حاسوب – هذامعقد برمجة، المعدة لل المعالجة التلقائيةمعلومة.

اعتمادا على قاعدة الأجهزة، هناك عدة أجيال من أجهزة الكمبيوتر:

§ الجيل الاول.أجهزة الكمبيوتر التتابع والأنبوب

§ الجيل الثاني.أجهزة الكمبيوتر شبه الموصلة

§ الجيل الثالث.أجهزة الكمبيوتر على الدوائر المتكاملة

§ الجيل الرابع.أجهزة الكمبيوتر (الدوائر المتكاملة واسعة النطاق)

§ الجيل الخامس.أجهزة كمبيوتر متعددة المعالجات

يمكن تنفيذ أيديولوجية أداء الكمبيوتر بطرق مختلفة: الأجهزة أو البرامج والأجهزة أو البرامج. في تنفيذ الأجهزة والبرامج، يمكن استخدام السجلات وأجهزة فك التشفير والإضافات؛ كتل صلبةالتحكم في الأجهزة أو التحكم في البرامج الدقيقة مع التحكم في الإجراءات الفرعية (مجمعات العمليات الدقيقة)؛ الأجهزة أو مجمعات الأجهزة المنفذة في النموذج أنظمة الحكم الذاتي(قابل للبرمجة أو مع تحكم صارم)، وما إلى ذلك. متى تنفيذ البرامجيمكن استخدام أنواع مختلفة من البرامج - معالجات المقاطعة، وبرامج التشغيل المقيمة أو القابلة للتحميل، وبرامج com، أو exe، أو tsr، ملفات الخفافيشوإلخ.
تشكل طرق تنفيذ وظائف الكمبيوتر التنظيم الهيكلي للكمبيوتر. ثم قاعدة العنصروالوحدات الوظيفية وأجهزة الكمبيوتر، وحدات البرمجيات أنواع مختلفة(معالجات المقاطعة، برامج التشغيل، com-، exe-، برامج tsr، ملفات الخفافيش، وما إلى ذلك) هي مكونات هيكلية للكمبيوتر.

تنظيم تشغيل الكمبيوتر عند أداء مهمة المستخدم
إحدى العمليات "الشفافة" التي يقوم بها الجهاز هي تنظيم الإدخال والتحويل وعرض نتائج برنامج النظام. يسمى برنامج المهام الذي يكتبه مبرمج بلغة خوارزمية بالوحدة المصدرية.
ترجمة البرنامج الأصليتتم ترجمة لغة الآلة إلى لغة الآلة بواسطة برنامج المترجم. وينقسم إلى: مترجم ومترجم.
مترجم - بعد ترجمة كل عبارة من الوحدة المصدر إلى لغة الآلة، يتم تنفيذها على الفور.
مترجم - يقوم أولاً بترجمة برنامج الوحدة المصدر بالكامل بالكامل إلى لغة الآلة، ثم ينفذه.
وحدة الكائن - لغة الآلة.

الهيكل العام للكمبيوتر

أبسط هيكلالكمبيوتر مع الحافلات المحليةبين أجهزته هو مبين في الشكل 1.4.1.

الشكل 1.4.1 - الهيكل المعمم للكمبيوتر
يشمل الكمبيوتر:
- ذاكرة الوصول العشوائي (RAM، تسمية أقصر - كبش OP)؛
- المعالج
- جهاز الإدخال/الإخراج(UVV، تسمية أخرى - جهاز طرفي PU)؛
- لوحة المراقبة والتحكم (PKU).
تم تصميم المعالج لمعالجة المعلومات. يتكون من جزأين: UU - جهاز التحكم (آلة التحكم)، وALU - جهاز منطقي حسابي.
يقوم المعالج بمعالجة المعلومات تحت سيطرة البرنامج المخزن في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). جنبا إلى جنب مع البرنامج، تقوم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أيضًا بتخزين البيانات المراد معالجتها. يأتي البرنامج والبيانات من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) إلى المعالج من خلال قناة اتصال بين ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والمعالج تسمى تكنولوجيا الكمبيوترإطار العجلة. تقوم نفس الناقلات بتوصيل المعالج بأجهزة الكمبيوتر الأخرى.
يهدف UVV إلى إدخال البرامج والبيانات إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، أي أنه يتم إعدادها أولاً إما على شكل بطاقات مثقوبة (PFC)، أو شريط ورقي مثقوب (PFL)، أو على شكل أشرطة مغناطيسية، الأقراص المغناطيسيةوما إلى ذلك، ومن ثم الدخول في OP الخاص بالجهاز. بعد ذلك يتم إطلاق البرنامج للمعالجة. في السيارات الحديثة الوضع التفاعلييمكن أيضًا إدخال البيانات في OP مباشرة من لوحة المفاتيح.
المقصود PKU ل بداية يدويةأنواع مختلفة برامج الاختبارومراقبة التقدم المحرز في عملية الحوسبة أو عمل أجهزة الكمبيوتر.

خصائص الأجهزة الرئيسية.
يتضمن المخطط الشامل لجهاز الكمبيوتر 5 كتل وظيفية رئيسية: جهاز الإدخال (ID)، جهاز التخزين (SRAM)، الوحدة الحسابية المنطقية (ALU)، المركز. جهاز التحكم (CUU) وجهاز إخراج المعلومات (UVV).
1) الأشعة فوق البنفسجية: لوحة المفاتيح (معلومات الأشعة فوق البنفسجية الرئيسية)؛ الماسح الضوئي؛ أجهزة لإدخال معلومات الكلام، على سبيل المثال، باستخدام الميكروفون، محركات الأقراص المضغوطة، DVD-ROM، محركات الأقراص المرنة (الأقراص المرنة)، أجهزة التحويل الرقمي.
2) الأشعة فوق البنفسجية: الطابعات (المصفوفة، الحروف، التصوير الحراري، النافثة للحبر، الليزر)، أجهزة العرض، أجهزة إخراج الميكروفيلم التي تستخدم فيلم التصوير الفوتوغرافي كحامل ( السرعه العاليهالإخراج - 1500-2700 خط / دقيقة)، الإخراج المعلومات الرسوميةباستخدام الراسمة، ومحركات الأقراص المضغوطة، ومحركات أقراص DVD-ROM، ومحركات الأقراص المرنة (الأقراص المرنة)، وجهاز إخراج معلومات الكلام، والراسمة (إخراج المعلومات الرسومية).
3) الذاكرة: 3 أنواع: داخلي الذاكرة: ذاكرة الوصول العشوائي (ذاكرة الوصول العشوائي) وروم (ذاكرة القراءة فقط)؛ الذاكرة الخارجية (VZU).
كبشيعمل على تخزين البيانات التي تتم معالجتها بواسطة المعالج. بنيت على الدوائر الدقيقة، ويتم استخدامها ل الذاكرة الديناميكيةتتميز بقدرة (32 ميجاوات)، وسرعة. وبما أنه يمكن الوصول إلى أي موقع في هذه الذاكرة في أي وقت، فإنها تسمى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). تتكون ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) من مصفوفة من عناصر التخزين وسجلات العناوين وسجلات الأرقام ودوائر التحكم المحلية. مبني على LSI (دائرة متكاملة واسعة النطاق) وVLSI (دائرة متكاملة كبيرة الحجم للغاية) وهو متقلب: عند إيقاف تشغيله. يتم فقدان معلومات مصدر الطاقة في OP.
ل داخلي ذاكرةينطبق أيضا ص(الذاكرة الدائمة)، مصممة لتخزين المعلومات الدائمة التي لا تتغير أثناء عملية الحساب. يستخدم PP لتخزين البرامج الصغيرة وبرامج المترجم، البرامج القياسيةوالبيانات التنظيمية وما إلى ذلك. تعمل ذاكرة القراءة فقط في وضع القراءة، لذا فإن تصميمها أبسط وأرخص وأكثر موثوقية من ذاكرة الوصول العشوائي. يقوم ROM بتخزين BIOS، وهو نظام الإدخال/الإخراج الأساسي. ROM مقسم إلى : 1) ROM مبرمج أثناء عملية التصنيع. يتم التسجيل مرة واحدة. هذه الأقراص المدمجة لديها أكثر من غيرها كثافة عاليةوسجلات المعلومات رخيصة الثمن وأبسط من الناحية الهيكلية؛ 2) ROM (PROM) القابل للبرمجة بواسطة العميل مرة واحدة. يتم تسجيل المعلومات من قبل العميل باستخدام خدمات خاصة. الأجهزة (المبرمجون) حسب تقديرك الخاص، إعادة الكتابة غير ممكنة؛ 3) تسمح ذاكرة القراءة فقط (ROM) القابلة لإعادة البرمجة بشكل متكرر بالتسجيل المتكرر للمعلومات من قبل العميل والكهربائية أو محو الأشعة فوق البنفسجيةعلى الخصوص الأجهزة خارج السيارة. متقلب.
VZU– توفير تخزين كميات كبيرة من المعلومات. غير مكلف نسبيًا، ولكنه أقل سرعة في المفعول بالمقارنة. مع أجهزة الذاكرة الداخلية. تنقسم VZU إلى: 1) NML (محركات الأشرطة المغناطيسية)؛ 2) ND (التخزين على الأقراص): HDD (التخزين على الأقراص المغناطيسية الصلبة - القرص الصلب)، LDMD (على الأقراص المرنة - القرص المرن: طبقة من البلاستيك مغطاة بطبقة مغناطيسية)، OD (الأقراص الضوئية). التطوير التنظيمي : CD-ROM، DVD، CD-R، CD-RW، MO (أقراص ضوئية مغناطيسية).
4) ألو: ينفذ العمليات الحسابية و العمليات المنطقيةعلى المعاملات في نظام مقبولحساب التفاضل والتكامل ويطور خصائص النتيجة اللازمة للتحكم في تقدم العملية الحسابية. في بعض الأحيان يتم استدعاء ALU الوحدة التشغيلية. يحتوي على: سجلات لتلقي المعاملات من OP وتخزينها أثناء تنفيذ العملية؛ الأفعى الذي يحول المعلومات؛ منطقلتحويل المعاملات إلى اليمين واليسار والتحويل من رمز إلى آخر؛ وحدة التحكم في الدائرة المحلية السيطرة على العمليات.
5) تسوو : ينفذ مبدأ التحكم في البرنامج ويضمن تنسيق تشغيل جميع كتل الماكينة. يشمل: كتل المزامنة، وكتل توليد العناوين التنفيذية للمعاملات، وكتل التحكم في التشغيل.
وينبغي الإشارة بشكل خاص إلى المركز. المعالج (وحدة المعالجة المركزية) . ويشمل: تسوو، ALU، الذاكرة الداخلية، خاص ادوات النظام(عداد الوقت، وحدة التحكم، OP، الخ.) وحدة المعالجة المركزية – جزء الكمبيوتر، القط. ينفذ إدارة البيانات ومعالجتها. يقوم المعالج بتنسيق تشغيل جميع الأجهزة.
أساسي سمات: توليد نبضات الساعة، وتحليل البيانات للتحكم فيها، وصياغة عناوين للتداول، والعمل مع ذاكرة الكمبيوتر، وتبادل البيانات مع الأجهزة الأخرى.

الكمبيوتر عبارة عن مجموعة من البرامج المصممة لمعالجة المعلومات تلقائيًا. هيكل وهندسة أجهزة الكمبيوتر والأنظمة والشبكات. المحاضرات: دكتوراه، أستاذ مشارك. شارنوف ألكسندر إيفانوفيتش. الممارسة: إيفاكين كونستانتين نيكولاييفيتش. مقدمة تقف روسيا على طريق الضرورة التاريخية للانتقال إلى مستوى جديد من الحياة الاجتماعية و النمو الإقتصادي، والتي تحددها المتطلبات الوحشية لاقتصاد السوق. إنه على وشكحول كيفية تشكيل مجتمع المعلومات. القاعدة المادية لمجتمع المعلومات هي اقتصاد المعلومات. الأساسيات اقتصاد المعلوماتيشكل الخلق والاستهلاك مصادر المعلوماتأو قيم المعلومات الملامح الرئيسية لاقتصاد المعلومات: 1). الشكل الرئيسي للتراكم هو تراكم المعرفة والمعلومات المفيدة الأخرى. 2).وهو تغير في طبيعة عمليات الإنتاج في المجالات الرئيسية. 3). الإنتاج الصغير والفردي له ما يبرره اقتصاديا. 4).زيادة حادة في سرعة العمليات الاقتصادية. 5). تعزيز عمليات التكامل. سلكت الدول المتقدمة في العالم طريق اقتصاد المعلومات في السبعينيات. وكان لهذا المسار النقاط التالية: 1). فائض التكاليف الإجمالية البحتة قاعدة المعلوماتعلى غيرها من الصناعات. 2).زيادة حصة التكاليف غير المادية. 3).تشكيل شبكة اتصالات عالمية للمجتمع. 4).زيادة الإنتاج إلى 50% من السكان الذين يعملون في مجال معالجة المعلومات. مبادئ البناء وهندسة الكمبيوتر. الكمبيوتر عبارة عن مجموعة من الوسائل التقنية المصممة لمعالجة المعلومات تلقائيًا في عملية حل المشكلات الحسابية والمعلوماتية. يتم تحديد متطلبات المستخدم لأداء العمل الحسابي من خلال اختيار وتكوين الأجهزة والبرامج المدمجة في بنية واحدة. هيكل الكمبيوتر عبارة عن مجموعة من عناصره واتصالاتها. هناك هياكل للأدوات التقنية والبرمجيات والأجهزة. هندسة الكمبيوتر هي تسلسل هرمي متعدد المستويات للأجهزة والبرامج التي يتكون منها الكمبيوتر. يسمح كل مستوى بالبناء والتطبيق المتعدد. تفصيل معماري و البناء الهيكليتعمل فئات مختلفة من المتخصصين في تكنولوجيا الكمبيوتر في أجهزة الكمبيوتر: 1. المهندسين (مخطط فني) - فرد التصميم الأجهزة التقنيةوتطوير أساليب التواصل مع بعضها البعض. 2. مبرمجو النظام – إنشاء برامج لإدارة الوسائل التقنية وتوزيع المعلومات بين المستويات وتنظيم عملية الحوسبة. 3. مبرمجو التطبيقات - تطوير حزم برمجية عالية المستوى توفر تفاعل المستخدم مع الكمبيوتر والخدمة اللازمة لذلك. 4. يشارك فيها متخصصون في تشغيل الحاسب الآلي اسئلة عامةتفاعل المستخدم مع الكمبيوتر. محتوى المعرفة والمهارات للمتخصصين في البرمجيات وتشغيلها هي: 1) الخصائص الفنية والتشغيلية. 2) إنتاجية الكمبيوتر - مقدار العمل الذي تقوم به أجهزة الكمبيوتر لكل وحدة زمنية. 3) سعة التخزين: ذاكرة الوصول العشوائي وتخزين الذاكرة. 4) الموثوقية هي قدرة الكمبيوتر، في ظل ظروف معينة، على أداء الوظائف المطلوبة لفترة زمنية معينة. 5) الدقة هي القدرة على التمييز بين القيم المتساوية تقريباً. 6) الموثوقية هي خاصية المعلومات التي يجب إدراكها بشكل صحيح. تصنيف أجهزة الكمبيوتر يتطلب حجم وتنوع أسطول أجهزة الكمبيوتر الحديثة وجود نظام لتأهيل الكمبيوتر. تم اقتراح العديد من مبادئ التصنيف: 1. تصنيف أجهزة الكمبيوتر حسب شكل تمثيل الكميات حاسوبتنقسم إلى: - التناظرية (العمل المستمر) AVM - الرقمية (العمل المنفصل) DVM - التناظرية الرقمية (الهجينة) GVM في AVM، يتم تمثيل المعلومات المعالجة بالقيم المقابلة للحسابات التناظرية: التيار والجهد وزاوية الدوران . في الكمبيوتر الرقمي (الكمبيوتر)، يتم تشفير المعلومات الكود الثنائي. أصبحت أجهزة الكمبيوتر الرقمية ذات التمثيل الكهربائي للمعلومات المنفصلة - أجهزة الكمبيوتر الرقمية الإلكترونية - مستخدمة على نطاق واسع. 2. تصنيف أجهزة الكمبيوتر حسب الجيل (بواسطة قاعدة أولية): - الجيل الأول (50): أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم الأنابيب المفرغة الإلكترونية. - الجيل الثاني (60): أجهزة كمبيوتر تعتمد على أجهزة منفصلة شبه موصلة (الترانزستورات). - الجيل الثالث (70): أجهزة كمبيوتر تعتمد على دوائر متكاملة شبه موصلة ذات درجة تكامل منخفضة. - الجيل الرابع (80): أجهزة كمبيوتر تعتمد على دوائر متكاملة كبيرة. - الجيل الخامس (90): أجهزة كمبيوتر تعتمد على دوائر متكاملة فائقة الضخامة. - الأجيال السادسة والأجيال اللاحقة: حواسيب إلكترونية بصرية ذات توازي هائل و البنية العصبية- مع قوة موزعة لعدد كبير من المعالجات الدقيقة البسيطة التي تشكل نموذجًا لهندسة النظم البيولوجية العصبية. دارة متكاملة – دائرة كهربائيةغرض خاص، مصممة لتكون واحدة كريستال أشباه الموصلاتتوحيد رقم ضخمالثنائيات والترانزستورات. 3. تصنيف أجهزة الكمبيوتر حسب القوة (السرعة): 1).أجهزة الكمبيوتر الفائقة – أجهزة للمهام واسعة النطاق (IBM). 2). أجهزة الكمبيوتر المركزية – آلات للمهام الإقليمية والإقليمية. 3). أجهزة الكمبيوتر المتوسطة هي آلات تستخدم على نطاق واسع جدا. 4). أجهزة الكمبيوتر الصغيرة. 5). أجهزة الكمبيوتر (أجهزة الكمبيوتر الشخصية). 6). الحواسيب الصغيرة والمعالجات الدقيقة. 7).شبكات الكمبيوتر. المبادئ العامةبناء أجهزة الكمبيوتر الحديثة. المبدأ الأساسي لبناء الكمبيوتر هو التحكم في البرنامج، والذي يعتمد على تمثيل خوارزمية لحل أي مشكلة في شكل برنامج حسابي. الخوارزمية هي مجموعة محدودة من التعليمات التي تحدد الحلول لمشكلة ما من خلال عدد محدود من العمليات (المعيار الدولي ISO 2382/1-84). البرنامج عبارة عن سلسلة مرتبة من الأوامر المراد معالجتها. مبدأ التحكم في البرنامجيمكن تنفيذها بطرق مختلفة. تم تقديم معيار بناء جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا في عام 1945 بواسطة نيومان. دائرة الكمبيوتر المقابلة ل مبدأ البرنامجالتحكم يعكس طبيعة العمل البشري حسب الخوارزمية. تدفقات البرامج وبيانات المعلومات الأولية الهيكل العام لأجهزة كمبيوتر Jen Von Neumann من الجيلين الأول والثاني UPD - جهاز إعداد البيانات. UVS – جهاز الإدخال. ALU هي وحدة المنطق الحسابي. УУ – جهاز التحكم. ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي جهاز ذاكرة الوصول العشوائي. RSD – جهاز تخزين طويل المدى ESD – جهاز تخزين خارجي. الأشعة فوق البنفسجية - جهاز الإخراج. ZU+ALU+UU – المعالج. يحتوي أي جهاز كمبيوتر على جهاز إدخال معلومات يتم من خلاله إدخال برامج حل المشكلات والبيانات الخاصة بها إلى الكمبيوتر. ذاكرة الوصول العشوائي – مصممة للتخزين السريع للبرنامج المخزن قيد التنفيذ. VZU – مخصص ل تخزين طويل المدىمعلومة. الذاكرة المؤقتة هي ذاكرة وسيطة بين ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة الفيديو (VRAM). وحدة التحكم – مصممة للتنفيذ التلقائي للبرامج من خلال التنسيق القسري لجميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى. ALU – ينفذ العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات. أساس ALU هو آلة التشغيل، والتي تشمل: الإضافات والعدادات والعمليات المنطقية. أصبح الهيكل الكلاسيكي للكمبيوتر مع الانتقال إلى LSI (الدوائر المتكاملة واسعة النطاق) هو مفهوم هندسة الكمبيوتر. واجهة الأجهزة العمارة المعممة للثالث وفي أجهزة كمبيوتر الجيل الثالث، حدث تعقيد البنية بسبب الفصل بين عمليات إدخال وإخراج المعلومات ومعالجتها. يظهر مفهوم المعالج، حيث يرتبط SRAM (جهاز تشغيلي فائق) وALU ووحدة التحكم ارتباطًا وثيقًا. يظهر مفهوم قنوات الإدخال/الإخراج، والتي تنقسم إلى قنوات متعددة (MK) ومحددة (SC). MK – مصمم للخدمة عدد كبير منأجهزة بطيئة السرعة. SK - يخدم الأجهزة الفردية عالية السرعة. وفيما يتعلق بالحواسيب الشخصية، فقد اعتمدت معمارية شكل مبسط من معمارية الآلات الصغيرة (مبدأ العمارة المفتوحةحيث العنصر الرئيسي هو العمود الفقري للنظام). يتكون قلب الكمبيوتر من المعالج والذاكرة الرئيسية. يتم توصيل جميع الأجهزة الأخرى عبر المحولات (أجهزة التوصيل). بنية الكمبيوتر المعممة المخطط الهيكليالتنظيم الوظيفي والهيكلي للكمبيوتر. المبادئ العامة للوظيفية و التنظيم الهيكليالكمبيوتر بالإضافة إلى الأجهزة والبرامج (الأدوات الصلبة والبرمجيات)، يحتوي الكمبيوتر على عدد كبير من الأدوات الوظيفية. وتشمل هذه الرموز التي يتم من خلالها تمثيل المعلومات المعالجة في شكل رقمي: 1). 2). رموز مقاومة للضوضاء. 3).الرموز الرقمية للكميات التناظرية. بالإضافة إلى الرموز، يتأثر عمل الكمبيوتر بما يلي: - خوارزميات تكوينها ومعالجتها - تقنيات التنفيذ إجراءات مختلفة- طرق تنظيم العمل أجهزة مختلفة- تنظيم نظام الانقطاع. التنظيم الوظيفيشكل أجهزة الكمبيوتر: الأكواد، وأنظمة الأوامر، وخوارزميات تنفيذ عمليات الآلة، وتكنولوجيا تنفيذ الإجراءات المختلفة والتفاعل بين الصلب واللين، وطرق استخدام الأجهزة عند تنظيمها العمل سوياالتي تشكل أيديولوجية تشغيل الكمبيوتر. يمكن تنفيذ أيديولوجية عمل الكمبيوتر بطرق مختلفة: 1).الأجهزة 2).البرمجيات والأجهزة 3).البرمجيات. وبالتالي، فإن تنفيذ وظائف الكمبيوتر يكمل تنظيمه الهيكلي. تؤدي المقارنة بين هياكل الكمبيوتر المكملة بهيكل وظيفي إلى مفهوم أجهزة الكمبيوتر المتوافقة وغير المتوافقة. تنظيم عمل جهاز كمبيوتر ذو هيكل مركزي الكمبيوتر عبارة عن مجموعة من الأجهزة المصنوعة على دوائر متكاملة كبيرة لغرض وظيفي. تسمى مجموعة الدوائر المتكاملة بمجموعة المعالجات الدقيقة. تشتمل مجموعة المعالجات الدقيقة على: - مؤقت النظام - المعالجات الدقيقة - المعالجات المساعدة (تنظيم العمليات الرياضية) - وحدة التحكم في المقاطعة - وحدة التحكم الوصول المباشرإلى الذاكرة - وحدات تحكم جهاز الإدخال/الإخراج. وتنقسم جميع أجهزة الكمبيوتر إلى: 1).مركزي (LSI إلكتروني بالكامل). 2).الطرفية (إلكترونية جزئيا، جزئيا الكهروميكانيكية مع التحكم الإلكتروني). في الأجهزة المركزيةالجهاز الرئيسي هو ناقل النظام (ناقل النظام). يتكون ناقل النظام من ثلاث عقد: 1).حافلة البيانات (SD) 2).حافلة العناوين (AS) 3).حافلة التحكم (CC). يتضمن ناقل النظام أيضًا: مسجلات المزلاج ومحكمي الناقل. واجهه المستخدم نظام الحافلات– هذا هو منطق تشغيل العمود الفقري للنظام، وعدد الخطوط (البتات) في ناقلات البيانات، والعناوين وعناصر التحكم، وإجراءات حل حالات الصراع. تشمل الأجهزة المركزية للكمبيوتر ما يلي: - المعالج المركزي - الذاكرة الرئيسية - عدد من العقد الإضافية التي تؤدي وظائف الخدمة - وحدة التحكم في المقاطعة - وحدة التحكم في الوصول المباشر إلى الذاكرة - المؤقت. تنقسم الأجهزة الطرفية إلى: - جهاز تخزين خارجي (HDD) - الناقل الثابتالقرص المغناطيسي، القرص المرن – الوسائط المرنة قرص مغناطيسي) - الأشعة فوق البنفسجية - ؟؟؟ - ؟؟؟؟؟ - ؟؟؟ تنظيم عمل الكمبيوتر عند تنفيذ مهمة المستخدم إحدى العمليات "الشفافة" للجهاز هي تنظيم الإدخال والتحويل وعرض نتائج برنامج النظام. يسمى برنامج المهام الذي يكتبه مبرمج بلغة خوارزمية بالوحدة المصدرية. تتم ترجمة البرنامج المصدر إلى لغة الآلة بواسطة برنامج المترجم. وينقسم إلى: مترجم ومترجم. المترجم الفوري - بعد ترجمة كل عبارة من الوحدة المصدر إلى لغة الآلة، يقوم بتنفيذها على الفور. المترجم - يقوم أولاً بترجمة برنامج الوحدة المصدر بالكامل بالكامل إلى لغة الآلة، ثم ينفذه. وحدة الكائن - لغة الآلة. تتم كتابة وحدة الكائن الناتجة إلى مكتبة وحدة الكائن أو يتم تنفيذها على الفور. لتنفيذ تصحيحها وحدة الكائنيمكن إضافتها إليها البرامج المفقودةمن مكتبة المترجم. يتم تنفيذ هذا الاتصال بواسطة برنامج محرر الاتصال. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل وحدة التحميل. يتم تنفيذ وحدة التحميل بواسطة برنامج يسمى المُحمل. نظام التشغيل(OS) - ينفذ وظيفة التحكم. هيكل مساحة عنوان البرنامج على الذاكرة الرئيسية لتنفيذ برنامج عند تحميله في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، يتم تخصيص جزء من موارد الجهاز له. يمكن أن يتم تخصيص الموارد بواسطة المبرمج نفسه، ولكن يمكن أيضًا أن يتم ذلك بواسطة نظام التشغيل. يسمى تخصيص الموارد قبل تنفيذ البرنامج بالنقل الثابت، مما يؤدي إلى ارتباط البرنامج به مكان محددذاكرة. إذا تم تخصيص موارد الآلة أثناء تنفيذ البرنامج، فهذا يسمى الحركة الديناميكية، وهنا لا يرتبط البرنامج بمكان محدد. مع الحركة الثابتة، هناك حالتان محتملتان: 1). الذاكرة الحقيقية أكبر من مساحة العنوان المطلوبة للبرنامج. في هذه الحالة، يتم تحميل البرنامج إلى الذاكرة الحقيقية بدءًا من العنوان صفر. يسمى هذا البرنامج القابل للتنزيل بالبرنامج المطلق. 2).الذاكرة الحقيقية أقل من مساحة العنوان المطلوبة. في هذه الحالة، تنشأ مشكلة تنظيم تنفيذ البرنامج. هناك عدة طرق لحل هذه المشكلة: - طريقة التراكب، وفيها يتم تقسيم البرنامج إلى أجزاء يستدعيها OP حسب الحاجة. - طريقة الوحدات الفعالة من حيث التكلفة، حيث يتم تقسيم البرنامج إلى وحدات مؤقتة متاحة للتنفيذ عبر عدة استدعاءات. في وضع البرامج المتعددة هناك برامج. A، B، C. عند العمل في وضع متعدد البرامج، قد يكون هناك موقف حيث توجد فجوات بين البرامجذاكرة متاحة . لمنع حدوث ذلك، استخدم برنامج إلغاء تجزئة القرص. الذاكرة الافتراضية يمكن "زيادة" الذاكرة الحقيقية عن طريق محاكاة العمل بأقصى قدر من الذاكرة. ويفترض المبرمج أنه قد تم تزويده بذاكرة "حقيقية"، وهي الحد الأقصى المتاح للكمبيوتر. يسمى هذا الوضع وضع الذاكرة الظاهرية. الذاكرة الظاهرية هي حجم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الذي يمكن الوصول إليه نظريًا، والذي يتم تحديده فقط من خلال جزء العنوان من الأمر. تحتوي الذاكرة الظاهرية على تنظيم صفحة مقطعية ويتم تنفيذها فيالنظام الهرمي حاسوب. يقع بعضها في كتل الذاكرة الرئيسية، وبعضها في خلايا الذاكرة الخارجية. تسمى المنطقة القابلة للكتابة في صفحة الذاكرة الخارجية بالخلية أو الفتحة. جميع صفحات البرنامج موجودة فعليًا في الخلايا الخارجيةذاكرة الصفحة . تحميل البرنامج علىذاكرة افتراضية - وهذا يعني إعادة كتابة عدة صفحات من ذاكرة الصفحة الخارجية إلى الذاكرة الرئيسية. نظام مقاطعة الكمبيوتر الكمبيوتر معقدويؤدي كل منها وظائفه تحت سيطرة جهاز تحكم محلي مستقل عن الأجهزة الأخرى. يقوم بتشغيل وحدة المعالجة المركزية (CPU)، ويرسل الأوامر والمعلمات الضرورية إلى الجهاز. وبالتالي، تقوم وحدة المعالجة المركزية بتحويل "انتباهها" بالتناوب من جهاز إلى آخر. لكي تعمل وحدة المعالجة المركزية، يتم إنشاء نظام المقاطعة. مبدأ تشغيل نظام المقاطعة هو أنه عند تنفيذ البرنامج، بعد كل دورة عمل للمعالج الدقيق، تتغير محتويات السجل. تنقسم المقاطعات إلى ثلاثة أنواع: - الأجهزة - المنطقية - البرامج أجهزة الكمبيوتر المركزية الذاكرة الرئيسية وتكوين الأجهزة أجهزة التخزين (SD) هي مجموعة من الأدوات البرمجية التي تنفذ وظائف الذاكرة. تنقسم الذاكرة إلى: 1).الذاكرة الرئيسية (RAM) 2).ذاكرة الوصول العشوائي العليا (SRAM) 3). ذاكرة خارجية(VRAM) يتضمن OP نوعين من الأجهزة: - RAM (ذاكرة الآس العشوائية) - ROM (ROM - ذاكرة القراءة فقط) RAM - مصممة لتخزين المعلومات المتغيرة. ROM - يحتوي على معلومات لا ينبغي أن تتغير أثناء قيام المعالج بإجراء العمليات الحسابية. وظائفذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أوسع من ذاكرة القراءة فقط (ROM)، ولكن ذاكرة القراءة فقط (ROM) غير متطايرة وأسرع. في أجهزة الكمبيوتر الحديثة، تُصنع شرائح الذاكرة من السيليكون باستخدام تقنية أشباه الموصلات، مع تكامل عالي للعناصر الموجودة على الشريحة. أساسي جزء لا يتجزأالمعالج الدقيق عبارة عن مجموعة من عناصر الذاكرة مدمجة في مصفوفة تخزين. يمكن لكل عنصر من عناصر الذاكرة تخزين 1 بت من الذاكرة. كل بت له عنوان خاص به في الذاكرة، مما يسمح لك بالوصول إلى أي عنصر من عناصر الذاكرة عن طريق العنوان - تسمى ذاكرة الوصول العشوائي. 2 بايت - نصف كلمة 4 بايت - كلمة 8 بايت - كلمة مزدوجة طول متغيرمع اتجاه مصفوفة الذاكرة، يتم تنفيذ مبدأ الإحداثيات لعنونة عناصر الذاكرة، عندما يتم تقسيم العنوان إلى X و Y. عند تقاطع هذه العناصر هناك عناصر الذاكرة التي يجب قراءتها. يمكن بناء شرائح الذاكرة على SRAM (ثابت) وDRAM (ديناميكي). يُستخدم المشغل الثابت عادةً كعنصر ذاكرة ثابت (EM)، ويستخدم مكثف كهربائي داخل بلورة السيليكون كعنصر ذاكرة ثابت. تتميز ذاكرة الوصول العشوائي بالحجم والسرعة. ذاكرة الوصول العشوائي في أجهزة الكمبيوتر الحديثة لها هيكل معياري. وحدات قابلة للاستبداللها هياكل هيكلية مختلفة: SIM، ZIM، SIMM، DIMM. ترتبط الزيادة في حجم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بتثبيت وحدات إضافية متوفرة في 30 سنًا (30 سنًا) أو 72 سنًا (72 سنًا) بسعة 1،4،8،16،32،64 ميجابايت. وقت وصول DRAM هو 60-70 ن.س. يتأثر أداء الكمبيوتر بتردد الساعة وعرض البت لناقل بيانات ناقل النظام (SM). إذا لم يكن تردد الساعة مرتفعًا بدرجة كافية، فستظل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في وضع الخمول في انتظار الوصول والعكس صحيح. من خصائص أداء ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي الإنتاجية، والتي يتم قياسها بالميجابايت/ثانية. تم بناء شرائح ROM على مبدأ بنية المصفوفة، ولكن يتم تنفيذ وظائف عناصر الذاكرة بواسطة وصلات عبور على شكل ثنائيات أشباه الموصلات. تسمى عملية إدخال المعلومات في شرائح ROM بالبرمجة، ويسمى الجهاز بالمبرمج. يتم استخدام SRAM لتخزين كميات صغيرة من المعلومات، ونتيجة لذلك، يتم تقليل سرعة القراءة بمقدار 10-20 مرة. يتم بناء SRAMs على السجلات، ويمكن أن تكون قابلة للعنونة أو غير قابلة للعنونة. تنقسم هياكل التسجيل إلى ذاكرة من نوع المتجر وذاكرة أخذ عينات المحتوى. رسم تخطيطي للمعالج المركزي لذاكرة الوصول العشوائي (RAM) للكمبيوتر هيكل المعالج الدقيق الأساسي يشكل المعالج الدقيق (MP) أساس المعالج المركزي للكمبيوتر الشخصي. يُستخدم هذا الجهاز المعالج لتحويلات البيانات الحسابية والمنطقية، وتنظيم الوصول إلى الذاكرة الرئيسية، والأجهزة الخارجية، والتحكم في تقدم عمليات الحوسبة. هناك عدد كبير من النواب الذين يختلفون في الاسم والوظيفة والهيكل والتنفيذ. والفرق الرئيسي هو عدد بتات المعلومات التي تتم معالجتها. تتضمن مجموعة المعالجات 8 بت ما يلي: - I 8080 (INTEL) - Electonus المتكامل - I 8085 - Zelog (z) الأكثر استخدامًا هي: - I 80386 - I 80486 كل تعديل لاحق له نظام قيادة أكثر تقدمًا وبنية معمارية (على سبيل المثال، يحتوي I 80486 على معالج مساعد مدمج). تهدف جميع التحسينات إلى جعل أجهزة الكمبيوتر متعددة الوظائف. خصائص المعالج الدقيق كل معالج دقيق له اسمه الخاص، تردد الساعة، ICOMP - يعرض المعيار وعرض ناقل البيانات والذاكرة القابلة للعنونة، أي. عنوان عرض الناقل، وجود المعالج المساعد، واستهلاك الطاقة، والملاحظات المختلفة. كمبيوتر شخصي من إنتلنظائرها MP (استنساخ) هي الشركات التالية: 1).Cyrix 2).AMD تقليديا، يمكن تقسيم MP إلى قسمين: 1).EU – الوحدة التنفيذية 2).BIU – CM جهاز واجهة وحدة التنفيذ تحتوي على وحدة تنفيذية حسابية وحدة وسجل للأغراض العامة. وفي الثانية، يقوم بتجميع سجلات العناوين. تمتلك عائلة INTEL MP نظام أساسيالأوامر، والتي تشمل: 1. أوامر نقل البيانات. 2. البيانات الحسابية. 3. الأوامر المنطقية. 4. أوامر لمعالجة بيانات السلسلة. 5. أوامر نقل التحكم. 6. أوامر التحكم. يتم التحكم في تشغيل MP بواسطة برنامج مسجل في الكمبيوتر الرئيسي. يتم احتلال مكان خاص من خلال تنظيم الانقطاعات. يمكن العثور على برامج Interrupt Shell في أجزاء مختلفةالمرجع، وقد ضوابط مختلفةلمختلف DOS. التحكم في الأجهزة الخارجية مبادئ التحكم يسمى نقل المعلومات من جهاز طرفي إلى جهاز كمبيوتر بعملية إدخال، والنقل من جهاز كمبيوتر هو عملية إخراج. عند تطوير نظام الإدخال/الإخراج، يتم حل المشكلات التالية: 1). التأكد من إمكانية تنفيذ الآلات ذات التركيبة المتغيرة للمعدات. 2).تحتاج إلى التنفيذ العمل المتزامنالمعالج على البرنامج وتنفيذ إجراءات الإدخال / الإخراج. 3).تسهل على المستخدم العمل مع أجهزة الإدخال والإخراج. تم اتخاذ الخطوة الأولى في حل هذه المشكلات أثناء تطوير أجهزة كمبيوتر الجيل الثاني، عندما كان من الممكن لأول مرة ضمان التشغيل المستقل للأجهزة الخارجية (الواجهة). الواجهة – جهاز لتوصيل الأجهزة المركزية والطرفية (جهاز اقتران). أدى توحيد الواجهة إلى القدرة على تغيير هيكل الكمبيوتر بمرونة. ثم جاء المفهوم الأجهزة الافتراضيةمما يسمح لك بالجمع أنواع مختلفةنظام تشغيل الكمبيوتر. مزيد من التطويرتطلبت الواجهات إنشاء أجهزة جديدة (الماسح الضوئي)، ونتيجة لذلك، نشأت الحاجة إلى التعرف والتعرف والتحويل من الرسومية إلى الرمزية. يتطلب تحليل الصور من الفضاء نظامًا آليًا للأشياء المرصودة. كل هذا أدى إلى حقيقة أن الذاكرة مدمجة في جهاز خارجي. آلات الجيل الخامس مبنية على الفكر والتواصل. كل هذا شكل الأساس لتحسين أنظمة الواجهة. لإنشاء مثل هذه الواجهة يلزم ما يلي: 1).إشارات التحكم الخاصة وتسلسلها. 2).جهاز واجهة 3).خطوط الاتصالات. 4).برنامج يقوم بالتبادل. الواجهة عبارة عن مجموعة معقدة من الخطوط والحافلات والإشارات والدوائر الكهربائية والخوارزميات والبرامج المصممة لتبادل المعلومات. اعتمادًا على أنواع أجهزة الاتصال، هناك: 1. الواجهة الداخلية 2. واجهة الإدخال/الإخراج 3. واجهات آلة إلى آلة 4. واجهة الإنسان والآلة. وتتميز كل واجهة بوجود مجمع خاص. الواجهة الداخلية مصنوعة بالتوازي أو بالتوازي مع التسلسل. عند استخدام البرامج والأجهزة، تنقسم واجهات الإدخال/الإخراج إلى: - مادية - منطقية. اعتمادًا على درجة مشاركة وحدة المعالجة المركزية في التحكم، هناك: 1).وضع المسح (غير المتزامن) 2).الوضع المتزامن 3).الوصول المباشر إلى الذاكرة. يتضمن وضع المسح استقصاء وحدة المعالجة المركزية لجهاز طرفي. وضع المسح بسيط، ولكن له عيوب: - المعالج مشغول باستمرار ولا يمكنه القيام بأعمال أخرى - مع السرعة العالية للأجهزة الطرفية، ليس لدى المعالج الوقت الكافي لمعالجة المعلومات. في الوضع المتزامنطلبات وحدة المعالجة المركزية الأجهزة الطرفية، لكنه لا ينتظر إجابة، بل يقوم بأعمال أخرى. ----------------------- UPD ZU ALU UU DZU RAM UV VZU UVS SK MK UU SOZU ALU المعالج RAM KVv KVv UVv UVV VZU VZU VU VU OP SYSTEM BUS جهاز التحكم في كفاءة الموقت، وحدة تحكم OP، المعالج، المعالج الدقيق، جهاز التحكم في الدوائر المتكاملة، ذاكرة المعالجات الدقيقة، الوحدة الحسابية المنطقية، نظام الحافلة، الذاكرة الرئيسية، ذاكرة الوصول العشوائي، DZU، محول HDD، محول HDD، محول HDD، HDD، الذاكرة الخارجية، محول الفيديو، محول الطابعة، محول الطابعة، مصدر الطاقة، الطابعة محول الشبكةواجهة لوحة المفاتيح مولد الساعة قناة اتصال لوحة المفاتيح معالج الرياضياتواجهة جهاز الارسال والاستقبال AYAVU – اللغات الخوارزميةالطلبات الأعلى الأجهزة الطرفية AYAVU المستوى المادي المستوى المنطقي التبادل من خلال برنامج BIOS لمنافذ الإدخال والإخراج برنامج دوسبرامج تشغيل الإدخال/الإخراج تسجيل X وحدة فك التشفير تسجيل Y وحدة فك التشفير كتلة الذاكرة سجل البيانات سجل العناوين ناقل البيانات ناقل التحكم SM ناقل العنوان SM المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh المؤلف Pasha_Sh