuqori quvvatli xisoblash tizimi bo’lib, ishni kompyuterga nisbatan tez xarakatlanuvchan va katta lokal tarmoqning resurslariga ega. Aytish mumkinki superkompyuterlar- bu mashinalarning yig’indisi bo’lib, oneratsion tizim dasturiy taminoti foydalanuvchi va dasturiy qo’llanmalarning umumiy "bir butunligini" tashkil etadi. Super kompyuterlarning meynfreymlardan asosiy sifat farqi, markaziy protsessor tizimidir. U parallel xisoblashlarni amalga oshirishga mo’ljallangan. Meynfreymda bir necha Protsessor qamrab oladi, biroq ular xar biri o’z fukitsiyasini bajaradi. Super kompyuterning protsessori bir vaqtning o’zida turli protsessorlar bilan amalga oshirish mumkin bo’lgan xisoblashlarni beradi va shu yo’l bilan bir necha barobarga vaqtni qisqartiradi. Bunday parallel xisoblashlarni amalga oshirish texnik va matematik jixatdan o’ta murakkabdir. Bunga erishish uchun yangi texnologik yechimlarni va yangi operatsion tizimlarni yaratish va yangi dasturlash tillarini yaratish va bir qator matematik muammolarni xal etishga to’g’ri keldi. Super kompyuterlarning imkoniyatlari murakkab ilmiy xisoblashlar soxasi bo’lgan koinot tadqiqotlari, aviatsion texnologiyalarida va super katta baza ma’lumotlariga xizmat ko’rsatishda o’z yechimini topdi.
Axborot-hisoblash tizimlarining tarkibiy tashkillanishi.
Superkompyuterlarga zamonaviy yondashishda axborot-hisoblash tizimlarining tarkibiy tashkillanishi parallel protsessorlarni klaster ko’rinishida tashkil etish tushunilib, ular mustaqil bog’lanish imkoniyatiga ega. Birinchi klaster kontseptsiyasini DEC kompaniyasi tashkil etdi. Unda boshqarish va ma’muriylashtirish mexanizmini tashkil etadi.
Superkompyuterlar quyidagi imkoniyatlari mavjudki ular yordamida protsessor klasterlarida parallel xisoblash buyruqlari amalga oshirish imkoniyatlariga ega.
-Protsessorlar o’rtasida resurslarni taqsimlanishi.
-Agar bir protsessorning ishlashi inkor etilsa, foylalanuvchining buyruьi avtomatik tarzda keyingisiga jo’natiladi. Bu imkoniyat tashqi xotira to’plovchilariga va ‘ududiy qurilmalariga xam tegishli.
-Klasterning xisoblash quvvatini qo’shimcha protsessorlarining ulanishi bilan erishiladi. Klasterga ulangan barcha protsessorlar magnit disklarda foydalana oladi.
Tizimning faoliyatini uzoq davom etishi uchun 3 ta turga bo’linadi: ishonchli, tayyorligi, xamda qulay xizmat ko’rsatishi. Super kompyuterlar yuqori tayyorgarlik tizimiga kiradi. Yuqori tayyorgarlik tizimi umumiy maqsadga ega bo’lib, bu sarfini tejash demakdir. Shuni takidlash kerakki, yuqori tayyorgarlik katta xarajatlarni talab etadi, bu xarajatlar oddiy tizim qiymatidan bir necha borobar yuqori bo’ladi.
Kompyuterning asosiy xotirasi o’z ichiga vaqtincha operativ xotira xamda doimiy xotirani oladi. Operativ eslab qoluvchi qurilma yoki operativ xotira kompyuterda ishlashda informatsiyani saqlovchi asosiy vositadir. Kompyuterda qayta ishlanishi lozim bo’lgan xar qanday ma’lumotlar avvalo operativ xotiraga joylangan bo’lishi kerak. Operativ xotirada oraliq va yakuniy natijalar xam saqlanadi. Bundan tashqari, barcha ish bajaruvchi dasturlar operativ xotirada joylashgan bo’ladi. Kompyuter ishini tezligi operativ xotira tezligi bilan to’g’ridan to’g’ri bogliq, yani bunda informatsiyaning vaqtinchalik xotirada protsessorga joylanishi va aksincha protsessordan operativ xotiraga qayta joylanishi nazarda tutiladi. Shuning uchun operativ xotira tezligini orttirish kompyuterlar ishlab chiqarish sanoatida asosiy yo’nalishlardan biri xisoblanadi. Operativ xotira shunday yaratilganki, elektr manbasi uzilganda undagi barcha ma’lumotlar avtomatik tarzda o’chirilib ketadi. O’chik xolda turgan kompyuterda informatsiya tashqi magnit tashuvchilarda saqlanadi, kompyuter yoqilganida esa ma’lumotlar bu tashqi magnit tashuvchilaridan operativ xotiraga qayta yozilishi mumkin.
Doimiy xotira qurilmasi kompyuter ishga tushirilgandagi boshlanьich dasturni xamda bir qator yordamchi operatsion tizim dasturlarini o’z ichiga oladi. Xususan, doimiy xotirada kiritish-chiqarish bazaviy dasturlar saqlanadi.
BIOS xamda kompyuterning xatolarini tuzatish va apparaturasiga xizmat ko’rsatish dasturlari joylashadi. Bundan tashqari ular operatsion tizimni ishga tushirishni amalga oshiradi. Bu ma’lumotlar kompyuter o’chirilganda xam saqlanadi.
Operativ xotira bir necha blokdan iborat bo’lishi mumkin. OX integral sxemadan iborat, bu sxema triggerlar davomiyligiga ekvivalentdir. Trigger - bu shunday qurilmaki, u ikki xolatdan birida bo’lishi mumkin: bir yoki nol.
Doimiy xotira xam integral sxema, ammo unda dasturlar bog’lanishlar bilan shifrlanadi, elektrik potentsiallar bilan emas.

6-rasm. Qattiq disklar (vinchester)

Operativ xotirani tezlashtirish maqsadida kompyuterning KESH -xotirasidan foydalaniladi. U operativ xotiraga nisbatan xajmi kichik, lekin yuqori tezkorlikka ega. KESH - xotira mavjudligida, ma’lumotlar operativ xotiradan avval unga, so’ng doimiy xotiraga ko’chiriladi. Xotiraga qayta murojat qilinganda KESH xotirada joylashgan ma’lumotlar avtomatik tarzda protsessor registriga o’tadi va shu yo’l bilan vaqt tejaladi.
Operativ xotirani xar biriga bir baytdan informatsiya yozilgan uyalar ketma-ketligi sifatida tasavvur qilish mumkin. Xar bir uyacha o’z tartib raqamiga ega va bu noldan boshlanadi. Uyaning nomeri uning adresi xisoblanadi.
Operativ xotira bilan ma’lumot almashuvida markaziy protsessor o’zi o’qimoqchi yoki yozib olmoqchi bo’lgan baytning adresini ko’rsatishi lozim. Albatta, doimiy xotiradan faqatgina informatsiyani o’qish mumkin. Operativ xotira uyachasining eng katta nomeri operativ xotira kattaligi minus birga teng. OX uyachasi adresi adresshinasi orqali uzatiladi. Adresshinasi shunday miqdorda razryadlarga egaki, undan eng katta OX bayti adresi o’ta oladi. 20- razryadli shinadan 220-1 = 1048576 ta, 32- razryadligidan esa 232-1 yani 4 milliyarddan ko’proq .
Operativ xotirani tezlashtirish maqsadida kompyuterning KESH -xotirasidan foydalaniladi. U operativ xotiraga nisbatan xajmi kichik, lekin yuqori tezkorlikka ega. KESH - xotira mavjudligida, ma’lumotlar operativ xotiradan avval unga, so’ng doimiy xotiraga ko’chiriladi. Xotiraga qayta murojat qilinganda KESH xotirada joylashgan ma’lumotlar avtomatik tarzda protsessor registriga o’tadi va shu yo’l bilan vaqt tejaladi.
Operativ xotirani xar biriga bir baytdan informatsiya yozilgan uyalar ketma-ketligi sifatida tasavvur qilish mumkin. Xar bir uyacha o’z tartib raqamiga ega va bu noldan boshlanadi. Uyaning nomeri uning adresi xisoblanadi.
Operativ xotira bilan ma’lumot almashuvida markaziy protsessor o’zi o’qimoqchi yoki yozib olmoqchi bo’lgan baytning adresini ko’rsatishi lozim. Albatta, doimiy xotiradan faqatgina informatsiyani o’qish mumkin. Operativ xotira uyachasining eng katta nomeri operativ xotira kattaligi minus birga teng. OX uyachasi adresi adresshinasi orqali uzatiladi. Adresshinasi shunday miqdorda razryadlarga egaki, undan eng katta OX bayti adresi o’ta oladi. 20- razryadli shinadan 220-1 = 1048576 ta, 32- razryadligidan esa 232-1 yani 4 milliyarddan ko’proq .
6.Ko’p mashinali va ko’p protsessorli hisoblash tizimlari.
Ma’lumki hisoblash tizimlar ko’p mashinali va ko’p protsessorli ko’rinishlarda tashkil qilinadi. Ko’p mashinali hisoblash tizimi arifmetik- mantiqiy qurilma (AMK)ning ishlash tezligiga bog’liq bo’lib, u arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni bajarishga mo’ljallangan. Bunda operatsiyaning operandlari avvaldan umumiy ish registrlariga joylangan bo’lishi shart. Natija umumiy ish registriga xam joylanadi. Arifmetik-mantiqiy qurilma o’zi kirish uchun operatsiyalar operandlari beriladigan, chiqish uchun esa natija olinadigan mikrosxemadan iborat. Shina va portlarni boshqarish sxemasi quyidagi vazifalarni bajaradi:
1. Port manzili va uni boshqaruvchi informatsiyani shakllantiradi.
2. Portdan uning xolati to’g’risida ma’lumot oladi.
3. Protsessor xamda kiritish-chiqarish portlari o’rtasidagi ma’lumotlar almashuviga barcha qurilma va mikrosxemalarni tayyorlaydi
Arifmetik-mantiqiy qurilma - sonli va simvolli, belgili axborotlar ustidagi barcha arifmetik-mantiqiy operatsiyalar ijro uchun mo’ljallangan
(kompyuterning ba’zi modellarida operatsiyalarni bajarishni jadallashtirish uchun AKM ga qo’shimcha matematik protsessor ulangan).
Arifmetik-mantiqiy qurilma-arifmetik va mantiqiy ma’lumotni ayirboshlash operatsiyalarini bajarish uchun ishlab chiqilgan, funktsional ravishda AKM (5.2-rasm), odatda ikkita registr- yiguvchi va boshqaruv sxemasidan (ma’alliy boshqaruv qurilmasi) tashkil topgan.

Yiguvchi-xisoblash sxemasi, kiruvchi o’zaro ikkilik kodlarni kiritish jarayonini amalga oshiradi; yiguvchi ikkilangan mashina so’zi razryadiga ega.
Ko’p protsessorli hisoblash tizimlari registrlarning ish faoliyatiga bog’liq bo’lib, registrlar- turli uzunlikdagi tezkor xarakatlanadigan xotira yacheykalaridir: register1 ikkilangan so’z razryadiga ega register2 esa so’z razryadiga ega
Operatsiya bajarilishida register1ga jalb qilingan birinchi raqam ro’yxatga kiritiladi va operatsiya yakunida natijalar yuklanadi; register2 - operatsiyada ishtirok etadigan ikkinchi raqam (operatsiyada axborot o’zgarmaydi). Register1 kodlashgan shinalardan ma’lumotlarni olishlari va ularga ma’lumot berishlari mumkin; register2 faqat ushbu shinalardan ma’lumot oladi.
AMK faqat oxirgi raqamdan so’ng, yani faqat ikkitadan ortiq raqamlardan keyin vergul bilan birga ikkilik ma’lumotlarda "+", "-", "x" va ">" arifmetik operatsiyalarini bajaradi. Suzuvchi punktning ikkilik raqamlari va ikkilik kodlangan kasr sonlar bo’yicha operatsiyalarni bajarish matematik protsessor yoki maxsus olingan dasturlarni moslashtirish bilan amalga oshiriladi.
Tizim shinasi bu - belgilangan yo’nalish bo’yicha signallar uzatishga mo’ljallangan liniyalar to’plami. Tizim shinasining asosiy vazifasi protsessor hamda boshqa elektron kompyuterlar o’rtasida ma’lumot ayirboshlashdan iborat. Tizim shinalari orqali informatsiya uzatish, qurilmalar adresatsiyasi hamda maxsus xizmatchi signallar amalga oshiriladi.
Ma’lumotlar shinasi bo’yicha protsessor va operativ xotira o’rtasida yoki protsessor va kiritish-chiqarish portlari o’rtasida informatsiya almashuvi ro’y beradi. Ma’lumotlar shinasining asosiy harakteristikasi bu-razryadlilik. Zamonaviy personal komnyuterlarda 64-razryadli ma’lumotlar shinasidan foydalaniladi. 64-razryadli shina orqali bir vaqtning o’zida 8 bayt ma’lumot uzatish mumkin.
Manzil shinasi orqali protsessor xotiraning almashuvida ishtiroq etishi kerak bo’lgan yacheykasiga jo’natadi. Agar boshqaruv shinasining biror liniyasidan kiritish-chiqarish portiga ulanganlik to’g’risida signal uzatilgan bo’lsa, unda manzil shinasidagi manzil portning nomeri sifatida tushuntiriladi.
Boshqaruv shinasi turli boshqaruv signallarini uzatishga mo’ljallangan liniyalardan iborat.
Barcha zamonaviy kompyuterlar kombinatsiya qilingan tizim shinalariga ega, masalan, ISA (Industry Standard Architecture) - Standart Sanoat Me’morchiligi.
Shinalarning biri birlamchi tizim (EISA, ISA), keyingisi esa ikkilamchi (PCI) tizim deyiladi.
Tizim shinasining me’morchiligi protsessor turiga qarab aniqlanadi, albatta bunda mikrosxemalar guruxi va soni hamda periferik qurilmalarning razryadliligiga bog’liq.
Pentiym platformalaridagi tizim shinalari protsessorning operativ xotira bilan 64-razryadli ma’lumotlar almashuvini ta’minlaydi, bunda ma’lumotlar adresatsiyasi 32-razryadli manzil orqali amalga oshiriladi.
Periferik qurilmalar bilan birgalikda, ISA shinasi 16-razryadli ma’lumotlar kodi va 16-razryadli ma’lumotlar manzili kodini EISA shina esa 32-razryadli ma’lumotlar kodi hamda 32-razryadli manzilini kodini almashuvini ta’minlaydi.
Ko’pincha turli me’morchilikdagi shinalarning imkoniyatlarini solishtirish maqsadida shinaning o’tkazuvchanlik qobiliyatidan foydalanshadi.
Uni bir taktda uzatiladigan baytlar sonini uning ish chastotasiga ko’paytirish orqali hisoblash mumkin. Masalan Pentiym protsessorining PCI shinasi 533 Mbayt/s o’tkazuvchanlik tezligiga ega. Agar protsessorning taktli chastotasi tizim shinasinikida yuqori bo’lsa yoki protsessor bir taktda bir necha instruktsiya bajara olish qobiliyatiga ega bo’lsa, u shinaning o’tkazuvchanlik qobiliyatipi to’liq ishlatilishi mumkin. Bu protsessorning unumdorligini kamaytiruvchi to’xtab qolishlariga olib keladi. O’tkazuvchanlik imkoniyatining oshirilishi taktik chastotani yoki ma’lumotlar shinasining razryadliligini oshirishni talab qiladi.