Mövzu 2: Kompyuterin texniki əsaslari.kompyuterin arxitekturasi. Kompyuter - informasiya üzərində müxtəlif əməliyyatların avtomatlaşdırılmış yerinə yetirilməsi üçün nəzərdə tutulmuş universal hesablama maşınıdır. Başqa sözlə kompyuter, informasiyanı emal etmək üçün nəzərdə tutulmuş maşındır. İnformatikanın əsas tərkib hissəsi olan kompyuter texnikası kompyuterlərin yaranması və inkişaf mərhələlərini, təsnifatını və arxitekturasını, aparat və proqram vasitələrini əhatə etdiyinə görə İnformatikanın inkişaf tarixi də kompyuter texnikasının inkişaf tarixinə uyğundur. İlk dəfə Blez Paskal (Fransa) 1642-ci ildə cəmləyici maşın hazırlamışdır. 1673-cü ildə Vilhelm Leybnis (Almaniya) hesab əməllərini yerinə yetirən mexaniki arifmometr yaratmışdır. 1830-cu ildə Çarlz Bebic (İngiltərə) proqramla işləyən hesablama maşını (analitik maşın) yaratmağa cəhd göstərmişdır. Bebicin ideyaları sonralar universal kompyuterlərin yaradılmasının əsasını qoymuşdur. 1930-cu ildə A.Turinq (İngiltərə) və E. Post (ABŞ) tərəfindən universal kompyuterlərin yaradılmasının nəzəri əsasları inkişaf etdirilmişdir. Müasir kompyuterlərin əsas iş prinsipləri XX əsrin 40-cı illərində Amerika alimləri Con Fon Neyman, Q.Qoldsteyn və A.Beris tərəfindən verilmişdir. Həmin prinsiplər 1946-cı ildə ABŞ-da ENİAK adlı universal kompyuterin yaradılması ilə həyata keçirilmişdir. Bu tarix müasir kompyuter texnikasının yaranma tarixi hesab olunmuşdur. Elə həmin vaxtdan etibarən kompyuter texnikası və texnologiyası yüksək sürətlə inkişaf etməyə başlamış və aşağıdakı mərhələlərdən keçmişdir: I nəsil (1950-1959) - elektron lampalı kompyuterlər. Onlardan əsasən riyazi məsələlərin həlli üçün istifadə olunurdu. Məs: MESM, BESM, Strela, M-3, Minsk-1, M-20 və s. II nəsil (1960-1969) - element bazası əsasən yarımkeçiricilərdən ibarət olan elektron hesablama maşınları. Elektron lampalar yarımkeçirici elementlərlə-tranzistorlarla və diodlarla əvəz olundu. Onların funksional imkanları xeyli artmışdır. BESM-4, Minsk-22, Ural-14 və s. III nəsil (1970-1985) - element bazalı mikroelektronika və inteqral sxemlərdən ibarət olan kompyuterlər. Bu nəslin əsasını İBM 360/370 təşkil edirdi. Onun əsasında keçmiş SSRİ-də EC EHM və başqa elektron hesablama maşınları yaradılmışdır. Bu nəsil kompyuterlərin bir nümayəndəsi də kiçik (mini) maşınlar sinfinə daxil olan ABŞ-ın RDR, VAX kompyuterləri və onların SSRİ-dəki analoqu olan CM-1/2/3/4/1420 və s. maşınları idi. IV nəsil (1981-dən sonraki dövr) böyük və çox böyük inteqral sxem (BİJ, ÇBİS) texnologiyası ilə yaradılan mikro və mini kompyuterlər. Bu nəslin ayrıca sinfi fərdi kompyuterlərdir (FK). Onların yaradılması prinsipcə inqilabi mahiyyət kəsb edirdi. Bunlara nümunə: IBM PC, IBM XT, IBM AT 286, IBM AT 386, IBM AT 486 və s. V və sonraki nəsil - yeni və ən yeni elektron texnologiyalarına əsaslanan indiki və gələcəyin kompyuterləri. Bu nəsil kompyuterlər çox yüksək məhsuldarlığa və etibarlılığa malik olmaqla, keyfiyyətcə yeni funksional tələblərə, başqa sözlə biliklər bazaları ilə işləməyə, süni intellekt sistemlərinin təşkilinə, istifadəçi ilə nitq və görmə vasitəsi ilə ünsiyyəti təmin etməyə, ən yeni proqram vasitələrinin yaradılması prosesini sadələşdirməyə və s. imkan verməlidirlər. Yeni arxetikturaya və texnologiyaya malik neyrokompyuterlər real neyronların əsas xassələrini modelləşdirən neyron şəbəkələrinə əsaslanırlar. İntellektual imkanları xeyli üstün olan bioloji və optik texnologiyaları əsasında bio və optik neyrokompyuterlərin yaradılması da yaxın gələcəyin reallığıdır. Bunlarla yanaşı olaraq kompyuterlərin məhsuldarlığı bəzi hallarda və müəyyən sahələrdə (nüvə energetikası, kosmos, hərbi-müdafiə, seysmologiya və s.) tətbiq üçün kifayət etmədiyindən super kompyuterlərin yaradılmasına ciddi ehtiyac yaranmışdır. Quruluşu Kompyuter aşağıdakı qurğulardan təşkil olunmuşdur: Sistem bloku, Monitor, Klaviatura,
Maus, (siçan). Əlavə qurğular (periferiya qurğuları): Printer, (çap qurğusu) Skaner, Modem, rəqəm videokamerası, səs gücləndiriciləri və s. Kompyuterlər portativ variantda da istehsal olunur "bloknot" (notebook). Burada sistem bloku, monitor və klaviatura bir korpusda qurulur: sistem bloku klaviaturanın altında, monitor isə klaviaturaya qapaq şəklində hazırlanır. Monitor informasiyanı əks etdirən qurğu. Klaviatura kompyuterə məlumatı (verilənləri və əmrləri) daxil edən əsas xarici qurğulardan biri hesab olunur. Klaviaturanın köməyi ilə maşına istənilən simvolu (rəqəm, hərf, heroqriflər və s.) daxil etmək mümkündür. Printer kompyuterin xarici qurğusu olub, informasiyanı kağız üzərində çap etmək üçündür. İnformasiyanın çıxışa verilməsi üsuluna görə printerlər iki qrupa bölünür. Simvollu və ya qrafiki. Simvollu printerlər sətrdəki ayrı-ayrı simvolları bütöv şəkildə çap başlığına ötürür. Qrafiki printerlərdə məlumat simvollar şəklində deyil, ayrı-ayrı nöqtələr şəklində çıxışa ötürülür. Vahid uzunluqda (1 dyuymda) olan nöqtələrin sayı printerin imkanlarını göstərir. Kağız üzərində şəklin qeyd edilməsi üsuluna görə printerlər iki qrupa bölünür: zərb ilə və zərbsiz çap qurğuları. Skaner kağız üzərində olan mətn və qrafik məlumatı kompyuterə daxil etmək üçündür. Skaner məlumatı qrafiki formada oxuyur və maşının yaddaşına daxil edir. Daha sonra lazımi qrafiki redaktor proqramların köməyi ilə onu ikilik koda çevirərək disklərə və ya çap qurğusuna ötürülməsini təmin edir. Kompyuterə çox zaman USB portu vasitəsi ilə qoşulur. Multimedia informasiyanın emalı texnologiyası olub, mətni, səsi, qrafiki, şəkli və animasiyanı kompyuter sistemində tam şəkildə birləşdirir. Meynfreym ümumi məqsədli yüksək məhsuldarlığa malik universal elektron-hesablama maşınıdır (EHM). Bu kompyuterlərdən müdafiə, maliyyə və sənaye sahələrində geniş istifadə olunur. Meynfreym kompyuterləri böyük, mürəkkəb hesablamalar aparmaqla yanaşı özünə çoxlu sayda terminal birləşdirir. Təyyarə və qatarlara sərnişin biletlərinin satışını mərkəzləşdirilmiş qayda ilə həyata keçirən hesablama sistemlərində meynfreymlərdən istifadə olunur. Meynfreym kompyuterlərin istehsalı ilə IBM kimi nəhəng şirkətlər məşğul olur. Sistem bloku Kompyuterin sistem bloku sistem platası (ana plata) və ona qoşulmuş aşağıdakı hissələrdən təşkil olunmuşdur: operativ yaddaş (RAM) modulları mərkəsi prosessor və onun soyutma sistemi; müxtəıif adapterlər; Sərt disk qurğusu (Hard Disj Device- HDD); Disket sürücüsü (Floppi Disk Drive- FDD); CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory); CD-RW (Compact Disk Rewritable); Səs platası (Sound Card); Qida bloku; Mərkəzi mikroprosessor proqramları icra edən qurğudur. Prosessorun sürəti bir saniyədə onun yerinə yetirə biləcək əməliyyatların sayı ilə təyin edilir. Bu, bir çox amildən asılıdır. Onlardan takt tezliyini, bit sayını və mikroprosessorun arxitekturasını göstərmək olar.
Kompyuter şini və ya sistem şini prosessorla yaddaş arasında və ya giriş-çıxış qurğularının kontrollerləri (idarə sxemləri) arasında verilənlərin və idarə siqnallarının ötürülməsini təmin edən naqillər yığımından ibarətdir. Kompüterin bütün hissələri bir-biri ilə sistem şini vasitəsilə birləşmişdir. Fərdi kompüterlərdə sistem şini Fərdi kompüterlərdə sistem şini kimi İSA (Industry Standardt Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture) və PSI (Peripheral Component Interconnect bus) standardlarından istifadə edilir. ISA şinlər: verilənlər (16 bit), ünvan (20 bit) və idarə şinindən (8 xətt) ibarət olur. Fərdi kompüterlərin əsasını prosessor və yaddaş bloku təşkil edir. Prosessor hesab-məntiq qurğusundan və idarə qurğusundan ibarətdir. İdarə qurğusu proqramdakı əmrləri qəbul edir və onların yerinə yetirilməsini təşkil edir. Hesab-məntiq qurğusu isə hesablama əməllərini yerinə yetirir. Cari vaxtda yerinə yetirilən proqramları və aralıq nəticələri yadda saxlamaq üçün əməli yaddaş qurğusundan (RAM - Random Access Memory) istifadə edirlər. Fərdi kompüterlərdə istifadə olunan xarici qurğuları (monitor, çap qurğuları, disk qurğuları və s.) kompüterə qoşmaq üçün kontrollerdən (idarə sxemi) istifadə edirlər. Giriş çıxış qurğularının koməyi ilə kompüterlər ətraf mühitlə əlaqədə olur. Giriş qurğularına misal olaraq: klaviaturanı, mouse (sıçanı), skaneri, qrafiki planşeti (digitizer), web-kameranı, TV- tüneri və s. göstərmək olar. Klaviatura kompüterə məlumatı daxil edən əsas xarici qurğulardan biri hesab olunur. Klaviaturanın köməyi ilə kompüterə istənilən simvolları (rəqəm, hərf, və s.) daxil etmək mümkündür. Klaviaturanın köməyi ilə monitorun kursorunu ekranın istənilən nöqtəsinə aparmaq və ekranda olan məlumatı printerə göndərmək mümkündür. Ümumiyyətlə, klaviaturada 102/104 klaviş(düymə) olur. Mouse (sıçan) - kompüterə məlumat daxil edən giriş qurğusudur. Yerdəyişdirmə vericilərdən (datçiklərdən) və klavişlərdən ibarət olub əl ilə idarə edilən qurğudur. Mous -u hərəkət etdirməklə kursorun displeyin üzərində hərəkətini təmin edirik. Son dövrlərdə optik və radio siqnallar vasitəsi ilə işləyən mouse-dan geniş istifadə olunur. Mikrofon - səsin elektrik siqnalına çevrilməsinə təmin edən giriş qurğusudur. Mikrofonun köməyi ilə audio məlumat kompüterə daxil edilir. Web-kamera video informasiyanı (görüntüləri) kompüterə daxil edən giriş qurğusudur. Qrafiki planşet (digitizer) - əllə çəkilən şəkilləri, sxemləri, imzaları, xəritələri birbaşa kompüterə daxil edən giriş qurğusudur. Qurğu qrafiki planşetdən və qələmdən ibarətdir. TV tüner müxtəlif formatlı (PAL, SECAM, NTSC) televiziya verilişlərini qəbul edib, monitorda göstərilməsini təmin edən giriş qurğusudur. Skaner fərdi kompüterin xarici qurğusu olub kağız üzərində olan mətn, şəkil və qrafik məlumatları kompüterə daxil etmək üçündür. Skaner məlumatı qrafiki formada oxuyur və maşının yaddaşına daxil edir. Daha sonra lazımi qrafiki redaktor proqramlarının köməyi ilə onu ikilik koda çevirərək disklərə və ya çap qurğusuna ötürülməsini təmin edir. Skaner fərdi kompüterə USB portu vasitəsi ilə qoşulur.
Fərdi kompüterin çıxış qurğularına misal olaraq, monitoru, printeri, səs kolonkasını, grafikçəkəni, strimmeri və s. göstərmək olar. Monitor- çıxış qurğusu olub kompüterə daxil olan məlumatlara və alınmış nəticələrə nəzarət etmək üçün istifadə olunur. Fərdi kompüterlərdə istifadə olunan monitorlar ekranın ölçülərinə görə aşağıdakı ölçüdə olurlar: 14,15, 17,19 və 21 dyüm. Monitorlar şəklin formalaşdırılması prinsinlərinə görə aşağıdakı növlərə bölünürlər: elektron-şüa borusu, mayekristal və plazma. Plazma və mayekristal monitorlar nazik səth formasında olur, çəkiləri çox kiçik olur. Printer kompüterin xarici qurğusu olub, informasiyanı kağız üzərində çap etmək üçündür. İnformasiyanın çıxışa verilməsi üsuluna görə printerlər iki qrupa bölünür: simvollu və qrafiki. Simvollu printerlər sətrdəki ayrı-ayrı simvolları bütöv şəkildə çap başlığına ötürür. Qrafiki printerlərdə məlumat simvollar şəklində deyil, ayrı-ayrı nöqtələr şəklində çıxışa ötürülür. Vahid uzunluqda bir dyümdə (1 dyüm=25.4 mm) olan nöqtələrin sayı printerin imkanlarını göstərir. Kağız üzərində şəklin qeyd edilməsi üsuluna görə printerlər iki qrupa bölünür: zərb ilə və zərbsiz çap qurğuları. Zərb çap qurğularına misal olaraq matris çap qurğularını misal göstərmək olar. Matris çap qurğularının başlığı 9, 18 və ya 24 iynədən ibarət olur. Çap başlığı ilə kağız arasında rəngli lent olur. Çap başlığında simvol formalaşandan sonra iynələr hərəkətə gəlir, rəngli lentə zərbə vuraraq kağız üzərində simvolu formalaşdırır. Zərbsiz çap qurğulara misal olaraq lazer və şırnıqlı çap qurğularını göstərməl olar. Lazer çap qurğularında şəkillər kağız üzərinə aralıq məlumat daşıyıcısı vasitəsilə yazılır. Şəkil lazer şüanın köməyi ilə əvvəlcə aralıq məlumat daşıyıcısına yazılır (neqativ alınır) və daha sonra bu məlumat daşıyıcısının üst qatı quru toz ilə örtülür. Ağ kağız bu barabanın üstü ilə dartılaraq və yüksək istilik hesabına barabandakı şəkil (neqativ) kağız üzərinə hopur. Lazer qurğularının çap keyfiyyəti və sürəti çox yüksəkdir.bu çap qurğuları dəqiqədə 4-16 səhifə çap edə bilir və 1dyümdə 600 1200 nöqtə yaza bilir. Şırnıqlı printerlərin işləmə prinsipi başqa printerlərdən fərqlənir. Bu printerlərdə çap başlığı mürəkkəblə doldurulur. Başlıqda çox kiçik ölçülü deşiklər olur və bu deşiklərdən mürəkkəbi kağız üzərinə püskürdülür. Şırnıqlı printerin qiyməti nisbətən ucuz olur. Rəngli çap etmə qabliyyətinə malik olurlar. 1 dyüm məsafədə 300ё720 nöqtə vura bilirlər. Çap başlığında 48-dən 416-ya qədər deşik olur. Səs kolonkasından (çıxış qurğusu kimi) audio məlumatları dinləmək üçün istifadə olunur. Qrafikçəkən qurğu - kompüterdən alınan qrafiki məlumatları, mürəkkəb sxemləri və şəkilləri qələmin köməyi ilə kağız üzərində çəkən çıxış qurğusudur. Strimmer (maqnit lent qurğusu) məlumatı maqnit lenti üzərində saxlayan yaddaş qurğusudur.bu qurğular etibarlı işləyir, qiyməti ucuz və böyük yaddaş həcminə malik olur. Məlumatın oxunma və yazma sürəti digər yaddaş qurğularına nəzərən çox aşağıdır. Kompüterlərdə mətnin, səsin, şəkilin və görüntülərin birgə emal edilməsini təmin edən qurğu multimedia adlanır. Bu qurğu özündə mikrofonu, web-kameranı, səs kolonkasını və səs kartını birləşdirir. Səs kartından audio-video informasiyanı (analoq formasında olan) ikilik-rəqəm koduna çevirmək və əksinə ikilik kodu audio-video informasiyaya çevirmək üçün istifadə edirlər. Multimedia qurğusunun koməyi ilə kompüter şəbəkələri üzərində audio-video konfransların təşkil olunmasını həyata keçirirlər. Modem (modulyator demodulyator) əlaqə kanallarının (telefon xətləri,radio kanal və s.) köməyi ilə məlumatları uzaq məsafələrə ötürmək və qəbul etmək üçün istifadə olunan qurğudur. Konstruktiv olaraq modemlər iki formada olur: daxili və xarici. Daxili modemlər ana plata üzərində olan sistem şinə qoşulur. Xarici modemlər isə ardıcıl Com, USB portuna qoşulur. Xarici
modemlərin qiyməti nisbətən baha olur və fərdi kompüterə rahat qoşulur. Məlumatı ötürmə sürəti 56 Kbit/san 2 Mbit/san qədər olur. Modem qurğusunun koməyi ilə istifadəçilərin kompüterləri kompüter şəbəkəsinə (İnternet) qoşulur.