İlkinur Kərəmli

profile-pic
PC

Fərdi kompüterlərin arxitekturası.

7 iyul 2020

Müxtəlif forma və konfiqurasiyaya malik olmasına baxmayaraq, masaüstü fərdi kompüterlər eyni arxitekturaya malik olub, əsasən sistem blokundan və ona qoşulan monitordan, klaviaturadan, siçandan və digər əlavə perferiya qurğulardan ibarətdir. 

Sistem bloku.

Sistem bloku üfiqi və ya şaquli formada olan və fərdi kompüterin daxili qurğularını özündə saxlayan “qutudur”. Sistem blokunda qidalanma bloku, ana lövhə, 1 montaj oyuqları, elektrik xəttinə qoşulma, yenidən yükləmə düymələri yerləşir. Montaj oyuqları disk sürüşdürücülərinin-diskovod, CD-ROM/DVD-ROM üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Qidalanma bloku metal qutu şəklində sistem blokunun arxa tərəfinə bərkidilir. Qida blokunda transformator, düzləndirici və ventilyator yerləşdirilmişdir. Transformator şəbəkədən sistem blokuna daxil olan 220 volt gərginliyi transformasiya edərək müxtəlif qiymətli, gərginliklərə 1 çevirir. Düzləndiricinin vəzifəsi fərdi kompüterin bəzi elementlərini sabit gərginlik ilə təmin etməkdir. Ventilyatordan qidalanma blokunun daxilində yerləşmiş transformatorun və düzləndiricinin iş prosesində qızmasının qarşısını almaq üçün istifadə edilir.

Qidalanma blokundan çıxan naqillər dəsti müxtəlif qurğuları gərginliklə təmin etmək üçündür və ana löhvəyə, disk sürüşdürücülərinə birləşdirilir.

Ana löhvə kompüterin ən əsas qurğusudur. Ana plata kompüterin daxili və xarici qurğularının əlaqəli idarəsini təmin edir. Ana löhvənin əsas xarakteristikası formafaktordur. Hər bir formafaktor ölçüsünə, özündə saxlayan elementlərin sayına, elementlərin yerləşmə konfiqurasiyasına, istifadə etdiyi gərginliyə və gərginliyə qoşulma formasına və s. parametrlərə görə fərqlənir. 

Müasir kompüterlərdə aşağıdakı tip formafaktorlu sistem platalar istifadə olunur: 

  • ATX; 
  • Flex-ATX; 
  • Mini-ATX; 
  • NLX; 
  • Mini-ITX; 
  • Monobook. 

Ana löhvə daxildən sistem blokunun korpusuna bərkidilir. Bunun üçün onun formafaktoru korpusa uyğun gəlməlidir.

 Ana löhvə öz üzərində aşağıdakı bir çox komponentləri birləşdirir:

  • Xüsusi yuvaya birləşdirilmiş mərkəzi prosessor- mikroprosessor. Adətən onu soyutmaq üçün ventilyatordan- cooler istifadə olunur; 
  •  Məntiqi sistem mikrosxemləri-çipsetlər; 
  • İkinci səviyyəli (xarici) keş-yaddaş mikrosxemi; 
  •  Operativ yaddaş 1 yerləşdirmək üçün yuvalar2 ; 
  •  Kart genişlənmələri (videoadapter, səs kartı, modem və s.) üçün yuvalar; 
  •  BIOS Kompüterin test yoxlamasnı, əməliyyat sisteminin yüklənməsini, qurğuların drayverini və s. yaddaşda saxlamaq üçün proqramlaşdırılmış yaddaşa malik mikrosxem; 
  •  Interfeys kabellərinin, ardıcıl və paralel portların qoşulması üçün yuvalar; 
  • BlOS-un cari sazlanmasını yadda saxlamaqdan ötrü CMOS tipli mikrosxem və onu cərəyanla təmin etmək üçün batareya və elektron saat (sistem saatı). Ana platanın bütün komponentləri bir-birilə informasiya mübadiləsini aparan keçirici xətlərlə birləşdirilir. Bu cür keçirici xətlər birlikdə informasiya şini və ya sadəcə, şin adlanır.

 Mikroprosessorlar. 

Mikroprosessor – kompüterin “beyni” hesab edilir və kompüterdə verilənlərin emalını, ötürülməsini və xarici qurğuların idarə edilməsini saniyənin milyonda bir hissəsində təmin edir. Mikroprosessorun əsas xarakteristikası onun işçi gərginliyi, takt tezliyi, takt tezliyinin daxili çoxaltma əmsalı, keş-yaddaşının tutumu və dərəcəliliyidir. Mikroprosessoru işçi gərginlik ilə ana palata təmin edir. Intel firmasının əvəllər istehsal etdiyi mikroprosessorlarda gərginlik 5.0 volta bərabər idisə, indiki zamanda firma tərəfindən buraxılan mikroprosessorlarda bu qiymət 3.0 volta çatdırılmışdır. İşçi gərginliyinin qiymətinin aşağı həddə endirilməsi mikroprosessorun daha da məhsuldar işləməsini təmin edir. Takt tezliyi bir saniyə ərzində kompüterdə yerinə yetirilən əməliyyatların (məsələn, toplama və vurma) sayını və həmin əməliyyatların hansı sürətlə yerinə yetirildiyini göstərir. Takt tezliyi meqaherslərlə (Mhs) ölçülür. Takt tezliyi artdıqca mikroprosessorun qiyməti ilə yanaşı onun məhsuldarlığı da artır və mikroprosessor çoxlu sayda əmrləri yerinə yetirə bilir. Takt siqnallarını mikroprosessor ana lövhədən qəbul edir. Mikroprosessoru daha yüksək takt tezliyi ilə təmin etmək üçün onun daxilindəki takt tezliyinin daxili çoxaltma əmsalından istifadə olunur (Məsələn, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0 və daha artıq). 

Takt tezliyinin daxili və xarici növü vardır. Daxili takt tezliyi mikroprosessorun yerinə yetirdiyi əməliyyatların tezliyini, xarici takt tezliyi isə kompüterin operativ yaddaşı ilə mikroprosessor arasında informasiyanın dəyişmə tezliyini göstərir. 

Prosessorun daxilində reqistr adlanan müəyyən sahə var ki, mikroprosessor emal etdiyi verilənləri orada saxlayır. Prosessorun dərəcəliliyi mikroprosessorun daxilində yerləşən reqistrlərin dərəcəliliyilə təyin olunur və bir takt ərzində prosessorun neçə bit1 informasiya mübadilə etdiyini xarakterizə edir. Qeyd edək ki, ilk istehsal olunan mikroprosessorlarda dərəcəlikli 8 idi. Müasir dövrdə istehsal olunan mikroprosessorlarda bu parametr 64-ə çatdırılmışdır. 

Çipsetlər. 

Çipsetlər kompüterin sistem komponentlərinin qarşılıqlı əlaqəsini təmin edir. Ana lövhə üzərində şimal və cənub körpü adlanan iki çipset yerləşir.

Operativ yaddaş.

 Kompüterin digər əsas elementi onun operativ yaddaşıdır  . Mikroprosessorlar emal edəcəyi proqram əmrləri və ilk verilənləri operativ yaddaş vasitəsilə əldə edir. Operativ yaddaşın mənfi cəhəti kompüter elektrik şəbəkəsindən ayrıldıqda onda olan informasiyanı özündə saxlaya bilməməsidir. Texniki ədəbiyyatlarda operativ yaddaşı çox vaxt RAM (Random Access Memory) adlandırırlar. 

Operativ yaddaş digər mikrosxemlərdən fərqli olaraq tranzistorlardan deyil, hər biri tutumu bir bit olan mikrokondensatorlardan yaradılıb.2 Operativ yaddaşın tutumu kompüterin işləmə sürətinə təsir edir.

Operativ yaddaşın tutumu kifayət qədər olmayanda istənilən informasiyanın mikroprosessor tərəfindən axtarılması üçün mikroprosessor artıq əməliyyatları yerinə yetirməyə məcbur olur. Nəticədə proqramın yerinə yetirilmə vaxtı uzanır. Bu səbəbdən operativ yaddaşın tutumu qənaətbəxş olmayanda bəzi proqramlar kompüterdə ya işləməyəcək, ya da ki, həddindən artıq ağır işləyəcəkdir. Məsələn, kompüterlərin Windows XP əməliyyat sistemilə işləməsi üçün operativ yaddaşın tutumu minimum128 Mbayt-a bərabər olmalıdır.

 Fərdi kompüterlərdə operativ yaddaşın müxtəlif növlərindən istifadə edilir: 

Adi yaddaş. Ona bəzən DRAM da deyirlər. Yaddaş istənilən kompüterdə qurula bilər. Onun əsas xüsusiyyəti yaddaşa müraciət etmə vaxtıdır. Bu parametr 60 n.saniyəyə bərabərdir. Qeyd etmək lazımdır ki, 70, 80, 90 və 100 n.saniyəlik yaddaşlar da istehsal olunurdu. Amma qeyri- müəyyən səbəblər üzündən onların istehsalı dayandırıldı. 

EDRAM yaddaş. Ondan istifadə etdikdə DRAM tipli yaddaşla müqayisədə kompüterin işləmə sürəti orta hesabla 2% artmış olur. Belə yaddaşlara müraciət vaxtı 70 n.saniyə bərabər hesab edilir.

SDRAM yaddaş. SDRAM yaddaşa müraciət vaxtı çox kiçikdir, təxminən 10-12 n. san-yə bərabərdir. Yaddaşdan istifadə etməklə kompüterin işləmə sürətini 10% artırmaq mümkündür.

Keş yaddaş (ingiliscə cache). 

Operativ yaddaşa müraciəti sürətləndirmək üçün kompüterlərdə xüsusi hazırlanmış yaddaşdan - keş yaddaşdan istifadə edilir. Keş yaddaşı mikroprosessorla əsas yaddaş arasında yerləşən kiçik tutuma və yüksək işləmə sürətinə malik yaddaşdır. Ondan kompüterin məhsuldarlığını artırmaq üçün istifadə edilir. Bütün əsas yaddaşın sürətlə işləyən keş yaddaş kimi hazırlanması texnoloji cəhətdən çox baha başa gələrdi. Odur ki, iqtisadi cəhətdən kiçik tutuma malik yaddaş sahəsinin sürətinin artırılması əlverişlidir. 

Kompüterin yaddaşına müraciət zamanı verilənlər keş yaddaşda axtarılır. Buna əsas səbəb odur ki, keş yaddaşına verilənləri axtarmaq üçün edilən müraciət vaxtı operativ yaddaşa edilən müraciət vaxtından bir neçə dəfə azdır. Kompüterlərdə keş yaddaşın iki növündən istifadə edilir: daxili və xarici. 

Xarici keş yaddaşı müxtəlif mikrosxemlər üzərində yığılır və operativ yaddaşın işini sürətləndirməyə xidmət edir. Daxili keş yaddaş isə mikroprosessorun daxilində yerləşərək mikroprosessorun daxilindəki reqistrlərin işini sürətləndirir. Belə keş yaddaşlardan ilk dəfə 80486 mik- roprosessorlarında istifadə edildi. Onların tutumu 8 Mbayt-a bərabər idi. 

Intel firmasının istehsalı olan Pentium, Pentium Pro və sonrakı model mikroprosessorlarında keş yaddaş birbaşa mikroprosessorun daxilində yerləşdirilir. Bu çox əlverişlidir. Çünki keş yaddaş üçün əlavə lövhə hazırlamaq lazım gəlmir.

BIOS (basic input-output system). 

Ana lövhə üzərində enerjidən asılı olmayan daimi yaddaş qurğusu BİOS yerləşir. Bu mikrosxemdə fərdi kompüterin qurğularının testləşdirən (məlumatı ekrana çıxarmaqla), əməliyyat sisteminin yüklənməsini təmin edən proqramlar toplusu yerləşir. Digər yaddaş qurğularından fərqli olaraq onun tutumu elə də böyük olmur. Qeyd edək ki, BIOS Setup proqramı vasitəsilə BİOS-un konfiqurasiyasını dəyişmək olar. 

Portlar. 

Mikroprosessorun xarici qurğular (printer, sican və sairə) ilə informasiya mübadiləsini həyata keçirən yuvalara portlar deyilir. Əsas portlar sistem blokunun arxa panelindən görünür. Paralel – LPT (paralel printer portu), ardıcıl -COM (universal ardıcıl port) və USB (Universal Serial Bus-universal ardıcıl şin) portlardan istifadə olunur. Ardıcıl portlardan siçan və klaviaturanın qoşulması üçün istifadə olunur. Paralel portlar printerlərin qoşulması üçün istifadə olunur. Ardıcıl portlar sürətli məlumatlar mübadiləsi ilə fərqlənirlər. Qeyd edək ki, hal-hazırda əksər müasir kompüterlər paralel və ardıcıl portlarsız istehsal olunur. Son dövrlərdə meydana gələn USB portları asanlıqla onları əvəz edir. USB portları flaş disklərin, klaviatura, siçan, printer, mobil bərk disklərin, skanerin və bir sıra periferiya qurğularının qoşulmasını təmin edir. USB portları daha sürətli olub, informasiya mübadiləsini 480 Мbayt/san sürətlə təmin edir. 

Kontroller və şin. 

Kompüterin işləməsi üçün operativ yaddaşda proqramlar və verilənlər olmalıdır. Belə proqramlar və verilənlər operativ yaddaşa müxtəlif qurğular-klaviatura, diskovod və s. vasitələrlə daxil olurlar. Kompüterdə emal edilmiş informasiya isə istifadəçiyə monitor, disklər, printer və s. vasitəsilə çatdırılır. Başqa sözlə, kompüterdə qurğular və operativ yaddaş arasında daima informasiya mübadiləsi prosesi gedir. Bunun üçün, hər xarici qurğu özünə məxsus elektron sxem ilə təchiz edilir ki, belə sxemlərə də kontroller qurğusu deyirlər.

Mesaj qoy