Аналық тақта. Контроллерлер, порттар. Сыртқы құрылғыларды басқару. Кеңейту тақталары.

· Контроллерлар. Енгізу-шығ ару порттары.

· Кең ейту шиналары. Кең ейту тақ талары.

· Енгізу-шығ ару контроллерлеры.

At Сыртқ ы қ ұ рылғ ыларды аналық тақ тағ а қ осу ү шін (пернетақ та, тысқ ары дискілер) аналық тақ тада орналасқ ан немесе жекеше тақ та тү ріндегі арнаулы схемалар қ олданылады.

Қ азіргі заманда микропроцессорларды қ олданбайтын техника аймағ ын табу қ иын. Олар есепетеулер жү ргізу ү шін де, басқ ару функцияларын жү ргізеді, жә не де дыбыстар мен бейнелерді қ олданғ ан кезде де пайдаланылады. Қ олдану аймағ ына қ арай микропроцесоарларғ а деген талаптар да ө згере береді. Бұ л микропроцессордың ішкі қ ұ рылымына байланысты. Қ азіргі уақ ыта микропроцессорлардың дамуының анық талғ ан ү ш тарамағ ан айтып кетуге болады:

· ә мбебап микропроцессорлар

· микроконтроллерлер

· сигнальды микропроцессорлар

Контроллер термині ағ ылшынның control – басқ ару сө зінен шық қ ан. Бұ л қ ұ рылғ ылар ә ртү рлі жұ мыс принциптарына негізделіп механикалық немесе оптикалық қ ұ рылғ ылардан бастап электронды аналогтық немесе цифрлық қ ұ рылғ ыларғ а дейін пайдаланылуы мү мкін. Механикалық басқ ару қ ұ рылғ ыларының электронды басқ ару блоктарымен салыстырғ анда сенімділігі аз жә не бағ асы жоғ ары, сондық тан бұ л қ ұ рылғ ыларды біз келешекте қ арамаймыз. Электронды аналогтық қ ұ рылғ ылар эксплуатациялау процессі кезінде ә р уақ ыт келтіріп (регилировкалап) отыруды талап етеді, ол олардың эксплуатация бағ асын жоғ арылатады. Сондық тан ондай қ ұ рылғ ылар қ азіргі кезде мү лдем қ олданылмайды. Қ азіргі кезде кө п кездесетін кең інен тарағ ан басқ ару схемаларының бірі ол, сандық микросхема негізінде қ ұ рылғ андар.

Контроллерлерге қ ойылатын талаптар негізінен басқ аруды керек ететін қ ұ рылғ ының ө лшемі мен қ ұ рылғ ының бағ асына байланысты болады. Егер басқ арылу керек объект бірнеше ондағ ан метр площадын алып жатса, мысалы, автоматты телефон станциялары, базалық ұ яшық ты жү йелер станциясы немесе радиорелейлі байланыс сызық тары, онда контроллерлер орнына ә мбебап компьютерлерді қ олдануғ а болады. Ол кездегі басқ арулар онда енгізілген компьютер порттары (LPT, COM, USB немесе ETHERNET) арқ ылы жү зеге асырылады. Мұ ндай компьютерлерге питание қ осылғ ан кезде автоматты тү рде басқ арушы программалар енгізіледі, ол программалар ә мбебап компьютерді контроллерге айналдырады.

Ә мбебап компьютерлерді контроллер ретінде қ олдану қ ысқ а мерзім ішінде жаң а байланыс жү йелерін ө ң деуге мү мкіндіктер береді, сонымен қ атар олардың модернизациясы жең іл (қ арапайым программаны ө згерту арқ ылы) жә не дайын қ олданылатын блоктарды пайдалануғ а болады (олар ә рі арзан болады).

Егер контроллерге ерекше талаптар қ ойылса, мысалы, қ имылдаату кезінде жұ мыс істеу, температурасы кең ейтілген диапазонда жұ мыс істеу, агрессивті қ ұ ралдардың ә сері, онда ә мбебап компьютерлердің ө ндірістік варианттарын қ олдануғ а тура келеді. Сә йкесінше, ә рине бұ л компьютерлер қ арапайым ә мбебап компьютерлерден ақ шасы қ ымбат болады, бірақ олар жү йені ө ң деу уақ ытын ү немдеуге мү мкіндіктер береді, ол контроллер аппаратурасын ө ң деуге кететін уақ ытқ а байланысты боладыф.

Контроллерлер тек ү лкен жү йелер ү шін ғ ана емес сонымен қ атар ө лшемі кіші қ ұ рылғ ылардада керек болады, мысалы радиоқ абылдағ ыштар, радиостанциялар, магнитофондар немесе ұ яшық ты аппараттарда. Мұ ндай қ ұ рылғ ыларда контроллерлерге бағ асы, ө лшемі жә не жұ мыстың температуралық диапазонына байланысты қ атты талаптар қ ойылады. Бұ л талаптарды ө ндірістік ә мбебап компьютерлердің варианттары да қ анағ аттандыра алмайды. Сондық тан контроллерлерді ө ң деуді біркристальды ЭЕМ тү рінде қ олдану қ ажет болады, олар ө з кезегінде жаң ы микроконтроллерлер деген атқ а ие болды.

Кез – келген қ ұ рылғ ылар, соның ішінде байланыс қ ұ рылғ ылары, радиоавтоматика немесе аудиовизуальды аппаратуралар ө з қ ұ рамында осындай басқ ару қ ұ рылғ ыларының (контроллерлердің) болғ анын талап етеді. Контроллерлер негізінен бізді қ оршағ ан қ ұ рылғ ылардың барлығ ында да кездеседі деп айтуғ а болады.

Олар контроллерлер деп аталады. Жекеше тақ талар (оларды кө біне кең ейту тақ талары деп атайды) аналық тақ тағ а слот (slot –жырық ағ ылшынша) деп аталатын ажыратқ ылар арқ ылы (разъем) қ осылады да, олардың сыртқ а қ арағ ан ажыратқ ыларына сыртқ ы қ ұ рылғ ылар жалғ анады.

Сыртқ ы ажыратқ ыларды кө бінесе енгізу-шығ ару порттары деп атайды. Олар информацияны компьютерге енгізуге немесе сыртқ ы қ ұ рылғ ығ а жіберуге арналғ ан. Сонымен барлық қ ұ рылғ ылар жү йелік шинағ а тікелей қ осылмайды, контроллерлар арқ ылы жалғ анады. Мысалы, IDE (немесе АТА) интерфейсті қ атты дискілер IDE контроллері арқ ылы жалғ анады.

Кең ейту шиналары – компьютердің стандартты (қ алыпты) мү мкіндіктерін арттыратын қ ұ рылғ ылар қ осуғ а арналғ ан шиналар. Кең ейту шиналары жү йе ресурстарына: жады кең істігіне, енгізу-шығ ару порттарына, ү зілімдерге, жадымен тікелей алмасу порттарын пайдалану мұ рсатына мү мкіндік береді. Кең ейту қ ұ рылғ ыларын ө ндірушілерге хаттамадан ауытқ ымауғ а, жиіліктік, мезгілдік, т.б. параметрлерін қ атаң сақ тауғ а тура келеді. Кең ейту шинасына кез келген ү йлеспейтін қ ұ рылғ ыны қ осу компьютердің жұ мысын нашарлатады.

Енгізу-шығ ару поттары – перифериялық қ ұ рылғ ылардан мә ліметтерді енгізуге немесе керісінше жіберуге (шығ аруғ а) арналғ ан компьютер архитектурасының тү йіндік қ ұ рылғ ысы.

Енгізу-шығ ару порты аналық тақ тада немесе жү йелі блоктың артқ ы панеліне шығ арылғ ан ажыратқ ы тү рінде болады. Жү йелік шинағ а жалғ анғ ан ә р қ ұ рылғ ының “жеке нө мірі” (адресі) болады. Кез келген қ ұ рылғ ығ а жалғ асу ү шін жү йелік шинағ а сұ раныс сигналы жіберіледі де, қ ұ рылғ ыдан тиісті сигнал қ абылданады, бұ л қ ұ рылғ ының дайындығ ын білдіретін жауабы болады. Жауаптық сигнал қ ұ рылғ ының “бос” немесе “жұ мыс” (“занят”) екендігін кө рсететін формада болады. Қ ұ рылғ ының нө мірін анық тау жә не сұ ранысқ а жауап беруді контроллер атқ арады.

Кең ейту тақ талары. Кезкелген компьютердегі мә ліметтердің берілу формасы ә р тү рлі болады. Компьютерге пайдаланушының қ осатын қ ұ рылғ ылардың да жұ мыс істеу принципі ә ртү рлі (монитор, принтер, перне тақ та, т.б.)

Осы себептерден қ ұ рылғ ылардың арасындағ ы тасымалданатын мә ліметтерді тү рлендіру қ ажет. Бұ л қ ызметті атқ аратын қ ұ рылғ ыларды адаптер деп атайды. Адаптерлер бір жағ ында аналық тақ тағ а қ осылатын, ал екінші жағ ында басқ а қ ұ рылғ ыларды қ осуғ а болатын ажыратқ ылары бар баспа тақ та тү рінде жасалады.

Технологияның дамуына байланысты адаптерге қ ажеттілік азайып, оның сигналдарды тү рлендіру функциясын қ осылатын қ ұ рылғ ының электрондық схемасы ө зіне алса, ал басқ а функциялары аналық тақ тағ а беріледі.

Кең ейту тақ талары ретінде қ азіргі кезде бейне тақ та, енгізу-шығ ару порттарының тақ талары, желілі тақ талар, модемдер, дыбыстық тақ талар т.б. қ олданылады.

Ә р тү рлі сыртқ ы қ ұ рылғ ыларды, мысалы: принтер, пернетақ та, тышқ ан жә не т.б. қ ызмет ететін енгізу шығ ару контроллерлері деп аталады. Оларды жү йелік шинағ а порттар деп аталатын арнаулы схемалар арқ ылы қ осады. Порттар параллель жә не тізбекті деп бө лінеді. Параллель порт бір такт кезінде бір байт мә лімет ө ткізеді. Тізбекті портта мә лімет тек екі ө ткізгішпен жү ретіндіктен сигналдың қ ұ рамындағ ы биттер кезегімен бірінен соң бірі, бір-бірлеп ө теді. Кө бінесе енгізу/шығ ару контроллері ү ш параллель портты (LPT1… LPT3) жә не тө рт тізбекті портты (Com1…COM4) ғ ана басқ ара алады.

LPT – порттары ү шін 25 тү йінді, ал COM –порттары ү шін 9 немесе 25 тү йінді ажыратқ ылар пайдаланылады. Ажыратқ ылар жү йелік блоктың артқ ы панеліне шығ арылады да, оларғ а сыртқ ы қ ұ рылғ ылардың жалғ астырушы кабельдері қ осылады. Ажыратқ ылардың жалпы саны ә детте порттардың санынан кем болады.

52. Процессордың қ ұ рылғ ылармен байланысу принциптері.

53. Орталық процессордың қ ұ рылымы, атқ аратын қ ызметтері.

Opkak Компьютердің ең негізгі бө лігі оның “миы” деп есептеуге болатын орталық процессор (Central Processing Unit, CPU). Ол компьютерге қ осылғ ан қ ұ рылғ ылардан тү сетін есептер мен мысалдарды “ойлайды” жә не қ ажетті программалардың кө мегімен ол мә селелерді “шешеді”. Мысалы пернетақ тадағ ы бір пернені басқ анда экранғ а сә йкес таң ба шығ ады. Осы кезде процессор басылғ ан перненің мә нін жадыдағ ы арнаулы кестеден іздеп тауып, оның экранда кескінделу тә сілін анық тау арқ ылы сә йкес символды экранғ а шығ арады. Тұ рақ ты іске қ осылып тұ ратын программалардың кө мегімен процессор барлық қ ұ рылғ ылардың жұ мысын осылай реттейді. (негізгі жады, монитор, принтер т.б.)

Процессор компьютерге қ осылғ ан барлық қ ұ рылғ ылармен чипсет арқ ылы “хабарласады”. 1-суреттен ешбір қ ұ рылғ ының процессорғ а тікелей қ осылмайтындығ ын жә не чипсеттің кө мегінсіз оғ ан жете алмайтынын тү сінеміз. Бұ ның 2 себебі бар.

Біріншіден, процессордың жылдамдығ ы кез келген қ ұ рылғ ының жылдамдығ ынан ө те жоғ ары болады. Екіншіден, қ ұ рылғ ылардағ ы қ олданылатын сигналдардың дең гейі процессор сигналдарының дең гейінен ө те қ уатты жоғ ары болады. Осы жағ дайларды ү йлестіру электрондық чипсеттердің негізгі қ ызметі.

Орталық процессордың негізгі сипаттары мыналар:

· тактілік жиілік; разрядтылық; адрестік кең істік;

Тактілік жиілік компьютердің жылдамдығ ын сипаттайды. Процессордың жұ мыс тә ртібін (режимін) тактілік жиілік генераторы деп аталатын микросхема анық тайды. Ә р операцияның орындалуы ү шін белгілі мө лшердегі такт саны қ ажет болады. Ә рине, тактілік жиілік жоғ ары болғ ан сайын процессор программаларды жылдам орындайды. Ал компьютердің жалпы жылдамдығ ы тактілік жиілікке тікелей тә уелді емес.

Процессордың разрядтылығ ы бірмезгілде ө ң делетін информациядағ ы бит санын кө рсетеді. ¤йткені команда бір битке орындалмайды, 8, 16, 32 немесе 64 биттік топтарды ө ң дейді. Процессордың разрядтылығ ы ү лкен болғ ан сайын оның бір жұ мыс тактісінде ө ң дейтін информацияның кө лемі де ү лкен болады, яғ ни оның жұ мыс ө німділігі артады.

Процессордың адрестік кең естігі оның жадыдағ ы қ амтылатын кө лемін анық тайды. Бұ л параметр адрестік шинаның разрядтылығ ымен анық талады.

Компьютердің негізгі жады оперативті (жедел) жә не тұ рақ ты еске сақ таушы қ ұ рылғ ылардан тұ рады.

Процессордың параметрлері

Процессордың параметрлерін жә не қ ұ рылғ ыларын сипаттауда жиі шатасып жатамыз. Процессордың негізгі мінездемелерінің ішінен мә ліметтер шинасының разрядтылығ ы мен адрестер шинасының жә не процессордың жылдамдығ ын қ арастырайық.

Процессор разрядтылығ ы жә не жылдамдығ ы деп аталатын негізгі параметрлермен сипатталады. Процессордың жылдамдығ ы тіпті қ арапайым параметр. Жылдамдық МГц пен ө лшенеді; 1МГц 1 секундта жасалатын миллион тактіге тең. Жылдамдық тың жоғ ары болуы процессор ү шін жақ сы қ асиет. Процессордың разрядтылығ ы – кү рделі параметр. Процессордың мына негізгі ү ш қ ұ рылғ ыларының маң ызды қ асиеті оның разрядтылығ ы:

· мә ліметтерді енгізу жә не шығ ару шинасы;

· ішкі регистрлар;

жады адресінің шинасы