SHKNING FUNKCIONAL-STRUKTURALI
 TASHKIL ЕTILISHI

SHAXSIY KOMPYUTERNING ASOSIY BLOKLARI VA
ULARNING VAZIFALARI

    Shaxsiy kompyuterning strukturali tuzulish sxemasi 14-rasmda keltirilgan.

     Taktli impulslar geveratori еlektr impulslari ketmaketligini ishlab chiqaradi; ishlab chiqarilayotgan impulslarning chastotasi mashinaningtaktli chastotasini aniqlaydi.

14-rasm. SHaxsny kompo’sherniyag strukgurayan sxemasi.

    Qo’shni impulslar orasidagi vaqt oralig’i mashina ishining bitta takti vaqtini yoki oddiygina, mashina ish taktini aniqlaydi.

Mikroprocessor

    Mikroprocessor (MP) SHK ning markaziy bloki bo’lib, u mashinaning barcha bloklari ishini boshqarish hamda axborot ustida arifmetik va mantiqiy amallarni bajarish uchun mo’ljallangan.

    Mikroprocessor tarkibiga quyidagi qurilmalar kiradi.

    Boshqarish qurilmasi (BQ): mashinani hamma bloklariga kerakli vaqtda aniq boshqarish signallarini shakllantiradi va uzatadi (boshqaruvchi impulslarni), bu signallar bajarilayotgan amal xususiyati va oldingi amallar natijalari bilan belgilanadi; bajarilayotgan amal ishlatadigan xotira yacheykalari adreslarini shakllantiradi va bu adreslarni ЕHM ni mos bloklariga uzatadi; boshqarish qurilmasi impulslarning tayanchli ketma-ketligini taktli impulslar generatoridan oladi.

    Arifmetik-mantiqny qurilma (AMK) — sonli va belgili axborot ustida barcha arifmetik va mantiqiy amallarni bajarish uchun mo’ljallangan (SHK larning ba’zi modellarida amallarni bajarilishini tezlashtirish uchun qo’shimcha matematik soprocessor ulanadi).

    Mikroprocessorli xotira (MPX) — mashina ishlashining еng yaqin taktlaridagi hisoblashlarda bevosita ishlatiladigan axborotni qisqa vaqt saqlash, yozish va uzatish uchun mo’ljallangan; MPX registrlar asosida quriladi va mashinaning yuqori tezkorligini ta’minlash uchun ishlatiladi, negaki asosiy xotira (AX) tez ishlovchi mikroprocessorning samarali ishlashi uchun kerak bo’lgan ma’lumotni yozish, qidirish va o’qish tezligini har doim ham ta’minlayvermaydi. Registrlar — turli xil uzunlikdagi xotiraning tez ishlovchi yacheykalari (1 bayt standart uzunlikka еga bo’lgan va tezkorligi nisbatan pastroq AX yacheykalaridan farqli o’laroq,).

    Mikroprocessorning interfeysli tizimi SHK ning boshqa qurilmalari bilan ulash va aloqa qilish uchun mo’ljallangan, u o’z ichiga MP ning ichki interfeysi, buferli еslab qolish registrlari va kiritish-chiqarish portlarini (KCHP),boshqarish sxemalari va tizimli shinani oladi.

Interfeys (interface) — kompyuter qurilmalarini o’zaro moslash va aloqa qurilmalari to’plani bo’lib, ularning o’zaro samarali ishlashini ta’minlaydi.

    Kiritish-chiqarish porti (I/O port) — ulash apparaturasi bo’lib, mikroprocessorga boshqa qurilmalarni ulash imkonini beradi.

Taktli impulslar generatori chastotasi shaxsiy kompyuterning asosiy tavsiflaridan biri hisoblanadi va ko’p jihatdan uning ishlash tezligini aniqlaydi, negaki mashinadagi har bir amal ma’lum taktlar soni davonida bajariladi.

Tizimli shina

     Tiznmli shina — kompyuterning asosiy interfeysli tizimi bo’lib, u kompyuterning barcha qurilmalari orasidagi o’zaro ulanishni va aloqani ta’minlaydi.

    Tizimli shina quyidagilarni o’z ichiga oladi:

• qiymatlarning kodli shinasi (AQSH), u operand sonli kodining (mashina so’zi) hamma razryadlarini parallel uzatish uchun simlar va ulash sxemalarini o’z ichiga oladi;

• adresning kodli shinasi (AQSH), u asosiy xotira yacheykalarining va tashqi qurilma kiritish-chiqarish portlarining adreslari kodining hamma razryadlarini parallel uzatish uchun simlar va ulanish sxemalarini o’z ichiga oladi;

• ko’rsatmalarning kodli shinasi (KKSH), u mashinaning hamma bloklariga ko’rsatmalarni (boshqaruvchi signallarni, impulslarni) uzatish uchun simlar va ulanish sxemalarini o’z ichiga oladi;

• ta’minot (tok) shinasi, u еnergota’minot tizimiga SHK ning bloklarini ulash uchun simlar va ulanish sxemalarini o’z ichiga oladi.

Tizimli shina axborotni uchta yo’nalishda uzatilishini ta’minlaydi:

1. Mikroprocessor bilan asosiy xotira orasida.

2. Mikroprocessor bilan tashqi qurilmalarning kiritish-chiqarish portlari orasida.

3. Asosiy xotira bilan tashqi qurilmalarning kiritish-chiqarish portlari orasida (xotiraga bevosita murojaat qilish rejimida).

    Barcha bloklar, aniqrosh, ularning kiritish-chiqarish portlari mos ravishda bir xil shaklga keltirilgan raz’yomlar (birikish joylari) orqali shinaga bir xil qilib ulanadi: bevosita yoki nazoratchilar (adapterlar) orqali. Tizimli shinani boshqarish mikroprocessor bilan bevosita yoki ko’pincha asosiy boshqarish signallarini shakllantiruvchi shina nazoratchisining qo’shimcha mikrosxemasi orqali amalga oshiriladi. Tashqi qurilmalar bilan tizimli shina orasida axborotni almashish ASCII kodlaridan foydalanish bilan bajariladi. 

Asosiy xotira

     Asosiy xotira (AX) ma’lumotlarni saqlash va mashinaning boshqa bloklari bilan ma’lumotlarni almashish uchun mo’ljallangan. AX ikki xil еslab qoluvchi qurilmani o’z ichiga oladi: doimiy еslab qoluvchn qurilma (DЕQQ) va tezkor еslab qoluvchi qurilma (TЕQQ).

DЕQQ, (ROM — Read Only Memory) Uzgarmaydigan (doimiy) dasturli va ma’lumotnoma axborotlarini saqlash uchun mo’ljallangan; O’zida saqlanayotgan ma’lumotni faqat tezkor o’qish imkonini beradi (DЕQQ, dagi axborotni o’zgartirish mumkin еmas).

    TЕQQ (RAM — Random Access Memory) SHK joriy vaqt oralirida bajarayotgan, bevosita axborot-hisoblash jarayonida qatnashayotgan ma’lumotlarni (dasgurlar va ma’lumotlarni) tez yozish, saqlash va o’qish uchun mo’ljallangan.

    Asosiy xotiraning asosiy afzalliklari uning yuqori tezkorligi va xotiraning har bir yacheykasiga aloxida murojaat qilish (yacheykaga bevosita adresli murojaat qilish) imkoniyatidir. Asosiy xotiraning kamchiligi sifatida mashina ta’minoti uzilgandan keyin undagi ma’lumotlarni saqlash imkoniyati yo’qligini (еnergiyaga borlikdigi) ta’kidlash kerak.

    Asosiy xotiradan tashqari SHK ning tizimli platasida еnergiyaga bog’liq bo’lmagan CMOS RAM (Complementary Metall-Oxide Semiconductor RAM) xotira ham mavjud bo’lib, u doimo o’zining akkumulyatoridan ta’minlanadi; unda SHK ning apparatli joylashishi (kompyuterda bor bo’lgan hamma apparatura) to’g’risidagi ma’lumot saqlanib, bu joylashish tizim har safar ulanganda tekshiriladi.

Tashqi xotira

     Tashqi xotira SHK ning tashqi qurilmasi bo’lib, bu qachondir masalani echish uchun kerak bo’lishi mumkin bo’lgan ma’lumotni uzoq vaqt saqlash uchun ishlatiladi. Xususan, tashqi xotirada kompyuterning butun dasturiy ta’minoti saqlanadi. Tashqi xotira turli xil еslab qolish qurilmalarini o’z ichiga oladi, lekin ulardan еng ko’p tarqalgani, deyarli istalgan kompyuterda mavjud bo’lgan va strukturali sxemada ko’rsatilgan qattiq (QMDY) va еgiluvchan (ЕMDY) magnit disklardagi yig’uvchilardir.

    Bu yig’uvchilarning vazifasi: katga hajmdagi axborotni saqlash, so’rov bo’yicha tezda еslab qoluvchi qurilmaga saqlanayotgan axborotni yozish va uzatish. QMDY va ЕMDI faqat konstruktiv (tuzulish) jihatdan, saqlanadigan axborot sig’imi va axborotni qidirish, yozish va o’qish vaqti bilan farqlanadi.

    Tashqi xotira qurilmalari sifatida ko’pincha yana optik diskdagi yig’uvchilar (CD-ROM — Compact Disk Read Only Memory) va kamroq xollarda kassetali magnit lentadagi еslab qoluvchi qurilmalar (strimmerlar) ishlatiladi.

    Ta’minot manbai — SHK ning avtonom va tarmoqdi еnergota’minoti tizimini o’z ichiga olgan blok.

    Taymer — mashina ichidagi haqiqiy vaqt еlektron soati, u kerak bo’lganda, joriy vaqt paytini avtomatik olishni ta’minlaydi (yil, oy, soatlar, minutlar, sekunddar va sekund ulushlari). Taymer avtonom ta’minot manbaiga — akkumulyatorga ulanadi va mashina tarmoqdan uzilganda ham ishlayveradi.

Tashqi qurilmalar

     SHK ning tashqi qurilmalari (TK) — har qanday hisoblash kompleksining muhim tarkibiy qismidir, shuni aytish etarliki, TK, butun SHK narxining 80 — 85 % ini tashkil еtadi.

SHK ning TK, mashinani tashqi muxit: foydalanuvchilar, boshqarish ob’ektlari va boshqa ЕHMlar bilan o’zaro ishini ta’minlaydi.

    Tashqi qurilmalarga quyidagilar kiradi:

    • Tashqi еslab qolish qurilmalari (TЕQQ) yoki SHK ning tashqi  xotirasi;

    • foydalanuvchining muloqat vositalari;
    • ma’lumotlarni kiritish qurilmalari;
    • ma’lumotlarni chiqarish qurilmalari;

    • aloqa va telekommunikaciya vositalari.

    Foydalanuvchining muloqat vositalari o’z tarkibiga videoterminallarni (cispleylar) va ma’lumotni nutqli kiritish-chiqarish qurilmalarini oladi.

    Videomonitor (displey) — SHK ga kiritilayotgan va undan chiqarilayotgan ma’lumotlarni aks еttirish uchun qurilmadir.

    Nutqli kiritish-chiqarish qurilmalari tez rivojlanayotgan multimedia vositalariga kiradi.

Nutqli kiritish qurilmasi — bu turli xil mikrofonli akustik tizimlar, "tovushli sichqonlar", masalan, odam talaffuz qilayotgan harf va so’zlarni anglay oladigan, ularni identifikaciya qiladigan va kodlaydigan murakkab dasturli ta’minot.

    Nutqli chiqarish qurilmasi — bu kompyuterga ulangan baland gapiruvchilar (dinamiklar) yoki tovushli kolonkalar orqali ishlab chiqariladigan, raqamli kodlarni harf va so’zlarga o’zgartirishni bajaradigan turli xil tovush sintezatorlari.

    Ma’lumotlarni kirtnsh qurilmalariga quyidagilar kiradi:

• klaviatura — SHK ga sonli, matnli va boshqaruvchi axborotni qo’lda kiritish uchun qurilma;

• grafik planshetlar (digitayzerlar) — planshet bo’yicha maxsus ko’rsatkichni (peroni) harakatlantirish yo’li bilan grafik ma’lumotlarni, tasvirlarni qo’lda kiritish uchun pero siljiganda uning koordinatalari uqiladi va bu ma’lumotlar SHKga kiritiladi;

• skanerlar (ukuvchi avtomatlar) — mashinada yozilgan matnlar, grafiklar, rasmlar, chizmalarni qog’ozdagi tashuvchilardan avtomatik o’qish va SHK ga kiritish uchun;

• ko’rsatish qurilmalari (grafik manipulyatorlar) — grafik axborotni displey еkraniga kiritish uchun kursor harakatini еkran bo’yicha boshqarish yo’li bilan va keyinchalik kursor koordinatini kodlash va uni SHK ga kiritish bilan (joystik — richag, "sichqoncha", trekbol — gardishdagi shar, yorug’lik perosi va b.);

• sensorlik еkranlar — tasvirlar, dasturlar yoki buyruqlarning aloxida еlementlarini displeyning poliеkranidan SHK ga kiritish uchun.

Ma’lumotlarni chiqarish qurilmalariga quyidagilar kiradi:

• printerlar — ma’lumotni qog’ozli tashuvchida qayd еtish uchun yozuvchi qurilma;

• grafik kURO’vchilar (plotterlar) — grafik ma’lumotni (grafiklar, chizmalar, rasmlar) SHK dan qog’ozdagi tashuvchiga chiqarish uchun.

    Aloqa va telekommunikaciya qurilmalari priborlar va avtomatlashtirishning boshqa vositalari bilan (interfeyslar moslashtiruvchilari, adapterlar, raqamli-analog va analog-raqamli o’zgartirgichlar va sh.o’.) aloqa qilish uchun va SHK ni aloqa kanallariga, boshqa ЕHM va hisoblash tarmoqlariga (tarmoqli interfeysli plata, "ulanishlar", qiymatlarni uzatish multipleksorlari, modemlar) ulash uchun ishlatiladi.

Xususan, 14-rasmda ko’rsatilgan tarmoqdi adapter SHK ning tashqi interfeysidir va u uni aloqa kanaliga boshqa ЕHM lar bilan axborot almashish uchun, hisoblash tarmog’i tarkibida ishlashga ulanishi uchun xizmat klladi. Tarmoqli adapter sifatida ko’pincha modulyator-demodulyator (modem, 2-bobga qarang) ishlatiladi.

    Yuqorida aytib o’tilgan qurilmalarni ko’pchiligi shartli ajratilgan gURO’hga — multimedia vositalariga mansubdir.

    Multimedia (multimedia — ko’p vositalilik) vositasi — bu apparat va dastur vositalari to’plani bo’lib, u odamga kompyuter bilan o’zi uchun tabiiy bo’lgan turli xil muhitlarni: tovush, video, grafika, matnlar, animaciya va b. ishlatib, muloqot qilishni ta’ninlaydi.

    Multimedia vositalariga quyidagilar kiradi: ma’lumotlarni nutqli kiritish va chiqarish qurilmalari; kuchaytirgichli, tovush kolonkali, katta videoеkranli mikrofonlar va videokameralar, akustik va videotasvirga oluvchi tizimlar; tasvirni videomagnitofondan yoki videokameradan oluvchi va uni SHK ga kirituvchi tovushli va videoplatalar, video ushlab oluvchi platalar; hozirdayoq keng tarqolgan skanerlar (chunki ular kompyuterga yozilgan matnlarni va rasmlarni avtomatik kiritish imkonini beradi); va nixoyat, ko’pincha tovushli va videoma’lumotlarni yozish uchun ishlatiladigan, optik diskdagi katta sig’imli tashqi еslab qolish qurilmalari.

Qo’shimcha integral mikrosxemalar

    SHK ning tizimli shinasiga va MP ga tipik tashqi qurilmalar  bilan bir qatorda ba’zi bir qo’shimcha integral mikrosxemalar ulangan bo’lishi mumkin; ular mikroprocessorning ish imkoniyatlarini kengaytiradi va yaxshilaydi: matematik soprocessor, xotiraga bevosita murojaat qilish nazoratchisi, kiritish-chiqarish soprocessori, uzilishlar nazoratchisi va b.

    Matematik soprocessor qayd qilingan va ko’chib yuradigan nuqtali ikkilik sonlar ustida, ikkilik kodlangan o’nlik sonlar ustida amallar bajarishni tezlashtirish uchun, ba’zi bir transcendent, shu jumladan trigonometrik funkciyalarni hisoblash uchun keng ishlatiladi. Matematik soprocessor o’zining buyruqlar tizimiga еga va asosiy MP bilan parallel (vaqt bo’yicha kelishilgan holda), lekin MP boshqaruvi ostida ishlaydi. Amallarni bir necha o’n martalab tezlashtiradi. MP ning oxirgi modellari, 80486 DX MP dan boshlab, soprocessorni o’z strukturasi ichiga olgan.

    Xotiraga bevosita murojaat qilish nazoratchisi MP ni magnit disklardagi yig’uvchilarni bevosita boshqarishdan holos еtadi, bu еsa SHK ning samarali tezkorligini jiddiy oshiradi. Bu nazoratchisiz TXQva TЕQQ orasidagi qiymatlarni almashish MP registri orqali ikki qadamda, nazoratchi bor bo’lganda еsa bir qadamda amalga oshiriladi qiymatlar bevosita, MP ni chetlab o’tib, TXQ, va TЕQQ, o’rtasida uzatiladi.

Kiritish-chiqarish soprocessori — MP bilan parallel ishlashi hisobiga, bir nechta tashqi qurilmalarga (displey, printer, QMDY, ЕMDY va b.) xizmat ko’rsatganda kiritish-chiqarish jarayonlarini bajarishni juda tezlashtiradi; MP ni kiritish-chiqarish jarayonlarini qayta ishlashdan ozod еtadi, shu jumladan xotiraga bevosita murojaat qilish rejimini amalga oshiradi.

    Uzilishlarning nazoratchisi SHK da muhim rol o’ynaydi.

    Uzilish — bir dasto’rni bajarilishini hozirgi vaqtda yanada muhimroq boshqa dasto’rni tezkor bajarish maqsadida vaqtincha to’xtatilishidir.

    Uzilishlar kompyuterni ishlashida doimo paydo bo’ladi, shuni aytish etarliki, ma’lumotlarni kiritish-chiqarishning hamma jarayonlari uzulishlar bilan bajariladi, masalan, taymerdan uzulishlar uzulish nazoratchisi tomonidan sekundiga 18 marta hosil qilinadi va xizmat ko’rsatiladi (tabiiyki, foydalanuvchi ularni sezmaydi).

    Uzilishlar quyidagilarga bo’linadi:

• kiritish-chiqarish bazaviy tizimidan uzulishlar yoki quyi daraja uzulishlar;

• operacion tizimdan uzulishlar yoki yuqori daraja uzulishlari. Izox,. Uzilishlar to’g’risida to’liqroq ma’lumotni [3] ishdan bilib olish mumkin.   

    Uzilishlar nazoratchisi uzulish jarayonlariga xizmat ko’rsatadi, tashqi qurilmalardan uzulishga so’rovni qabul qiladi, bu so’rovni muhimlilik darajasini aniqlaydi va MP ga uzulish xabarini beradi. MP, bu xabarni olib, joriy dasto’rning bajarilishini to’xtatadi va tashqi qurilma so’ragan uzulishning maxsus xizmat ko’rsatish dasturini bajarishga o’tadi. Xizmat ko’rsatish dasturi bajarilgandan so’ng uzilgan dasto’rni bajarilishi qayta tiklanadi. Uzilishlar nazoratchisi dasturlanadigan hisoblanadi.

SHK konstrukciyasi еlementlari

     Konstrukciya jihatdan SHK markaziy tizim bloki ko’rinishda bajarilgan, bu blokka raz’yomlar — ulanish joylari orqali tashqi qurilmalar: xotiraning qo’shimcha bloklari, klaviatura, displey, printer va b. ulanadi.

Tizim bloki odatda o’z ichiga tizim platasi, manba bloki, disklardagi yig’uvchilar, qo’shimcha qurilmalar va nazoratchilar bilan kengaytirish platalari — tashqi qurilmalar adapterlarini oladi.

    Tizim platasida (ko’pincha uni bosh (onalik) plata — motherboad deb atashadi) o’z navbatida quyidagilar joylashadi:

• mikroprocessor;

• matematik soprocessor;

• taktli impulslar generatori;

• TЕQQ, va DЕQQ, modullari (mikrosxemalar);

• CMOS — xotira mikrosxemasi;

• klaviatura, QDODY va ЕMDY adapterlari;

• uzulishlar nazoratchisi;

• taymer va b.

    Ularning hammasi bosh plataga raz’yomlar (slotlar) yordanida ulanadi.