Ma‘ruza №6
Mavzu: Shaxsiy kompyuterning tuzilishi va arxitekturasi.
Reja:
1.
Shaxsiy kompyuter va uning turlari.
2.
Shaxsiy kompyuter tuzilishi.
3.
Shaxsiy kompyuterlarning funksional-tuzilmaviy tashkil etilishi va kompyuterlarning
rivojlanish yo‘nalishlari.
Mavzuga oid tayanch tushuncha va iboralar:
Shaxsiy kompyutеrning tuzilishi va arxitеkturasi.
Mikroprotsessorlar. Zamonaviy mikroprotsessorlar. Shaxsiy kompyuterlarning funksional-tuzilmaviy
tashkil etilishi. Tizimli blok va uning tarkibiy elementlari: protsessor, soprotsessor, xotira. Tashqi
xotira qurilmalari. Axborotlarni kiritish-chiqarish qurilmalari. Kompyuterlarning rivojlanish
yo‗nalishlari.
1. Hisoblash texnikasi vositalarini rivojlanish bosqichlari
Dunyodagi eng buyuk kashfiyotlarning ko‗p qismi XX asrga to‗g‗ri kelsada, ulardan eng
noyoblari kompyuter va Internet ekanligiga sir emas. Chunki, insoniyat bilimi, tafakkuri natijasi
o‗laroq yaratilgan kompyuter, «Hisoblash qurilmasi» beqiyos imkoniyatlari bilan kishini
hayratlantiradi. Endilikda kompyuter nafaqat hisoblash qurilmasi, balki u televizor, video, telefon,
masofada o‗qitish vositasi, elektron pochta, elektron kutubxona, virtual aloqa bog‗lash vositasi va
hokazolarni o‗z ichiga oladi. Bu esa butun olam ahlini uzoq manzilini yaqin qilish, muloqot, savdo,
sayohat, madaniyat, fan-texnika yangiliklari bilan ma‘lumot almashishni yo‗lga qo‗yadi. Ingliz yoki
rus tilini bilganlar uchun Internet orqali katta firmalarga, korporatsiya, kutubxona, muzeylarga kirib
borish hech gap bo‗lmay qoldi. Kino olami, sport to‗g‗risida turli axborot vositalari yoritayotgan
xabarlarni kunda o‗qib borish mumkin. Xuddi mamlakatlar o‗rtasidagi chegaralar yo‗qday.
Chindan ham kompyuterning paydo bo‗lishi, hisoblash texnikasi tarixida katta rivojlanish
bosqichi bo‗ldi.
Uning tarixiga nazar tashlasak, amalda tatbiq qilingan birinchi analitik-hisoblash mashinasi G.
Xollerit tomonidan yaratilgan bo‗lib, 1890 yili Amerikadagi aholi sonini ruyxatga olishda
foydalanilgan.
G.Xollerit(1860-1929) Buffalo shahrida nemis emigrantlari oilasida tug‗ildi. U Kolumbiya
universitetini bitirib aholini ro‗yxatga olish korxonasiga ishga kiradi. SHu korxonada yuqori
mansabdor, bo‗lg‗usi qaynotasining tabulyatsiya ishini perfokarta yordamida bajarish qulay, degan
maslahati bilan o‗n yillar davomida shunday tizimni yaratish ustida ishladi. Natijada statistik
tabulyator analitik-mashinasini yaratadi.
Unda, axborotni kiritish uchun perfokartalar ishlatilib, qolgan qurilmalar oddiy perforator
(perfokartaga simvollarni joylash uchun ishlatiladigan qurilma), murakkab perforator, saralash
mashinasi va tabulyatordan iborat edi.
Keyinchalik, u 1996 yilda bu mashinalarni ishlab chiqarish va sotish bo‗yicha firma ochadi.
So‗ngra, turdosh bir nechta firmalar bilan birlashib, Computer-Tabulating Recording Co
kompaniyasini tashkil etadi, biroq mazkur kompaniyani u 1911yilda sotib yuboradi. Keyinchalik,
1924 yil 14 fevralidan kompaniya nomini International Business Machines Corp. Korporatsiyasiga(
qisqacha IBM deb yuritiladi) o‗zgartiriladi.
SHu bois ba‘zi adabiyotlarda G.Xollerit IBM korporatsiyasini asoschisi sifatida tilga olinadi.
XX asrning 30-yillarida hozirgi zamon kompyuterlarining ilk loyihalari yaratilgan edi.
Amerikalik bolgar millatiga mansub olim D.Atanasov (1903 yil 3 oktyabrida tug‗ilgan) birinchi
elektron hisoblash mashinasining muallifi hisoblanadi. Atanasov 1937 yilda, so‗ngra 1939 yilda
zamonaviy hisoblash mashinasi kontseptsiyasining tugallangan variantini e‘lon qildi.
Unga ko‗ra:
kompyuter o‗z elektr quvvati va elektronika yutuqlariga asoslangan bo‗ladi;
shu vaqtgacha yaratilgan qurilmalardan farqli ravishda u o‗nlik emas, ikkilik sanoq
tizimiga bog‗liq bo‗ladi;
xotiralovchi qurilma sifatida kondensatorlar xizmat qiladi;
hisoblash matematik amallar bilan emas, balki mantiqiy amallar yordamida
bajariladi.
Atanasov 1939yilda o‗z assistenti K.E.Berri bilan elektron xotira, qo‗shish va ayirishni
bajaradigan elektron tuzilmadan, shuningdek qator mexanik tarkibiy qismlardan tuzilgan EHMni
yaratdilar. Bu mashina universal emas, kamchiligi, unga mo‗ljallangan programmani xotiraga kiritish
imkoniyati yo‗q edi. Lekin uning qo‗llanish sohasi arifmometrning qo‗llanilish sohasidan ancha ustun
edi. Bu mashinani ular ABC(Atanasoff Berry Computer) deb nomlashadi( 1-rasm). Biroq
akademik muhitning bu mashinaga qiziqishi kamligi va moddiy rag‗batlantirish nochorligi
tufayli bu ishni to‗xtatadilar.
Urush vaqtidagi pala-partishliklar chog‗ida Atanasovning o‗z ixtirosini patentlash
harakatlari zoe ketadi.
1-rasm. ABC(Atanasoff Berry Computer) mashinasi.
B o s h q a l a r e s a , o l i m l a r D . M o u c h l i v a D. Ekkort boshchiligida, Garvard
universitetida, yangi elektron hisoblash mashinasini yasashga kirishadi. Bu mashina aslida
artilleriya boshqarmasining buyurtmasi bilan ballistik jadvallarni hisoblash uchun yaratilgan.
Mashinani yaratish 1945 yilning oxirida yakunlanib, ENIAC (inglizcha to‗la nomining birinchi
harflari bilan olingan bo‗lib, o‗zbek tilida "Elektron sonli integrator va hisoblagich"
tushunchasini beradi) nomini oldi. U juda ham katta hajmga ega bo‗lib, 18 ming elektron
lampa va 15 ming reledan iborat edi. Bundan tashqari, uning ishlashi uchun 150 kVt (ya‘ni
unchalik katta bo‗lmagan zavodning ishlashi uchun kerak bo‗lgan quvvat) elektr energiyasi
sarf qilinar edi. Elektron lampalardan tashkil topganligi tufayli oddiy arifmetik amallarni
bajarish tezligi nisbatan katta bo‗lib, qo‗shish 0,0002 sekundni, ko‗paytirish 0,0028 sekundni
tashkil etar edi. Uning tezligi "Mark-1"dan kura (quyida berilgan) 10ming marta tez bo‗lsada,
amallar boshqaruvi to‗liq ishlab chiqilmagani bois boshqaruv programmasi simlarni mexanik
uyalarga(xuddi avvalgi davrida kommutatorlar telefon simlarini ulab aloqa tiklagandek) kiritib
bog‗lanish bilan amalga oshirilgan edi.
Bunday bog‗lanishlarga soatlab, gohida kunlab vaqt kerak bo‗lgan.
Bu kompyuterni yaratish chog‗ida olimlar Atanasovdan AVS mashinasini ng tuzilish
xujjatlarini olib bajarishdi. 1947yilda mazkur mualliflar kompyuterni patentlab ol ishdi.
Ko‗p yillar o‗tib, hisoblash texnikasi shiddat bilan rivojlanayotgan yillar etib keldi.
Atanasov butun dunyoga bu kompyuter muallifi o‗zi ekanligini isbotlashni boshladi.
SHunda, 1971 yilda sud bu da‘voni ko‗rib chiqadi. Javobgar Honoywell firmasi patent egasi
edi. 1973yilda sud Atanasov foydasiga da‘voni hal qildi. Haqiqat qaror topdi.
1940 yillarda mexanik relelar asosida Bebbidj tajribasini birinchi bor nemis olimi K.TSuze
takrorlab, kichik kompyuter yaratgan, biroq urush tufayli e‘lon qila olmagan.
1943yilda esa, AQSHda G.Eyken tomonidan arifmometrdan 100 barobar tez ishlaydigan ancha
quvvatli "Mark-1" kompyuteri yig‗ilgan. U harbiy hisob-kitoblarda asqotgan. Biroq elektromexanik
rele juda sekin va keraklicha ishonchli ishlamasdi.
1947 yili rele bilan ishlaydigan "Mark-2" hisoblash mashinasi ixtiro etildi. Bu mashinada
birinchi marta ikkilik sanoq tizimi ishlatildi. Uning tarkibi asosan elektromexanik relelardan (13
ming dona) tashkil topgan bo‗lib, sonlarni xotirada saqlash, ular ustida arifmetik amallarni» bajarish va
boshqarish imkoniyatiga ega edi. Mashina qo‗shish va ayirish amallarini bajarish uchun taxminan
0,125 sekund, ko‗paytirish amalini bajarish uchun esa taxminan 0,25 sekund vaqt sarflardi.
Bunday tuzilishga ega bo‗lgan eng mukammal mashina "RVM-1" bo‗lib, 1956 yili muhandis N. I.
Bessonov boshchiligida yaratildi. Lekin bu mashinaning kamchiligi xotirasining kamligi va tezligining
sekinligidan iborat edi.
1945 yilda mashhur matematik Djon Fon Neyman kompyuter yaratish uchun hamkorlikka
chaqiriladi. Va shunda u, kompyuter tuzilishining umumiy printsiplarini qanday bo‗lishini e‘lon qiladi.
Mazkur printsip asosida kompyuter quyidagi qurilmalardan iborat bo‗lishi lozim edi (2-rasm):
- arifmetik - logik qurilma, arifmetik-logik amallarni bajaradi;
- boshqaruv qurilmasi, programmani bajarish jarayonini tashkil etadi;
- xotiralovchi qurilma yoki xotira - programma va ma‘lumotlarni saqlaydi;
- tashqi qurilma - ma‘lumotlarni kiritadi va chiqaradi.
Mazkur qurilmalar orasidagi aloqa - bog‗liqlik quyidagicha:
2-rasm. Fon Neymanning kompyuter tuzilishi
Yakka chiziq – bu boshqaruvni, juft chiziqlar - ma‘lumotli bog‗lanishlarni bildiradi.
Ta‘kidlash zarurki, o‗sha zamonlarda to so‗nggi paytlargacha yaratilayotgan kompyuterlarning
aksariyat qismi hamon fon Neyman printsipi asosida yaratilib kelinadi.
SHunday qilib, 1949 yilda fon Neyman printsipiga moslangan birinchi kompyuterni ingliz olimi
Moris Uilki yaratdi va aytish mumkinki, hozirgi zamon kompyuterlarining davri boshlandi.
Kompyuterlarning rivojlanishida uning element bazasi o‗zgarishi lozim edi. CHunki 40-50
yillarda yaratilgan kompyuterlar tarkibini elektron lampalar tashkil etardi. SHu sabab bu kompyuterlar
ulkan, katta bo‗lib, joylashtirish uchun katta hajmdagi zallar kerak bo‗lardi. Misol uchun, 1953yilda
yaratilgan BESM-1 kompyuterida 4000dona lampa ishlatilgan, 3x5 metr hajmdagi maydonda
joylashgan, tezligi sekundiga 7000-8000 amal bo‗lgan, xolos, xotira qismi atigi 4096 bayt ma‘lumotni
egallardi (Pentium turidagi xozirgi zamon kompyuterida operativ xotira – Gegabaytda o‗lchanadi,
solishtirib ko‗ring).
Dunyo doim rivojlanishda. 1948 yilda tranzistorlar paydo bo‗lgach, tranzistorlarni elektron
lampalar o‗rniga ishlatilishi mumkinligi aniqlandi va mos ravishda kompyuterlar qurilmalarida ham
foylanila boshlandi. Natijada, Amerikada 1965 yilda PDP-8 nomli tranzistorlar negizida birinchi mini-
kompyuter, sungra PDP-11 yaratildi.
Agar 40-50 yillarda yaratilgan kompyuterlar million dollar atrofida tursa , PDP-8 atigi 20ming
dollar baholandi.
Bunday mashinalarni (o‗xshashlari) SM-3,SM-4, SM-1420 turi bilan Respublikamizniing ko‗p
hisoblash markazlarida hali ham uchraydi.
1959 yilda Intel firmasining ta‘sischisi Robert Noys kremniyning kichkina plastinasida
tranzistorlarni bog‗lash usulini ixtiro qilib, integral sxemalar yoki chiplar asrini boshlab berdi.
Tashqi
qurilma
Boshqaruv
qurilmasi
Arifmetik,
logik qurilma
Operativ
xotira
SHunday chiplarga asoslanib, keyin yaratilgan kompyuterlar, shartli ravishda, uchinchi bosqich
kompyuterlari deb atala boshladi. Integral sxemalarga asoslangan birinchi kompyuter 1968 yilda
Burroughs firmasi tomonidan yana AQSHda yaratildi. Respublikamizning ko‗pgina statistik
organlarda, mavjud ES-1055,1060 tur oilasiga mansub kompyuterlar uchinchi bosqich
kompyuterlariga misol bo‗ladi.
O‗z navbatida mikroprotsessorlar yaratilishi va ular taraqqiyoti, rivojlanishni tarixini ko‗rib
chiqishga fursat etdi.
1970yilda Marshian Edvard Xoffi(Intel firmasidan) integral sxema yaratdi. U funktsiyalari
bo‗yicha katta EHMning markaziy protsessoriga ayniy edi. SHunday qilib 1971yilda sotuvga
chiqarilgan birinchi mikroprotsessor paydo bo‗ldi. U Intel-4004 mikroprotsessori deb ataldi. Mazkur
mikroprotsessor ENIAC gigant mashinasidan ishchan va tezkor edi. Avvaliga Intel-4004
(4razryadli) mikroprotsessori, so‗ngra 1974 yildagi Intel-8080 mikroprotsessori yaratildi, u hozirgi
kunda xam shaxsiy kompyuter industriyasini standarti hisoblanadi.
Mikroprotsessorlar avvaliga maxsus qurilmalarda, misol uchun kalkulyatorlarda ishlatila
boshladi. So‗ngra esa kompyuterlar tarkibiga kiritildi va 1975yilda tijoratga mo‗ljallangan birinchi
"Al‘tair-8800" shaxsiy kompyuteri yaratildi. Uning bahosi atigi 500dollarni tashkil etardi. To‗g‗ri, bu
kompyuterlarda klaviatura va ekran yo‗q bo‗lsada, xaridorlar bir necha ming komplektni bir necha
oylarda sotib oldilar.
Microsoft firmasining tashkil etgan Pol Allen va Bill Geyts "Al‘tair" uchun Basic tili
interpretatorini yaratganlaridan so‗ng esa, bu kompyuterlarda ham programma yozish, muloqot qilish
qulay va osonligini ko‗rgan iste‘molchilar o‗rtasida shaxsiy kompyuterlar mashhur bo‗la bordi.
Shaxsiy kompyuterlar komplektiga monitor va klaviatura qo‗shilgach, ularga bo‗lgan talab
kundan kunga oshdi. Boshqa firmalar ham kompyuter chiqara boshladi. Natijada avvaliga o‗n minglab,
so‗ngra esa yiliga yuz minglab kompyuterlar sotila boshladi.
SHu o‗rinda respublikamiz maktablarida hali ham mavjud bo‗lgan "Pravets" turidagi sodda
kompyuterlar 8-bitli shaxsiy kompyuterlar turi ekanini aytish mumkin.
Faqat katta va ulkan EHMlar ishlab chiqarish bilan mashg‗ul bo‗lgan IBM firmasi shaxsiy
kompyuterlar bozoridagi chaqqon savdo va qiziqishga keyinroq e‘tibor berdi.
1981yildan boshlab, IBM firmasi ham shaxsiy kompyuter ishlab chiqarishni yo‗lga qo‗ydi. IBM
firmasi Intel-8088 nomli 16razryadli mikroprotsessor bazasida IBM PC(Ay-BI-EM Pi-Si deb o‗qiladi)
shaxsiy kompyuter yaratdi. Bu kompyuterning programma ta‘minotini yaratish u vaqtda katta
bo‗lmagan Microsoft firmasiga topshirilgan edi. Natijada bir-ikki yilda IBM PC boshqa firmalar
shaxsiy kompyuterlarini siqib chiqardi(3-rasm).
| 