Дəріс1 Кіріспе. Есептеу жүйелері мен желілерін ұйымдастыру
принциптері.
Қазіргі заманғы ЭЕМ-дердің тарихы өткен ғасырдың 40-жылдары
Электрондық лампалармен релелерден құралған ең алғашқы автоматтық
есептеу машинасы жасалған кезден басталды. Солкезден бері ЭЕМ-дердің
төрт буыны дүниеге келді. Олар бірі-бірінен элементтік базасы, программалық
құралдарының бірыңғайлылығы дəрежесімен, пайдаланушылардың ЭЕМ-мен
қатынас жасауының ыңғайлылығымен т.б. ерекшеленеді. Мұның ішінде
əсіресе ЭЕМ-нің элементтік базасы, олардың əр түрлі буындарын дəл
сипаттайды.
Бірінші буын ЭЕМ-дерінің жұмыс жылдамдығы төмен (секундына 1020мың операциядан аспайтын), бір шама қуатпайдаланатын, күрделі, əрі
қолайсыз үлкен болды жəне электрондық лампалардың сенімділігінің төмен
болуына байланысты жиіі стен шығып отырды.
Екіншібуын ЭЕМ-дері жартылай өткізгіш құралдардан құрастырылды,
олар жылдамдығы (секундына жүздеген мың операцияға дейін), мен
жадысының сиымдылығы бойынша лампалық машиналар данасып түсті,
деректерді енгізіп-шығару құрылғыларының кеңейтілген жиынтығы жəне
жақсартылған эксплуатациялық сипаттамалары болды.
Интегралды шағынсұлбалар (микросхема) технологиясының дамуы
Үшінші жəне төртінші буынның қуатты ЭЕМ-дер кешенін (комплексін)
жасауға қолжеткізді. Дискретті орындалатын жартылай өткізгіш тік сұлбаларға
қарағанда шағын сұлба кіші көлемдетиянақты функционалды желі құрады.
Мұндай сұлбаларды дайындаудың арнайы технологиясы ЭЕМ-дердің аумағын
күрт кіші рейтуге, олардың өнімділілігін жəне сенімділігін арттыруға мүмкіндік
берді.
Төртінші буын интегралды технология принциптері бойынша
орындалатын ЭЕМ-нің бүтін блоктарын пайдалануған егізделген. Үлкен
интеграциялы шағын сұлбалардың–үлкенинтегралдық сұлбалардың (ҮИС) –
жасалынуы, үшінші буынның машиналарына қарағанда сол көлемде аса көп
мүмкіндіктерді іске асырып, машинаның жұмыс өнімділігімен сенімділігін
арықарай бір шама арттырды.
Есептеу техникасының жедел қарқынмен дамып отырған бағыты–шағын
ЭЕМ-дер. Олар ЭЕМ-нің жеке құрылғыларының қызметін атқара алатын
шағын процессорлармен басқа ҮИС-терден құралды.
Бесінші буынның ЭЕМ-дері қандай болады? Түбегейлі жаңа
компьютерлерді жасауды қысқа уақыт ішінде шешу мəселесінен алғаш рет
1979 жылы жапон мамандары қойған болатын. Бұл мəселені шешу бағыты
бойынша 1990 жылға дейін аса жоғары жылдамдықтағы қазіргі супер ЭЕМ-нен
100 есе жылдам ЭЕМ-ді, ал 1991 жылдан бастап бесінші буынның алғашқы
есептеу жүйелерін жасау жұмыстары басталды. Бұл орайда бесінші буынның
машиналары мынадай ерекшеліктерімен ажыратылатындығын айтакетейік.
1.Адам-машина интерфейсінің дамыған түрі, соның ішінде ЭЕМ-мен
қатынас жасау үшін табиғи тілдерді, сөзді жəне кескінді, бейнені танып-білу
құрылғыларын пайдалану.
1.Нақты пəндік салаларда білім базаларымен жұмыс істеу жəне солардың
негізінде жасанды интеллекті жүйелерін ұйымдастыру.
Қазіргі кезде пайдаланылатын саналуан ЭЕМ-дерді шартты түрде төрт
топқа бөлуге болады:
1. Шағын ЭЕМ, соның ішінде дербес ЭЕМ-дер;
2. Мини ЭЕМ;
3. Жалпы пайдалануға арналған ЭЕМ-дер;
4. Супер ЭЕМ.
ЭЕМ-дерді мұндай топтастыру олардың əр түрлі модельдерінің
конструкторлық-технологиялық ерекшеліктерін жəне деоларды тиімді
қолдануға болатын салаларды ескеруге мүмкіндік береді.
Шағын ЭЕМ–саналуан информацияны өңдеуге арналған осы заманғы
техникалық құрылғылардың ең жаңа тобы. Көп жағдайда олар функционалдық
мүмкіндіктер ібойынша басқатоптағы ЭЕМ-дерден кем түспейді жəнеде
кішігірім аумағымен, төмен бағасымен жəне энергияны аз пайдалану мен
ерекшеленеді.
Адам заттың объективті қажеттілігі қазіргі кезеңде есептеу техникасын
жылдам дамыту мен қолданысқа кеңінен енгізуді талап етеді. Əлемдік
қауымдастықтағы мемлекеттердің инфра құрылымын да есептеу техникасының
жабдықтарын қолдануға бұл кезде тең келерештеме жоқ. Есептеу техникасы өз
кезегінде барлық жүзеге асырылатын процестерге əсер етіп отыр, оларға:
· ақпараттық,
· технологиялық,
· əлеуметтік,
· қаржылық,
· экономикалық жəне т.б. жатады.
Есептеужүйесі – енгізілген ақпаратты тапсырманы шешу барысында
берілген алгоритм бойынша өңдеуге арналған техникалық жабдықтар кешені.
Есептеу жүйесінің жалпылама құрылымдық сұлбасы 1.1-суретте
келтірілген. Жалпы түрде кез келген есептеу жүйесі құрылғылардың 4 тобынан
тұрады: арифметикалық-логикалық құрылғы, жадылар, енгізу/шығару
құрылғыларының топтары, басқару құрылғысы.
АЛҚ–арифметикалық логикалық құрылғы мынадай операцияларды
орындауға арналған:
-Арифметикалық
операциялар
(қосу,
көбейту,
азайту,
бөлуварианттарымен);
-логикалық операциялар (логикалық қосу жəне көбейту, екілік модуль
Бойынша қосу, терістеу жəнет.б.);
-жыл жыту операциялары (солға, оңға, логикалық, арифметикалық,
циклдық жəнет.б.).
БҚ(ОБҚ) – басқару құрылғысы (орталық басқару құрылғысы) –қалған
барлық құрылғылардың жұмыстарын басқаруға арналған.
АЛҚ-ыБҚ-мен (ОБҚ) бірігіп ПРОЦЕССОРДЫ құрайды.
ЕСҚ–еске сақтау құрылғысы (жады)–программаның орындалуы кезінде
оны (командалармен деректерді), немесе оның бір бөлігін сақтауға, сондай-ақ
ақпаратты ұзақ уақытқ асақтауға арналған.
ЕШҚ–енгізу/шығару құрылғы–ақпаратты енгіп-шығаруға арналған
құрылғы (біріккен енгізу шығару құрылғысы болуыда мүмкін–дискорнатқыш,
сондай-ақ жекелеген құрылғы болуыда мүмкін: кілт жиын–енгізу құрылғысы,
баспа құрылғысы–шығару құрылғысы).
кодал
ар
ЕШҚ
ЕС
Қ
адресі
деректер
кодалар
жалаушалар
(ОК)
командалар
УС
БҚ(ОБҚ)
ПРОЦЕССОР
2.1 –сурет. Есептеу жүйесінің жалпылама құрылымдық сұлбасы
Есептеу жүйесінің қызметіне байланысты əр топтың құрылғыларының
сапалық жағынанда, сан жағынанда айырмашылықтары болуы мүмкін.
Есептеу машинасының жіктелуі
Есептеу жүйесі немесе желісінің негізін есептеу машинасы құрайды.
Сондықтан əр бір есептеу жүйесінің қызметі мен мүмкіндіктерін бірінші
кезекте есептеу машинасы анықтайды.
Есептеу машиналарын мынадай түрлерге жіктеуге болады:
I. ЕМ-дағы сигналдар типтеріне байланысты:
- Аналогты есептеу машинасы (АЕМ)––ақпарат үздіксіз (аналогты)
формада беріледі. Жылдамдығы жоғары, тар көлемді тапсырмалар кластарын
шешуге арналған (əр тапсырманы шешу кезінде аппаратураны сол тапсырмаға
бейім деп отыру қажеттілігі жиі туындайды);
- Электронды цифрлық есептеу машинасы (электронды есептеу
машинасы) ЭЦЕМ (ЭЕМ) – ақпарат дискретті формада (екілік) өңделеді. АЕМмен салыстырғанда жылдамдығы едəуір төмен, аппаратураны жұмысқа
қосымша бейімдеусіз, тапсырманың кең көлемін шешуге мүмкіндік береді.;
- Гибридті есептеу машинасы (аралас есептеу машинасы) ГЕМ(АЕМ)–
аналогты, сондай-ақцифрлық блоктардыда қамтыйды.
II. Есептеу қуаты бойынша былайша жіктеледі:
- Есептеу жүйелері – бірнемесе бірнеше түрлі ЕМ-ның үлкен санынан
тұрады–бірнеше тапсырманы, түрлі программалардың жұмыс нəтижелерін
түзете алу мүмкіндіктерін қамтый отырып шешуге арналған;
- Қуатты ЕМ (жоғары жəне өте жоғары қуатты ЕМ)–үлкен көлемді талап
ететін, желілік құрылымдар жұмыстарын басқару үшін (провайдерлер
жəнет.б.), ғылыми-техникалық есептерді шешу үшін белгіленген;
- Орташа қуатты есептеу машиналары–шағын тапсырмаларды шешуге
(ғылыми-өнер кəсіптік), басқару тапсырмаларын шешу үшін, жергілікті желі
жұмысын (файл-сервер) басқару үшін белгіленген;
- Дербес ЭЕМ (ДЭЕМ, компьютерлер)–бір мезгілде бір қолданушымен
жұмысқа арналған;
- Тіркелген ЭЕМ (шағын ЭЕМ)–тапсырманың шектелген көлемін (бір
ғана тапсырманы) шешуге арналған (автомобиль компьютері жəнет.б.).
III. Қызметі бойынша:
- əмбебап ЕМ–түрлі тапсырмалардың кең көлемін шешуге арналған;
- мамандандырылған ЕМ–тар көлемді тапсырманы шешуге арналған
(мысалы, жасанды зердемен байланысты тапсырманы шешуге арналған,
жəнет.б.).
Программалық басқару принципі
ЕМ-да (ЕЖ-де) тапсырманы шешу процесін автоматты басқару
программалық басқару принципінің көмегімен жүзеге асырылады (алғашқы рет
Дж.фон Нейман ұсынған).
Дж.фон Нейман ұсынысы бойынша программалық басқару принципі
келесі негізгі ережелерге негізделген:
- ЭЕМ-де ақпарат екілік формаға кодаланады жəне бірліктерге немесе
Ақпарат элементтеріне бөлінеді, мұны сөз деп атайды, ақпараттың түрлі типті
сөздері қолдану тəсілдері бойынша жіктеледі;
- Ақпарат сөзі жады ұяшығында орналасады жəне ұяшықтар нөмірімен
анықталады, мұны сөздермекені деп атайды;
-команда дегеніміз басқарушы сөздер тізбегі формасында көрсетілетін
алгоритм, ол операцияға қатысатын операцияларды анықтайды. Машиналық
командалар терминінде көрсетілген алгоритм программа деп аталады.
-Белгілі бір алгоритмді есептеуді орындау командаларды белгілі бір
тəртіпте тізбектей орындауға саяды.
Нейман ұсынысы бойынша ЭЕМ-де тапсырманы шешу – бастапқы
деректермен жəне аралық нəтижелермен арифметикалық жəне логикалық
операциялар орындау. Бұл кезде деректер екілік кодда беріледі. ЭЕМ-де белгілі
бір тапсырманы шешер алдында шешу алгоритмі басқарушы сөздер
(командалар) тізбегі түрінде жазылып алынады, яғни тапсырманы шешу
программасы құрылады. Осы программа бойынша есептеу процесі
командаларды тізбектей орындау мен жүзеге асырылады.
Əр команда екі бөліктен тұрады: операциялық жəне мекендік.
Операциялық бөлікте операция коды көрсетіледі, ол қандайда бір болмасын бір
операцияның орындалуы бойынша ЕМ-ң əрекетін анықтайды. Мекендік бөлікте
əрекеттің қандай сөзбен (операндамен) орындалып жатырғаны көрсетіледі. Бұл
кезде мекендік бөлікте операцияда қолданылатын сөз жəне есептеу нəтижесі
сақталған жады ұяшығының нөмірі (мекен) көрсетіледі.
Алдымен, программаның бастапқы мекенімен берілген команда
орындалады. Программадағы келесі команданың мекені тізбектей таңдалады
немесе нақты логикалық шартпен анықталады.
ЭЕМ-дегі барлық арифметикалық жəне логикалық операциялар
АЛҚ арнайысұлба–аппараттық жабдықтар мен болмаса программалық
тəсілдермен жүзеге асырылады. Аппараттық жабдықтар мен жүзеге асырылатын
операциялар жиыны командалар жүйесін құрайды. Операцияны программалық
жүзеге
Асыруда күрделілері қарапайым операцияларға жіктеледі (командалар жүйесін
екі ретін) де, бірнеше кезеңде аппараттық жабдықтар мен жүзгеге асырылады.
Программалық, сондай-ақаппараттық тəсілдер мен жүзеге асырылатын
операциялар жиынтығы ЭЕМ-ң операциондық қорлары деп аталады.
Негізгі əдебиеттер:1[12-45];2[15-38];
Қосымша əдебиеттер:1[22-59];2[10-56];
Бақылау сұрақтары:
1. Есептеу техникасы қандай сұраққа əсер етеді?
2. Мемлекеттің стратегиялық мүмкіндіктерінемен анықталады?
3. Мүмкіндіктері əртүрлі есептеу машиналарына түсінік беріңіз?
4. Есептеу техникасы деген не?
5. Есептеу жүйесі деген не?
6. Есептеу жүйесінің құрамына не кіреді?
7. Есептеу машиналарының жіктелуі.
8. Программалық басқару принципі
Дəріс2 Цифрлық құрылғыларды логикалық жобалау негіздері.
Бульдік алгебра. Бір жəне екі айнымалы бульдік функциялар.
Буль алгебрасының негізгі түсініктері.
Екілік сандармен əр түрлі
Адамдар орындай алатын құрылғыларды екілік сандардың функционалдық
түрлендіргіші ретінде қарауға болады. Мұндай түрлендіргіштер де бастапқы
санның жеке разрядтары аргумент, алынған нəтижелердің разряды функция
болыптабылады. Арифметикалық амал орындалатын құрылғының əр кірісіне
бастапқы санның бір разряды беріледі (0немесе1), ал оның əр шығысынан
нəтиженің екілік разряды (0немесе1) алынады.
Осындай құрылғыларды талдау жəне синтездеу үшін екілік айнымалылары
мен əр түрлі операция жасауға мүмкіндік беретін математикалық аппарат
қажет. Мұндай аппараттың негізін өткен ғасырдың ортасында ағылшын
математигі Д.Буль тұжырымдаған болатын. Айнымалы шамалармен олардың
функциялары тек екі мəн (0немесе1) қабылдайтын болса, онда бульдік немесе
логикалық айнымалылар мен функция деп аталады.Логикалық функицялардың
қасиеттері математикалық логикада зерттеледі.
Екілік айнымалылар жиынтығымен (x1,x2,...xn Анықталатын жəне өздер
)
Не ноль,не бір деген мəн дер қабылдайтын функцияларды логика алгебрасының
функциялары (ЛАФ) деп атайды, Л А Фберілуі деп оның 0 немесе1деген мəні əр
бір мүмкін болған аргументтер жиынтығының мөлшері nразрядар қылы
кескінделетін əр түрлі сандарға тең, яғни 2n. Ыменоларға сəйкес функциялар
мəндерін бір кестеге жинақтасақ ЛАФ кестелік берілуін немесе оның шындық
кестесін аламыз:
f(x1,x2,...,xn). Егер екі ЛАФ f1(x1,x2,...,xn жəне f2(x1,x2,...x əр түрлі
)
n)
аргументтер жиынтығында бірдей мəнге ие болса, онда f1 жəне f 2
функцияларын өзара теңдеп атаймыз: f1(x1,x2,...xn) f2(x1,x2,...xn).
=
Функция аргументтерінің ішінде оның мəндері не əсерін тигізбейтін
жалған аргументтер болуы мүмкін. Егер функиялар арасында мынадай
арақатынас
болса: f1(x1,...xif2(x1,...,xi-1,1,xi+1,...,xn), онда f1(x1,...,xi,...,xn)
1,0,xi+1,...,xn)¹
функциясы xi аргументінен айтарлықтай тəуелді болады. Өйткені əр
бір аргументтер жиынтығында ЛАФ екі мəннің бірін қабылдай алады десек,
ондаn
2n
аргументпен анықталатын ЛАФ мөлшері шекті, ол 2 -не тең. Бұл
тұжырымның дəлеліəрбір ЛАФ екілікжиынтық түрінде
(a1,a2 ,...,aj,...,an)
қарауғаболатынынаншығады,бұлжердеaj
аргументтерініңjжиынтығында
2n
алатынЛАФмəні.Алмұндайжинақтарсаны
2 формуласыменанықталады.
ƏртүрліЛАФсаны өскенсайынөтетезеселенеді.Мысалы:n=4болғанда ЛАФ
2n
саны5536.Бірақосы
2 функциялардыңішіндеnаргументінеайтарлықтай
тəуелдіфункцияларменқатаркейбіраргументтербөлігінентəуелсізфункциялардак
ездеседі.nаргументтерденайтарлықтайтəуелдіЛАФсанынмынадай
рекуренттік
қатынаспен
анықтауға
болады:
n
-...бұл жерде
An аргументпен
A=22 - Cn- C 1 - A,
A
1A
C1A
n
n n-1
C n анықталатын ЛАФ саны, i
-элементтенi –деналынғантерулер саны.
i
n 2 n 1 0
Барлық
мүмкін болатын
аргументтер
жиынтығ
Мысалы үшін аргумент үшін А3-ті анықтау керек.алдынала А0,А1 жəне А2
мəндерін анықтаймыз.А0менА1-дібір аргументтің(х-тің)кестелік берілу мəніне
нанықтауға болады.
f1
f2
f3
f4
x
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
f1мен f2функцияларында х жалған аргумент болады,сондықтан
A0=2.
Аргумент мəні өзгертуі мен өз мəнін өзгертетін функцияларға
f3 жəне f4
жатады,басқаша айтқанда f3жəне f4функциялары х аргументіне айтарлықтай
тəуелді (A1=2). A0 жəне A1 мəндерін білеотырып ,Амəнін есептеп шығаруға
болады:
2 -C21 A-A=16-2×2-2=10
бұдан
1
0
2
A2=2
22 2
1
A3=2 -C3A2-C3-A0=256-3×10-3×2-2=218.
Сонымен үш айнымалымен
Анықталатын256ЛАФсаныныңтек218ЛАФ-ығанаүшаргументке
айтарлықтай
тəуелді болады.
Матрицалық функция кезінде
бульдік функциялар кестемен беріледі.
Бульдік функцияға мысал2.2-кестеде берілген.2.3-кестедеосы функцияның
кестелік берілуі көрсетілген,бір ақекілікжиынның орнына олардың ондық
баламалары келтірілген.
2.2 –кесте.
2.3–кесте.
Х1,х2, х3 f
Жиыннөмірі f
0
0
000
0
1
1
001
1
2
0
010
0
3
1
011
1
4
0
100
0
5
1
101
1
6
0
110
0
7
1
111
1
Графиктік
тəсілде
бульдік
функцияn-өлшем
дікуб
көмегімен
беріледі.Геометриялық мағынада əр бір екілік жиынn-өлшем дівектор,n-өлшем
дінүктені анықтайды.Төмендегі суретте3-өлшем дікубтың геометриялық
көрсетілуі берілген
X2
011
111
●
●
X3
010●
●
000●
●
1
0
1
X
●
100
2.2–сурет.Кестеде берілген бульдік функцияның геометриялық көрсетілімі
Біржəнеекі айнымалы бульдік функциялар.Кеңірек қолданылатын бір
немесе
екіайнымалы
данқұралған
бульдік
функциялар
дықарастыралық.Бірайнымалы лыфункция2.4-кестеде берілген.
2.4 –кесте
f0(x)=0-0тұрақтысы
х f0f1f2f3
f1(x)=х-функциясы
0 0011
f2(x)=xтерістеу(инверсия)
1 0101
f3(x)=1-тұрақтысы
Логика алгебрасының қарапайым функциялары.ЛАФ кестелік берілу
тəсілі өте қарапайым болғанымен,олыңғайсыз жəне ықшам емес болып
келеді.Мысалыn=8ЛАФ
берілсі28=256қатардан(жолдан)тұрады.Сондықтан
күрделі логикалық функцияларды қарапайым функциялар арқылы
көрсету(кескіндеу)ыңғайлы.
ЛАФ ішінен 14қарапайым деп аталатын функицяларды оқшау көрсетуге
болады.Олар логика алгебрасының теориясын жасауда жəне оны қолдануда
Айырықша орыналады.Функциялардың төртеуі2.5-кестеде берілген:
f1-ноль
константасы (f1(x)=0),
f2- бірлік константасы (f2(x)=1),
f3- тепе-теңдік
функциясы (f3(x)=x),
f4 –инверсия функциясы немесе логикалық терістеу
("ЕМЕС")функциясы(f4(x)=Øx=x).Қалған элементар функцияларды2.5-кестеде
көрсетілген дей екі айнымалымен анықталады.Бұл кестеде жоғарыда
анықталған константа0,константа1тепе-теңдік жəне логикалық терістеу
функциялары дакелтірілген.
2.5 –кесте
x x
1 2 f1 f 2 f3 f 4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 f15 f16
0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0
1
1
1
1
0
0
0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1
1
0
0
1
0
1
1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1
0
1
0
1
1
0
1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0
1
1
0
0
0
0
Кестедегі бірінші алты ЛАФ белгілі функциялар: f1-"0"константасы, f 2"1"константасы; f3=x;f4=x2;f5=x1;f6=x2,f7
функциясы дизъюнкциядеп
аталады. Ол f7=x1Úx2 түрінде белгіленеді. Дизъюнкиция 1 деген мəнді
аргументтерінің кеміне біреуі1-ге тең болғанда алады;ол f8=x1x (f8=x1&x2)
2
Түрінде белгіленеді.Конъюнкция 1 деген мəнді аргументтердің барлығы бірдей
1-ге тең болғандағана алады. f9функциясы эквиваленттік(пара-парлық)деп
аталады,ол f9=x1ºx2 (f9=x1~x2)түрінде белгіленеді.Функция1дегенмəнге
аргументтері тең болғанда ие болады.
f1 функциясы əр аттылық (екі
0
модуліменқосу)депаталады.Ол
f1 =x1Åx2 Түрінде белгіленеді.Функция f10
0
1 мəнін аргументтер жиынтығының мəндеріне бір-біріне сай келмегенде
қабылдайды. f1 функциясы x1 дің x2-ге импликациясы деп аталады.
1
f11=x1®x f12
x x12 дегіи
2
- мплик
түріндебелг
н ацясы
іленеді.Фун
і деп
кция
ң
аталады. f1 =x2®x1 Түрінде белгіленеді.Функция f1 Вебба функциясы(Пирс
2
3
стрелкасы) деп аталады. f13
(f13=x1¯x2­) түрінде белгіленеді.
=x1ox2
Функция f1 -Шеффер функциясы,ол f1 =x1/x2 Түрінде
f1 жəне
уцібелгіленеді.
4
4
5
f1 функцияларының арнаулы атаулары жоқ. f15=x1x2 f1 =x1x2. Кейде
,
6
6
f15-x2-гетыйым функциялары деп
f1 f1 функциялары элементар
атайды.функцияларға жатпайды.
5, 6
Енді элементар функциялардың қасиеттерін қарайық:
Дизьюнкциямен коньюнкциялар үшін:
1) Ауыстырым дылық заңы(коммутативтікқасиет):
x1Úx2 =x2 Úx1; x1x2=x2x1;
2) Терімділік заңы:
x1Ú(x2Úx3)=(x1Úx2 )Úx3;
x1(x2x3)=(x1x2)x3;
3) үйлестіру заңы (дистрибутивтік қасиет): дизьюнкцияға қатысты
коньюнкция үшін: x1(x2 Úx3)=(x1x2)Ú(x1x3 қатысты орынды.Үлестіру заңы
)
логикалық өрнектердегі жақшаларды ашу ережелерін анықтайды.
Харгументіне мүмкін болатын əртүрлі мəндер беріп,мына өрнектердің
орынды екеніне көзжеткізуге болады:
xÚx=x; xÚ1=1; xÚ0=x; xÚx=1;
x×x=x; x×1=x; x×0=0; x×x=0; x=x.
аргументтердің əртүрлі жиынтықтары үшін өрнектердің сол жақтарын жəне оң
жақтарын салыстыра отырып,де Морган заңы деген атпен белгілі қатыстардың
орынды екенін байқауға болады:
x1x2=x1Úx2; x1Úx2=x1x2.
Де Морган заңдары жəне оның салдары кезкелген айнымалылар санына
туракеледі:
x1× x2×...×xn=x1Úx2Ú...Úxn;
x1Úx2 Ú...Úxn=x1× x2×...×xn.
Екі модулімен қосу функциясын былай көрсетуге болады:
x1Åx2=x1x2Úx1x2=(x1Úx2)(x1Úx2)
Бұл функция үшін мына заңдар орындалады:
1) ауыстырымдылық
x1Åx2=x2Åx1;
заңы:
2) терімділік
заңы:
2Åx3)=(x1Åx2)Åx3;
x1(x2Åx3)=(x1x2)Å(x1x3).
1) үлестіру
заңы:
Қаралып отырған функция үшін жəне мынадай арақатынастар орын-алады:
x1Å(x xÅ0 =x.
мпликация функциясын төмендегідей көрсетуге болады:
x1®x2=x1Úx2.
Бұл функция үшін мынадай арақатынастар тура болады:
x®x=1;
x®x= x;
x®1=1;
x1®x2=x2 ®x1; x®0=x; 0®x=1;1®x=x.
Шеффер функциясы коньюнкция функциясының терістеуі
болыптабылады:
x1/x2=x1x2.
Импликация функциясын төмендегідей көрсетуге болады:
x1®x2=x1Úx2.
Бұл функция үшін мынадай арақатынастар тура болады:
x®x=1; x®x= x; x®1=1;
x1®x2=x2 ®x1; x®0=x; 0®x=1;1®x=x.
Шеффер функциясы коньюнкция функциясының терістеуі болып
табылады: x1/x2=x1x2. Бұл функция мына арақатынастарға ие болады:
c/c=c;c/c=1;c/1=c;c/0=1.Ауыстырымдылық заңы Шеффер функциясында
тек екі айнымалылар үшін орындалады:
c1/c2
Шеффер функциясын
=c2/c1
Пайдалана отырып логикалық өрнектерді түрлендіруге мүмкіндік беретін
кейбір формулалар алуға болады:
c1c 2 =c1/c 2 =(c1/c 2 )/(c1/c2);c1Úc2 =c1c 2=c1/c 2 =(c1/c1)(c2 /c 2 ).
Пирс
(Вебба)функциясы дизьюнкция функциясының терістелуі болып табылады:
c1¯c2 =c1Úc2 =c1c2. Бұл қарапайым функцияға төмендегі арақатынастар тура
келеді: c¯c=c;c¯c=0;c¯1=0;c¯0=c.
Пирс (Вебба) функциясы тек
ауыстырымдылық заңына бағынады: c1¯c2
Дизьюнкция, коньюнкция,
=c2¯c1
логикалық терістеу, Пирс(Вебба)функцияларының арасында өзара мынадай
c1Ú 2 1¯c =(c 1 ¯c )¯(c ¯c2);
1
2
=c 2
байланыстарды байқауға болады: c
.
c 1 c2
=c1
Úc2
1
2
=(c¯c1 Қаралған қарапайым функциялар жаңа ЛАФ алуға мүмкіндік
береді.Ол екіжолмен:аргументтерді қайта номерлеу жəне функциялардағы
аргументтер орнына жаңа функциялар қою арқылы алынады.Осыкі операцияны
бастапқы функцияларға (f1,f2,…,fk қайта қайта қолдану жолымен алынған
функцияf1,f2,…,fkфункцияларының суперпозициясы деп атайды.
Негізгі əдебиеттер:1[45-90];2[39-83];3[64-75];
Қосымша əдебиеттер:1[59-93];2[56-98];
Бақылау сұрақтары:
1. Неге екілік алгебра бульдік деп аталады?
2. Қандай функция бульдік деп аталады?
3. Бульдік функцияларды беру тəсілдері.
4. Екілік функцияны аналитикалық формада беру деген не?
5. Екілік функцияны геометриялық формада беру дегенді қалай түсінесіз?
6. Екілік функцияны кестелік түрде беру дегенді қалай түсінесіз?
7. Толық анықталған бульдік функция деген не?
8. Толық емес анықталған бульдік функция деген не?
9. Негізгі функцияны бір айнымалы дан
келтіріңіз.10.Екі айнымалыдан негізгі функцияны
атаңыз.11.де Морган теоремасына түсінік беріңіз.
Дəріс 3 Бульдік функцияларды аналитикалық көрсету. Бульдік
функцияларды ықшамдау
ЛАФ аналитикалық жолмен көрсету. Кез келген логикалық алгебра
Функциясын базис құратын кейбір элементар функциялардың суперпозициясы
арқылы көрсетуге болады.Бұл жерде ЛАФ минималь логикалық өрнек түрінде
болуы мүмкін. ЛАФ аналитикалық жолмен өрнектеуге мүмкіндік беретін ең көп
таралған дизьюнкция,коньюнкция,логикалық терістеу сияқты элементар
функциялардан тұратын базис болып табылады. Бұл базисті бульдік
базис(Ú,&,Х)дептеатайды.
Логикалық функциялардың ішінен аргументтердің тек бір жиынтығында
ғана бірге айналатын,албарлық қалған(2n-1)жиынтықтарда нольге айналатын
функцияларды жеке(бөліп)атауға болады.Мұндай функциялар бірдің
конституенті деген атқа ие болады.Элементар функциялар ішінен бұған
дизьюнкция функциясы,Пирс(Вебба)функциясы жəне терістеу функциялары
жатады.
Бірдің констуенті анықтамасынан бірдің констуенті ретінде аргументтің
логикалық функциясын беру үшін функцияны бірге айналдыратын бірғана
аргументтер жиынтығын берсе жеткілікті.Ол үшін коьюнкция белгісі мен
байланыстырылған тура немесе терістелгенх1,х2,...,хnайнымалыларынан
коньюнктивтіктерм(минтерм)құрастырылған.Термбірге тек бірғана жиынтықта
айналуғатиіс,албасқа жиынтықтарда ноль мəнін алуға тиіс.Ол үшін көрсетілген
жиынтықта нольге тең болатын айнымалылар терістеу белгісімен алынады.Егер
ai жиынтықтағы xi айнымалысының мəні болса,онда
n
функцияның жалпытүрі былай жазылады:f
ìc,a =0,
ü
мұнда c ai= i i
í
ý
i
îci,ai=1.þ
Логикалық функциялары бірге
айналатын бірнеше жиынтықтар
(cc ... )=ca1ca2 ...can cai,
c =
1,2,
1 2
åi
n
i=1
п
)¯( ¯c
c 2)
Бар
болса,
онда
олардың
əрқайсысы
бірдің
конституентін(минтерм)түзедіде олар дизьюнкция белгісімен біріктіріледі.
Мұның нəтижесінде логикалық өрнек
ЛАФ аналитикалық өрнек түрінде алынады:f(c ,c ,..., )=Ú ca1 c a 2...can.
c
1 2
n 1 1 2 n
Бұл формулада Ú-дизьюнкцияфункция тек бірлікмəн қабылдайтын
1
Жиынтықтар
бойынша
алынатынын
көрсетеді.ЛАФ
бірдің
конституенті(минтерм)түрінде
өрнектеу
қалыпты
дизьюнктивтік
форма(ҚДФ)деп аталады.Егер сонда термдердің əрбір іn айналымдардан
құрылса,ондаЛАФ
аналитикалық
өрнектелуі
жетілген
ҚДФ
деп
аталады(ЖҚДФ).
Егер логика функциясын нольдің конституенті түрінде беру керек
болса,онда
дизьюнктивтік
термді(макстермді)пайдаланады.Бұл
жерде
х1,х2,...,хn айнымалыларын тура немесе теріс формада алып, дизьюнкция
белгісімен
байланыстырады. Терм бір жиынтықта нольге,албарлық қалған жиынтықтарда
бірге айналуы керек.Ол үшін көрсетілген жиынтықтарда бірге тең айнымалылар
терістеу белгісімен алынады.Функцияжалпы түрде былай
ìï=
ca i, =0üï
n
жазылады:f(c,c ,..., )=ca1Úc a 2Ú...Úc a n=Úc a i,бұлжерде c i
ý
a
ai
c
i
=í i
1 2
n
1 2
n i=1
ïîci,a i =1ïþ
i
Бірнеше жиынтықта ноль мəнін алатын ЛАФ өрнектеу үшін бұл
жиынтықтарды нольдің конституенттері (макстермдер) түрінде бере отырып,
оларды коньюнкция белгісімен біріктіру қажет.Бұл жағдайда ЛАФ мынатүрде
жазылады: f(c,c ,..., )=&(ca1 Úca2Ú...Úcan), формулада
&-коньюнкция
c
1 2
n 0 1
2
n
0
Функция ноль мəнін алатын жиынтықтардан құрылатындығын көрсететін белгі.
Логика алгебрасы функциясын нольдің конституенттері коньюнкциясы түрінде
өрнектеу қалыпты коньюктивті форма(ҚКФ)деп аталады.Егер барлық макстерм
дер деn айнымалылардың бəрі бар болса, онда ҚКФ жетілген(ЖҚКФ)деп
аталады.Кез келген ЛАФ ЖҚКФ немесе ЖҚДФ түрінде жазылады.Кесте
түрінде берілген логикалық алгебра функциясының ЖҚДФ алу үшін:
1) функция 1мəнін қабылдайтын аргументтер жиынтықтарының бəрін
белгілейді;
2) əр бір белгіленген жиынтық үшін аргументтер коньюнкциясын жазып
алады;егер белгіленген жиынтықта аргумент1болса,онда алынған коньюнкция
терістелмейді,ал қарсы жағдайда аргументтер істеледі;
3) алынған коньюнкциялар дизьюнкция белгісі мен қосылады.
Мысал.2.6-кестеде ЛАФ үшар гументпен берілген.Осы ЛАФ ЖҚДФ алу
үшін:1)f(х1х2х3)=1 мəнін қабылдайтын аргументтер жиынтығын белгілейміз;
2)c1c2c3,c1c2c3,c1c2c3,c1 c2c3
3)алынған коньюнкцияларды дизьюнкция белгісімен қосамыз;
f(c1,c2,c3)=c1c2c3Úc1c2c3Úc1c2c3Úc1c2c3.
Алынған аналитикалық өрнек f(х1,х2,х3) қалыпты деп аталады,өйткені
терістеу белгілері аргументтердің функцияларына емес олардың өздеріне оның
əрбір коньюнктивтік мүшелері n аргументтерден тұрады.
2.6 –кесте
х х х f(x1,x2,x3) х х х f(x1,x2,x3)
0 0 0
0
1 0 0
1
0 0 1
1
1 0 1
1
0 1 0
0
1 1 0
0
0 1 1
0
1 1 1
1
Аналитикалық жолмен берілген ЛАФ өрнегінен кестелік өрнекке көшу
былай орындалады:
1) Аргументтердің барлық мүмкін болатын жиынтықтарының кестесі
құрылады;
2) əр жиынтықтағы аргументтер мəнді ЛАФ аналитикалық жазылуына
тікелей қойылады да элементар ЛАФ анықтамасын егізінде əр бір жиынтықта
оның мəні есептеледі;
3) есептелген мəн қаралған жиынтықта сəйкес келетінкесте жолына
жазылады.
Аналитикалық жолмен көрсетілген ЛАФ элементар фнкциялардың
қасиеттерін пайдалана отырып түрлендіруге болады.Түрлендіру мақсаты-терм
сандарын жəне термдегі айнымалыларды азайту,басқаша айтқанда минималь
қалыпты форма алу.
Əр бір айнымалысы бір рет тен артық кездеспейтін терм элементар терм
деп аталады. Термді құратын айнымалылар саны оның рангі(r) деп аталады.Бір
дей айнымалылардан құрылған екі элементар терм бір-бірінен тек бірайнымалы
терістелуі мен өзгеше болса,онда оларды көрші термдер деп атайды.Көрші
термге мысал: c1c2c3Úc 1 c2c3.
Рангі r екі көрші терм дизьюнкциясын берілген термдердің ортақ бөлігі
болатын рангі
r-1 элементар ықшамдалған терммен ауыстыруға болады:
c1c2c3Úc1c2c3 =c1c2. Біреуі екіншісінің бөлігі болатын,рангтері əртүрлі екі
элементар минтермдердің дизьюнкциясын кіші рангтіминтерммен ауыстыруға
болады: y=c 1c 2c3 c1c2=c1c2
Ú
Дизьюнктивтік термдерді жапсыру арқылы көрші тұрған екі (рангі)
макстермдер коньюнкциясын бастапқы термдердің жалпы бөлігі болып келетін
рангі
r-1 элементар
термдермен
алмастыруға болады:
y=(c Úc2Úc3)(c1Úc2Úc3)= (c1Úc3)
1
Біреуі екіншісінің бөлігі болатын əр түрлі рангті екі элементар
макстермдер коньюнкциясын рангі кіші макстерммен ауыстыруға болады:
y=(c Úc2Úc3)(c1Ú c3)=(c1Úc3)
1
ЛАФ ықшамды түрін
ЖҚДФ формасын жазып оны
алу үшін оны жетілген
түрлендіреміз:
қалыпты
формада
f(c1,c2,c3)=c1 c2c3 Úc1c2c3Úc1c2c
(коньюнктивтік
немесе
3Úc1c2c3=c2c3Úc1c2Úc1c3
дизьюнктивтік) кескіндеп,
Түрлендіруде жапсыру ережесі тек бірдей
оған жапсыру не сіңіру сызықтармен сызылған термдерге қолдану
ережелерін қолдану керек.
арқылы жасалады.
Мысал.2.6Бульдік функцияларды ықшамдау. Квайн-Маккестемен
Класкиəдісі. Жетілген қалыпты формалардан
берілгенфункция
(ЖҚДФ жəне ЖҚКФ) тікелей минималь қалыпты
үшін МҚДФ табу
формаларды (МҚДФ жəне МҚМФ) жапсыру жəне
керек. Шешуі.
сіңіру ережелерін қайтаФункцияның
коньюнкцияларын жазып
аламыз;
Қайта. Бұл ережелерді қолданғанда термдерді жүйесіз салыстыру кезінде
минималь қалыпты формалар қажетті төменгі рангті термдер толық алынбауы
мүмкін.Квайн əдісі 1952 жылы термдерді қос-қостан салыстыру операциясын
ретке келтіріп,минималь қалыпты форманы алу алгоритмін анықтайды.Квайн
əдісімен минимальдау үшін бастапқы функция ЖҚДФ берілген деп
ұйғарылады. Оған кіретін барлық термдер қос-қостан салыстырылып, оларға
қайсы бір айнымалы бойынша жапсыру операциясын
қолданамыз: Fc1ÚFc1=F.Мұнда F-r=(n-1)рангтітерм.Сонымен терм рангін r=nнен r=n-1-гедейін төмен детіледі. Бұатайды. Дизъюнкция белгісімен
байланысқа бастапқы импликанттар жиыны МҚДФ түрінде бола бермейді.
Сондықтан алынған импликанттар жиыны кейбір бастапқы импликанттарды
алыптастау жолымен ықшамдалады. Алыптасталған имплианттар функцияның
тепе-теңдігін бұзбауы керек. Квайн əдісінің елеулі кемістігі жапсыру амалын
қолдану үшін барлық термдерді қос-қостан салыстыру керектігінде.
1956 жылы Мак-Класки конъюнктивтік термдерді (ca1,ca2,...,can) екілік
1 2
n
Айнымалылар жиынтығы түрінде жазуды ұсынды. Мұнда термге t-куб
сəйекстендіріледі. Бұл термдердің епетейсіз жазылуынан айырып, жапсыру
операциясын қолдану үстінде термдерді қос-қосапсалыстыру санын
қысқартуға мүмкіндік береді. Өйкені барлық a1,a2,...,aп
айнымалылар
жиынтықтарын олардағы бірліктер санымен қиылыспайтын топтарға бөлуге
болады, і-топқа і-бірліктері бар барлық жиынтықтар кіреді. Бұл жағдайда тек
көршілес топтағы жиынтықтар бір-бірімен салыстырылады. (i-1)топпен і топ; і
топ пен і+1топ жəне т.с.с. көршілес емес топтарға кіретін жиынтықтар бірбірімен кемдегенде екі бірліктер мен өзгеше болады.
Сондықтан олардың жапсырылу ықтималдығы 0-ге тең. Төменде
Квайнның Мак-Класки жетілдірген (Квайн-Мак-Класкиəдісі) кезеңдерге
бөлінген формальді алгоритмі баяндалады.
1-кезең.
Бастапқы
импликантты
табу.
ЖҚДФ-ға
кіретін
барлық
{m}
0
термдерді екілік айнымалылар жиынтығы
a1,a2,..., түрінде(0-кубтарК
aп
кешені) топ та олардағы бірліктер санына қарай жазып алады.Көршілес екі
жиынтыққа жапсыру амалы қолданылады. Нəтижелерді топ тап 1-кубтар
К1кешені түрінде жазылады. Көршілес топтарға (К1) кіретін 1-кубтар бірбірімен салыстырып 2-кубтар түзіледі.Бұл салыстыру жəне жапсыру амалдары t
кубтардың K tкешен терін алғанша орындалады.Олар бір-бірімен жапсырылуы
тиісті емес.Жапсыру амалдарына қатыспаған кубтар бастапқы импликанттар
{l}
жиынтығын
құрады.
2-кезең.Импликанттық матрица құру.Матрицаның жолдарын бастапқы
импликанттар мен, ал бағандарын алғашқы (негізгі) импликанттармен (0кубтармен) белгілейді. Егер бастапқы импликантта
limj терміне енсе
(l iкубын 0-кубmj
жабады) онда і жолыл операция қажетінше қайталанады. Жапсыру
операциясына қатыспайтын термдерді бастапқы импликанттар деп
н j баған қиылысқан жеріне белгі
қойылады.
1
-кезең. Мəнді импликанттарды табу. Егер импликанттық матрицаның
қайсы бір бағынында тек бірғана белгі болса, онда осы белгі ге сəйкес келетін
алғашқы импликантта мəнді болып табылады, өйткені онсыз берілген
термдердің барлық жиынтығын {m} алуға болмайды. Мəнді импликанттар
міндетті түрде МҚДФ құрамына кіруі керек. Мəнді импликанттар мен
жабылатын термдерге сəйкес келетін бағандар жəне мəнді импликантты жолдар
матрицадан сызылып тасталады.
2-кезең.Басы артық бастапқы импликанттарды сызып тастау.Алдыңғы
кезеңдер орындалған соң,импликанттық матрицада бірде-бір белгісі жоқ
жолдар пайда болуы мүмкін.Мұндай жолдарға сəйкес келетін бастапқы
импликанттар əріқарай қаралмайды, өйткені олар матрицадағы қалған алғашқы
Термдерді жаба алмайды.
3-кезең.Минималь жабыналу. Импликанттық матрицаның жолдарымен
бағандарын сызыптастағанмен алынған матрица зерттеледі.Қалған жолдарі
шінен қалған алғашқы термдерді тегіс жабатын бастапқы импликанттар
жиынтығы іріктелініп алынады. Мұндай импликанттардан əріп сандарын аз
жиынтық таңдалынып алынады.Оларға мəнді импликанттарды қосып, мөлшері
əр-түрлі кубтүрінде жазылған бастапқы импликанттардан рангі
əртүрлі
конъюнктивтік термдерге көшіріледі. Соңғыларды дизъюнкция белгісімен
біріктіріп МҚДФ алынады.
Мысал.
Квайн-Мак-Класки
əдісімен
f(x1,x2,x3,x4)логикалық
функциясының МҚДФ табу керек: f(x1,x2,x3x4)=
ÚF(4,5,6,8,9,10,11,12,14,15)=c 1c 2c3 c4 Úc 1c 2c3c 4 Úc 1c 2c 3 c4Úc1c2c3 c4
Ú
=1
Úc1c2c3c 4 Úc1c2c3c4Úc1c2c3c4 Úc1c2 c3c4Úc1c2c3c4Úc1c2c3c4
бірнеше
Шешуі. К0 кешені
{0100,0101,0110,1000,1001,1010,1011,1100,11
10,1111}
Топқа бөлінеді:
ì0101ü
ï
ï
ì0111ü
0 =ï ï 0
0
K0
1001 ï
ì0100ü
=ï
=
ý.K2
ýK 3
1 í
í
î1000
ï101
þ
0ï
ïî1100 ïþ
í1011 K 4 ={1111}.
ý
ï1110 ï
î
þ
мұнда кешентердің төменгі индекстері топқа енетін кубтардағы бірліктер санын
көрсетеді.
1 кезең Бастапқы импликанттарды табу (*белгісімен жапсыру
амалына қатысатын термдер белгіленеді).
ì0101ü
ï
ï
0
0 ï1001 ï
ì0100
ü
а)
ý салыстырылады, жапсыру нəтижесінде
ý,
K 1=
K2=
í
í
алынады:
î1000
ï1010 ï
þ
ïî1100 ïþ
ì0101*ü
ì010X
ü
ï100X
ì0111*ü
ï
ï
ï
ï
ï
0 ï
1 ï
0
ï1001* ï
K1=í10X0ý
K 2 =í
ïX100
ï
ï
ï
ï1010
*ï
ïî1100*ïþ
K1
салыстырылады,жапсыру
K3
=í1011* ý
ý
1
ï1110*ï
î
þ
ïî1X00ïþ
амалынан кейін мынадай нəтижеге ие боламыз:
ì01X1ü
ï10X1
ì0111*ü
ï
ï
ï 0
1 ï
0 ï
K2=í101Xý
ï1X1
0ï
ï
ï
ïî11X0ïþ
K3
K4
={1111*}
=í1011* ý
ï1110
*ï
î
þ
орында нəтиже аламыз:
ìX111ü
ï й
1 ï
=
X
11
1
í
K
3
ý отыры
ï
ï п
î111Xþ
мынад
ай
Амалын
салыстырылады, жапсыру
xÅx=0;
Барлық 0-кубтар 1-кубтарды алуға қатысады, сондықтан олардың
ешқайсысы бастапқы импликант болмайды.
ə)Əріқарай К1жəн К1 салыстырыладыда, К2 нəтижесіалынады:
е
1
ì010Xü
ï100X*
ï
ï
ï
ï
1
K1=í10X0*
ý
ïX100
ï
ï
ï
ïî1X00*ï
þ
2
ì01X1 ü
ï10X1* ï
ï
1
2
ì10XXü
1
K2=í101X*ý K1 =í
ï1X10*
ï
ï
ï
ïî11X0*ïþ
0ý
î1XXþ
K12мен K1
K2 нəтижесіалынады:
салыстырып,
2
3
ì01X1 ü
ï10X1
ì X111 ü
*ï
ï 1 ï
ì010Xü 1
1
ï
1 ï
2
K2=í101X*ý K3=í1X11*ý K 2 ={1X1X}
Кубында
ý, K2 кубында
í
K1
ï1X10*
ï111X*
îX100þ
ï
ï
î
þ
ï
ï
ïî11X0*ïþ
{01X1 K 1 кубында
термдербірде –бір * символымен белгіленбеген.
}
{Х111}
3
Сондық танолар 3 рангті бастапқы импликанттар болып табылады:
К={010Х,Х100,01Х1,Х111}
К 2 кешентерін салыстыра отырып оларды құратын 2-кубтар
1
б)К2мен
2
үлкен кубтар құрамайтынын байқауға болады (жапсырылмайды).
Сондықтан барлық алынған 2-кубтар бастапқы импликанттар болып
табылады: l11={10ХХ,1ХХ0,1Х1Х}
2-кезең. Импликанттық матрица құру. Импликанттық матрица 7 жолдан
жəне 10 бағанадан тұрады. 2.7-кестебелгілері бар матрица келтірілген.
2.7 –кесте
mj 0100 0101 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1110 1111
li
010X
*
*
X100
*
*
01X1
*
*
X111
*
*
10XX
*
*
*
*
1XX0
*
*
*
*
1X1X
*
*
*
*
3-кезең.Мəнді импликанттарды табу. Импликанттық матрицада бір белгілі
тек бірғана баған бар. Бұл белгіге 10 ХХ мəнді импликантта сəйкес келеді. 2.7кестеден мəнді 10ХХ импликантпен жабылатын баған–термдер жəне
олимпликантқа сəйкес келетін жол сызылып тасталады.Соның нəтижесінде2.8xÅx=1;xÅ1=x;
кесте алынады.
4-кезең. Басы артық бастапқы импликанттарды сызып тастау.
2.8 –кесте
mj 0100 0101 0111 1100 1110 1111
li
010X
*
*
X100
*
*
01X1
*
*
X111
*
*
1XX0
*
*
1X1X
*
*
2.8-кестеде мұндай импликанттар жоқ.
5-кезең. Минималь жабу алу. 2.8-кестеден 4-рангті алты термдерді
жабатын бастапқы импликанттар жиынтығы таңдалынып алынады:
1Х1Х,01Х1,Х100. Бұл жинақты мəнді импликантпен қоса конъюнктивтік
термдерге өтіп МҚДФ алынады:
f(x1,x2,x3,x4)=c1c2 Úc1c3Ú c1 c2c4 Úc2c3c4
Ең соңғы бесінші кезеңде бастапқы импликанттардың басқа жиынтығын
таңдауға болады: 1ХХ0,Х111,010Х. Мұндай жиынтықта
f(x1,x2,x3,x4)=c1c2 Úc1c4 Úc2c3c4Úc1c2c3
Табылған бірінші жəне екінші жазылуларда сан жағынан бірдей əріптер
қолданылып отырғандықтан олардың екеуіде МҚДФ болып табылады.
Қаралған əдісті МҚКФ үшінде қолдануға болады. Ол үшін мəні жəне осы мəнге
сəйкес термдер қаралады.
Минимумдаушыкарталар əдісі. Аса көрнекі жəне қарапайым əдіс–ВейчКарнокартасын пайдаланып минимумдау əдісі. Сонда ЛАФ-ты көрсету үшін
графиктік өрнектеу əдісі қолданылады.Жапсыру жəне сіңіру операциясы
графиктік (көзбеншолу) жолмен орындалады. Сонда 0-куб тарға сəйкес келетін
барынша көп “1” мəндерін жабыстыруға тырысады. Екі көрші “1” өз мəнін
өзгертетін айнымалылары жоқ айнымалылар конъюнкциялармен белгіленетін
1-куб құрайды. Төрт көрші “1” белгіленуінде екі айнымалы жоқ болатын 2-куб
құрайды. Сегіз көрші “1”3-куб құрады. Оның айнымалылар конъюнкицясында
үш айнымалы болмайды. Мысалы, 4 айнымалыдан тəуелді ЛАФ ЖҚДФ түрінде
берілсін: f(x1,x2,x3,x4)=c1c2c3c4 Úc1c2c3c4 Úc1c2c3c4Úc1c2c3c4
2.3-суретте берілген ЛАФ графиктік түрде көрсетілген. Көрші төрт “1”2куб құрайды. Демек, f(c1c2c3c4)=c1c2.
Жалпы түрде Вейч-Карнокартасын пайдалана минимумдау ережесін мына
Түрде тұжырымдауға болады: саны 2t(t=1,2... Болатын көршілес“1”(0-кубтар)
)
біріктіріліп, алғашқы 0-куб тарда əртүрлі мəн қабылдайтын айнымалылар орнына
t бос компоненттері бар бір t-куб құрады. ЛАФ минималь өрнектеу үшін барлық
0-кубтар (біліктер) неғұрлым көп көлемді, бірақ аз мөлшерлі кубтармен жабылуы
керек. Сонда бір ғана 0-куб бірнеше кубтар құрғанда пайдаланылуы мүмкін. Алын
Вейч-Карнокартасы əдетте айнымалылар аз (n-1,2,3,4,5) болатын Бульдік
функцияларды минимумдауға қолданылады. Егер n>4 болса ВейчКарнокартасы қарапайым карталардан (n-4) құрастырылады; мысалы n- 5
болса, төрт айнымалы екі карта пайдаланылады. Ал n-6 болса, онда мұндай
төрт карта пайдаланылады жəне т.с.с. Минимудау алдымен осы қарапайым
карталардың ішінде жүргізіледі, одан барып қарапайым карталар арасындағы
көрші тор ларіздестіреді. Көрші тор лар деп қарапайым карталарды бірінің
үстіне бірін салғанда бір-біріне дəл келетін тор ларды айтады.
x1x2x3x4
00
01
11
1
1
1
10
00
01
11
1
10
2.3 –сурет.
f(c1,c 2,c3)0 мəнін
үшінші
(011)
жəне
жетінші
Мысал. ЛАФ
жиынтықтарда қабылдайды. Функцияны Пирсбазисінде минимумдау үшін
ЛАФ-ты ЖҚПФ түрінде жазып, жапсыру операциясын қолдану керек.
f(c,c ,c)=(c ¯c2¯c2)¯(c2 ¯c 2¯c2)=(c2¯c2).
(111)
1 2 3
1 2
31 2
3
2
3
Ған кубтар дизъюнкция белгісімен біріктіріледі.
Нəтиже бір мүшелік түрінде болғандықтан квадрат дəрежеге шығарылады.
Қарастырылған базистерде бульдік функцияларды
минимумдау мəселесін,
ҚДФ пен ҚК Фөрнектеріне өтудің белгілі қатыстарын пайдаланып сəйкес
ҚДФ пен ҚКФ функцияларын минимумдау мəселесіне
келтіруге болатынына тап өтейік.
Негізгіəдебиеттер:1[12-45];2[15-38];3[64-75].
Қосымшаəдебиеттер:1[22-59];2[10-56].
Бақылаусұрақтары
1. Бір (нөл) конституентінетүсінікберіңіз.
2. ЖҚДФ-ғаанықтамаберіңіз.
3. ЖҚКФ-ғатүсінікберіңіз.
4. ЖҚДФ(ЖҚКФ)–дажазылғанфункцияғамысалкелтіріңіз.
5. Қандай функцияны бульдік деп атайды?
6. Бульдік функцияны беру тəсілдері.
7. Бульдік функцияны кестелік беру тəсілі.
8. Бульдік функцияны берудің аналитикалық тəсілі.
9. Бульдік функц.
11.Бульдікфункцияларды ықшамдау тəсілдері ия ны берудің геометриялық
тəсілі. 10.Функцияны беру тəсілдері
.Дəріс 4 Есептеу жүйесінің сұлбатехникалық негіздері.
Логикалық элемент–логикалық функциялардың бірін іске асыратын
электрондық құрылғы болып табылады.Өнеркəсіп шығаратын шағын сұлбалар
серияларының ішінде көптеген логикалық элементтер бар.Принцитік
Сұлбаларда логикалық элементтік төртбұрышпен бейнеленеді.Төртбұрыштың
ішінде
логикалық
элемент
орындайтын
функцияның
белгісі
көрсетіледі.Төртбұрыштың сол жағындағы тұзусызықтар элементтің
кірістерін,ал оң жақтағылары–шығыстарын көрсетеді. 2.4-суретте цифрлық
құрылғыларда қолданылатын негізі логикалық элементтер кескнделген:
ЖƏНЕ (конъюнктор&) элементі У=Х1·Х2;(2.4,а-сурет);
НЕМЕСЕ(дизъюнктер1) элементіУ=Х1+Х2;(2.4,ə-сурет);
ЕМЕС (инвертар1)элементіУ=Х(2.4,б-сурет);
Y
Y
X2
X2
X1
X1
&
1
а)
ə)
1
X1
Y
б)
в)
X1
X1
&
&
X2
X3 &
4
X1
1
YY
Y
Y
X2
г)
X1
ғ)
д)
X1
X1
& 11
=1 1
X2
Y
Y
X2
X3 &
X
X2
X
ё)
X2
4
2.4–сурет. Логикалық элементтердің графикалық белгілері:
а–ЖƏНЕ; ə– НЕМЕСЕ; б – ЕМЕС; в–ЖƏНЕ-ЕМЕС; г–ЕМЕС- НЕМЕСЕ; ғ–
НЕМЕСЕ-ЕМЕС; д – ЖƏНЕ-НЕМЕСЕ; е – ЖƏНЕ-НЕМЕСЕ -ЕМЕС; ё – 2
модулі бойынша қосқыш (сумматор)
Жоғарғыда көрсетілген элементтерден басқа күрделірек логикалық
түрлендірулер орындайтын көптеген логикалық элементтер бар. Бұл
Түрлендірулер қарапайым логикалық операциялардың комбинациялары болып
табылады.Мұндай элементтер қатарына мыналар жатады:
НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементі У= Х1·Х2(2.4,в-сурет), бұл элемент бірлік
сигналдар
үшін
ЕМЕС-НЕМЕСЕ
элементіне
(2.5,г-суретінқараңыз)
сəйкескеледі;
НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементі У=Х1+Х2(2.4,ғ-сурет);
ЖƏНЕ-НЕМЕСЕ элементі У=Х1·Х2+Х3·Х4(2.4,д-сурет). Бұл элементтің
кірісінде Х1=X2=1 немесе Х3=X4=1 болса,онда шығысында У=1болады,ал
Басқа жағдайлар үшін У=0.
ЖƏНЕ -НЕМЕСЕ –ЕМЕС элементі
У=Х1×X2+Х3×Х4
(2.4, е-сурет). Бұл
элементтің кірісінде Х1=X2=1 немесе Х3=X4=1 болған
жағдайда оның шығысында У=0болады, барлық қалған
жағдайлар үшін У=1.
2.4 ё-суретте
2модулі
бойынша
қосқыш
элементтің
(суммстордың) графикалық бейнесі келтірілген (У=Х1×Х2+Х1×Х2).
Бұл элементтің іс-əрекетін 2.9-кестедекөрсетілген.
2.9 –кесте.
Х1
Х2
У
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Жəй логикалық элементтердің комбинациялары арқылы
цифрлық құрылғылардың жеке функциональдық тораптарын жасауға
болады. Мысалы, 2модулі бойынша қосқышты 2 ЖƏНЕ 1 НЕМЕСЕ 2
ЕМЕС логикалық элементтерін пайдаланып жасауға болады(2.5асурет). Егерде ЖƏНЕ-НЕМЕСЕ сұлбасымен екі инверторды
пайдаланса,онда 2модулі бойынша қосқыш үш-ақ элемент арқылы
іске асырылады (2.5ə-сурет).
Əр түрлі логикалық элементтерде кірістерінің саны да əртүрлі
болуы мүмкін, ал ол кірістерді пайдалану тəртібі барлығы үшін
бірдей.
Кірісрдің
кейбіреулері
құрылғы
жұмысы
үшін
пайдаланбауыда мүмкін.Мұндай жағдайларда
ЖƏНЕ, ЖƏНЕЕМЕС сұлбаларында пайдаланылмайтын
Кірістерді сұлбаны қоректендіруші кернеудің оң польюсіне, ал
НЕМЕСЕ-НЕМЕСЕ-ЕМЕС, 2
модулі
бойынша қосқыштар
сұлбаларында ортақ сымға қосылады
X1
&1
1
& Y=X1ÅX2
X1
1
&
1
X2
&
1
Y=X1ÅX2
&
X2
а)
ə)
2.5 -сурет. 2 модулі бойынша қосқыштар сұлбасы:
а–ЖƏНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС элементтерінен құрылған; ə–ЖƏНЕНЕМЕСЕ, ЕМЕС элементтерінен құрылған
Басқа екі логикалық элементке тоқтала кетейік.Оларды
пайдалана отырып, кез-келген, тіпті біршама көп элементтері бар
логикалық құрылғылар құрастыруға болады. Біріншісі ЕМЕС-ЖƏНЕ
элементі,ол“Шефферштрихы”деп аталатын функцияны орындайды
жəне У=Х1/Х2өрнегімен белгіленеді.Бұл
Функцияның мəні былайша анықталады: Х1 мен Х2 аргументтерінің
00,01,10,
11 комбинацияларына У функциясының 1,1,1,0 мəндері сəйкес келеді.
Екіншісі–“Пирсстрелкасы”деп аталатын ЕМЕС-ЖƏНЕ элементі,
У=Х1↓Х2 өрнегімен белгіленеді де былайша анықталады: жоғарыда
көрсетілген Х1 мен Х2-нің комбинацияларына У функциясының
1,0,0,0 мəндері сəйкес келеді.
Бұл элементтердің əрқайсысы толық функциональды болып
табылады.Олардың əрқайсысын пайдаланып кез-келген негізг
логикалық элементті алуға,яғни кез-келген күрделі логикалық
сұлбаларды құрастыруға болады.
Негізгі əдебиеттер:1[90-145];2[83-138];3[80-93];
Қосымша əдебиеттер:1[93-122];2[98-156];
Бақылаусұрақтары:
1. Есептеу техникасы жабдықтарының құрылымдық схемасы
қандай?
2. Есептеу техникасы жабдықтарының элементтері белгіленулері
бойынша қалай жіктеледі?
3. Логикалықэлементтердің қызметі?
4. Жады элементтерінің қызметі?
5. Көмекші элементтердің қызметі?
6. Арнайы элементтердің қызметі?
7. Элементтер жүйесіне қойылатын талаптар.
Дəріс5Функционалдытүйіндер.
ЭЕМтүйіні–ЭЕМ бөлігі, машиналық операциялардың бірін
орындайды. ЭЕМ түйіндері ЭЕМ элементтерінің біртұтас
серияларының негізінде орындалады. Өнеркəсіп элементтер
серияларын (жəнетүйіндерін) шығарады, осының негізінде ЭЕМ
құрастырылатын болады.
Элементтердің интегралды кешендеріне мысал: К580,
КР580,
К1810,К1801.
ЭЕМ түйіндерінің жіктелуі:
-триггерлер;
-регистрлер;
-санағыштар;
-шифраторлар;
-дешифраторлар;
-мультиплексорлар;
-демультиплексорлар;
-жылжытқыштар;
- үлестіргіштер(деңгейлерменимпульстарды)жəнет.б.
Триггерлер
Триггер–ЭЕМ-ніңфункционалды түйіні,жады элементтерін жəне
оларды басқару сұлбасын қамтыйды.
Триггерлердіңжіктелуі:
1. сигналдарды келіп түсу уақыты бойынша:
- асинхронды;
-синхронды:
· бір тактылы:бір сатылы,екі сатылы
· көп сатылы.
2. Базисі бойынша:
-ЖƏНЕ-ЕМЕС;
-НЕМЕСЕ-ЕМЕС;
-аралас базисте.
3. Типтері бойынша:RS, D, JK, T, DV, DT, RST жəне т.б.
Асинхронды триггер.
Тек RS-типті.
2.6 –сурет.ЖƏНЕ-ЕМЕС базисіндегіа синхронды RS-триггер
2.7 –сурет НЕМЕСЕ-ЕМЕС базисіндегі асинхронды RS-триггер
Синхронды триггерлер.
Синхронды бір тактылы бірсатылы триггерлер.
2.8 –сурет.ЖƏНЕ-ЕМЕС базисіндегі синхронды RS-триггер
2.9 –сурет.ЖƏНЕ-ЕМЕС базисіндегі D-триггер
Синхронды біртактылы екісатылы триггерлер.
санау
режимі
2.10 –сурет.Тыйым салынған байланысты сұлба бойынша құрастырылған,
ЖƏНЕ-ЕМЕС базисіндегі JK-триггер
санау
режимі
2.11 –сурет.Терістеушіні қамтитын сұлба бойынша құрылған, ЖƏНЕЕМЕС базисіндегі D-триггер
АтындаV– типті əріпі бар триггерлер V атты қосымша синхро кірісті
қамтыйды. Триггерлер RST,DvT: аралас функцияларды орындайды.
RST–RS жəне T-триггерлердің қызметтерін орындай алады,
DvT–V қосымша синхро кіріске ие, D жəне T-триггерлердің қызметтерін
атқараалады.
Регистрлер.
Регистр–ЭЕМ функционалды түйіні,ақпараттың n-разрядты сөзін
жазу,сақтау жəне оқуға арналған. Регистрлер бір тактылы немесе екі тактылы
екі сатылы триггерлерд еқұрылады.Қосымша регистрлер ақпаратты түрлі
модификацияларда жылжытуға мүмкіндік береді.
Сондай-ақ, регистрлерде
Ú ,Ù, Å, сияқты логикалық операцияларды
орындап, ақпаратты разрядтардың берілген санына жылжытуға болады.
Жіктелуі:
1. жазу-оқу тəсілдері бойынша регистрлер мынадай түрлерге жіктеледі:
- тізбекті–тізбектей жазады жəне ақпаратты оқиды;
- параллельді – параллельді жазу, ақпаратты параллельді оқумен
ерекшеленеді;
- тізбекті-параллельді – тізбекті жазумен жəне ақпаратты параллельді
оқумен ерекшеленеді;
- параллельді-тізбекті– ақпаратты параллельді жазумен жəне тізбектей
оқумен ерекшеленеді;
- əмбебап – параллельді жəне тізбекті жазу мен жəне параллельді жəне
тізбекті оқумен ерекшеленеді.
2. Келіп түсетін жəне жіберілетін ақпараттардың фазалығы бойынша:
- Бір фазалық–D- триггерлерде;
- Жұп фазалық–RS жəне JK- триггерлерінде;
- аралас:
· бір фазалы енгізу, қос фазалы шығару;
· қос фазалы енгізу,бір фазалы шығару.
3. Тактылау тəсілі бойынша:
- Бір тактылы–тактылық сигналдардың біртізбегімен басқарылады;
- Көп тактылы–тактылықс игналдардың бірнеше тізбегімен басқарылады.
Базалық сұлбасы:
1. Ақпараттық осфазалы енгізетін жəне бір фазалы шығаратын (оқитын)
JK-триггеріндегі
параллельді
регистр.Ақпараттық
осфазалы
шығару
мүмкіндігіде бар.
2.12 –сурет. JK- триггеріндегі параллельді регистр
2. Ақпаратты солдан оңға бір фазалы енгізетін жəне қос фазалы
шығаратын D-триггеріндегі тізбекті регистрлер.
2.13 –сурет. D-триггеріндег ітізбекті регистр
Ақпаратты солдан оңға қос фазалы енгізетін жəне бір фазалы шығаратын
RS-триггеріндегі тізбекті регистрлер.
2.14 –сурет.
RS
триггеріндегі тізбекті регистр
-
3. Əмбебап, бір фазалы тізбекті D-триггеріндегі регистр, ақпаратты солдан
оңға жəне параллель енгізеді, оқу тізбектей жəне параллельді жүреді (бір
фазамен).
2.15 –сурет.D- триггеріндегі əмбебап регистр
Санағыштар
Санағыш–ЭЕМ функционалды түйіні, кірісіне келіп түскен сигналдар
санын санауға жəне оны n- разрядты екілік код түрінде беруге арналған.
Санағыш санайтын максимальды сан N=2n санау коэффициентін түзеді,
мұндағы N– санағыш разрядтылы.Санағыштар бір тактылы екі сатылы Ттриггерлеріндеқ ұрылады.
Жіктелуі:
1. Санау бағыты бойынша
- қосындылаушы;
- азайтушы;
- реверсивті;
2. санау жүйесі бойынша:
- екілік;
- екілік емес:
* екілік-ондық;
* еркін коэффициентті;
3. сигналдардың келіп түсу уақыты бойынша:
-асинхронды;
-синхронды;
4. разрядты тасымалды ұйымдастыру тəсілі бойынша:
-тізбекті тасымалды;
-параллель тасымалды;
-аралас тасымалды (топтап);
Базалық сұлбасы:
1. Тізбекті тасымалды қосындылаушы асинхронды екілік санағыш.
2.16 –сурет. Тізбекті тасымалды қосындылаушы асинхронды екілік
санағыш.
2. Параллель
та
қосындылаушы синхронды екілік санағыш.
сымалды
2.17 –сурет. Параллель тасымалды қосындылаушы синхронды
екілік санағыш.
Ауыстырып қосу(кіріс сигналдарын санау)тек С синхро сигналы бар
Болғанда ғана мүмкін
болмақ.
3. Параллель тасымалды азайтушы синхронды екілік санағыш.
2.18 –сурет. Параллель тасымалды азайтушы синхронды екілік санағыш
4. Параллель тасымалды қосындылаушы синхронды ондық санағыш.
2.19 –сурет .Параллель тасымалды қосындылаушы синхронды
ондық санағыш.
Негізгі əдебиеттер:1[145-250];2[138-178];3[97-104,113-119];
Қосымша əдебиеттер:1[122-135];2[156-189];
Бақылаусұрақтары
1. Функционалды түйінге анықтама беріңіз.
2. Триггер деген не?
3. Триггерлердің қандай негізгі түрлерін білесіз?
4. Триггерлер қалай жіктеледі?
5. Регистрге анықтама беріңіз.
6. Регистрлер қалай жіктеледі.
Дəріс 6 Дешифраторлар, шифраторлар. Дешифраторлар.
Дешифратор–ЭЕМ функционалды түйіні, n-разрядты кіріс сигналын 2n
Шығыс сигналдарының біріне түрдендіруге арналған. Дешифратор
комбинациялық сұлба болып табылады. ЖƏНЕ,НЕМЕСЕ логикалық
элементтерінде құрылады.
Жіктелуі:
1.ішкі жұмысы бойынша (сатыларсаныбойынша):
- Сызықтық (кірістерсаныn£8);
- Көпсатылы (кірістерсаныn>8).
Дешифратор жұмысы ақиқат кестесімен сипатталады (2.10–кесте):
2.10 –кесте
Nп
0
1
2
3
4
5
6
7
x1
0
0
0
0
1
1
1
1
y0
x2
0
0
1
1
0
0
1
1
y1
x3
0
1
0
1
0
1
0
1
y2
y0
1
0
0
0
0
0
0
0
x1
y1
0
1
0
0
0
0
0
0
x2
y2
0
0
1
0
0
0
0
0
x3
y3
0
0
0
1
0
0
0
0
x4
y4
0
0
0
0
1
0
0
0
x5
y5
0
0
0
0
0
1
0
0
x6
у6
0
0
0
0
0
0
1
0
х7
y7
0
0
0
0
0
0
0
1
x8
Y0=X1X2X3
Y1=X1X2X 3
Y2=X1X2X3
Y =XXX
Базалықсұлбасы:
1. 3кірістісызықтықдешифратор:
2.20 –сурет.Кірістісызықтықдешифратор
2. 3кірістікөпсатылы(екісатылы)дешифратор:
2.21 –сурет.Көпсатылы(екісатылы)дешифратор3кіріске
12 3
Y4=X1X2X3Y
Шифраторлар.
Шифратор–ЭЕМфункционалдытүйіні,2nкіріссигналдарыныңбірінnразрядтышығыссигналынатүрлендіругеарналған.Шифратор–комбинациялық
сұлба – НЕМЕСЕ логикалық элементіндеқұрылады.
Дешифраторларбылайжіктеледі::
- сызықтық;
- көпсатылы.Базалы
қсұлбалары:
1. 8кірістісызықтықшифратор:
2.22 –сурет.8кірістісызықтықшифратор
2.8кірістікөпсатылы(екісатылы)шифратор:
5=X1X2X 3 Y6=X1X2X3Y7=X1X2X3
2.23 –сурет.8кірістікөпсатылы(екісатылы)Мультиплексорлар,
демультиплексорлар. Мультиплексорлар
Мультиплексор–ЭЕМфункционалдытүйіні,m–кірістердіңбіріненn–
разрядтыкіріссигналынn–
разрядтышығысқакоммутациялауғаарналған.Мультиплексоресептеумашинасын
дақолданылады,мысалы,ақпараттыңқандайкөзіненақпаратпроцессоркірісінекелі
птүседі,саныанықтайды(ақпараткөзі–
процессордыңқызмететушірегистрлері,L1деңгейліКЭШжады,жеделжады,винче
стер,сыртқыЕСҚжəнет.б.)
3разрядтан2каналдымултьтиплексордыңбазалықсұлбасы:
2.24 –сурет.3разрядбойынша2каналдымультиплексор
мұндағыA0–мекендікшина,егер
A0= 0(яғни
A0= 1(яғни
A0=1),ондаақпа
рат0шіканалданқабы
лдайды;
A0=0),ондаақпа
рат1шіканалданқабы
лдайды.
Xij–ақпаратарналары.
Демультиплексорлары.
Демультиплексор–ЭЕМфункционалдытүйіні,біркірістенn–
разрядтысигналдыm–шығыстыңбіріне(əрқайсысыnразрядтан)коммутациялауғаарналған.
Демультиплексоресептеумашинасындапроцессордыңшығысындағыақпаратт
ыңқандайорынғабаратынынанықтауүшін(бұл
мысал)қолданылады.Мысалы,аудио/видеоканалдар,баспақұрылғысы,сыртқыескес
ақтауқұрылғыларыжəнет.б.Сондайақ,мультиплексорлармендемультиплексорларенгізу/шығарупорттарыменпроцесте
рарасындаалмасатынақпараттыжаю(мультиплексор)жəнеқаттау(демултиплексор)
кезіндедеқолданылады.
Тізбектіпортүшін:кірісінде–
келіптүсетінбірбиттікақпаратты(демультиплексор)32–
разрядтыстандарттысөзгеқаттау,шығысында32-разрядтысөзді(мультиплексор)32–
биттітізбеккежаю.
Параллельпортүшін:32–
разрядтысөздіқаттаужəнежаюбайтбойыншажүзегеасырылады.Егерпараллельпорт
32–разрядтыболса–
ондақаттаужəнежаюталапетілмейдіжəнепорткірісінемультиплексор(демультиплек
сорқойылмайды).
2разрядтан,4каналдыдемультиплексордыңбазалықсұлбасы:
2.25 –сурет.2разрядбойынша4каналдыдемультиплексор
A1,A0кіріссигналдарында00комбинациясыболса,X0X1сигналдары0шіканалдыңY00,Y01шығысынаберіледі.
A1,A0
=01болса–ондаX0X11шіканалдыңY10,Y11шығысынаберіледі.A1,A0
=10болса–ондаX0X12-
шіканалдыңY20,Y21шығысынаберіледі.A1,A0
шіканалдыңY20,Y21шығысынаберіледі.
=11болса–ондаX0X13-
Қосындылағыштар.
Қосындылағыш–ЭЕМніңфункционалдытүйініғүшекіліксандықосуға(қосылатынсандаржəнеалдыңғыраз
рядтантасымал)жəнешығысындақосындысигналыментасымалдардықалыптастыру
үшінарналған.
Жіктелуі:
1. Кірістерсаныбойынша:
- жартылайқосындылағыш;
- бірразрядтықосындылағыш;
- Көпразрядтықосындылағыштар:*тізбекті;
*параллельді;
2. Разрядаралықтасымалдардыұйымдастырутəсілібойынша:
- тізбектітасымалды;
- параллельтасымалды;
- топтыққұрылымды;
3. Логикалыққұрылымыбойынша:
- комбинациондықосындылағыштар;
- жинақтаушықосындылағыштар;
4. Тактілеутəсілібойынша:
- асинхронды;
- синхронды;
5. Санаужүйесінебайланысты:
- екілік;
- Екілік-ондық;
- басқада.Базалықсұ
лбасы:
1. Бірразрядтыекіліккомбинациондыққосындылағыш:
Жылдамдығы жоғары, дегенмен Si жəне Pi сигналдары тек
кіріссигналдарыныңəсерікезіндеғанажұмысістейді(сақтаужоқ
).
2.26 –сурет.Бірразрядтыекіліккомбинациялыққосындылағыш
2. Бірразрядтыжинақтауыштыекілікқосындылағыш:
2.27 Жұп санауыш триггерлер негізінде құрылады.
К
омбинациялықпенсалыстырғ–
сурет.Бірразрядтыжинақтаушыекілікқосындылағыш
3. Көпразрядтытізбектіқосындылағыш:
2.28 –сурет.Көпразрядтытізбектіқосындылағыш
4. Тізбектітасымалдыкөпразрядтыпараллельқосындылағыш:
2.29 –сурет.Тізбектітасымалдыкөпразрядтыпараллельқосындылағы.
Негізгіəдебиеттер:1[263-294];2[178-203];3[119-134];
Қосымшаəдебиеттер:1[143-161];2[213243];Бақылаусұрақтары
7. Дешифраторғаанықтамаберіңіз.
8. Шифраторғаанықтамаберіңіз.
9. Санағышқаанықтамаберіңіз.10.Санағыштар
дыңқандайтүрлерінбілесіз?11.Мультиплексорд
егенне?12.Демультиплексорнеүшінқолданыла
ды?13.Қосындылағыштарқызметжəнежіктелуі.
андажылдамдығытөмен(кіріссигналдар
Дəріс7 ҮИС сұлбатехникасы
Цифрлықесептеутехникасыныңдамуытехникалықжабдықтарғаүлкенинтеграл
дысұлбаларды(ҮИС)енгізуменсипатталады.
Əмбебаптышағынпроцессорлықкешендернегізіндецифрлыққұрылғылардыжо
балаудаҮИСдықолданукөптегенпроблеммалардышешугемүмкіндібереді.Басқарулогикасынпро
блеммалықжүзегеасырумұндасалыстырмалытүрдеқарағандабаяужүзегеасырылад
ыжəнешағынпроцессор
кейбіржағдайлардақажеттіжылдамдықтықамтамасызетеалмайды.Осыған
ытізбектейкеліптүседі).
байланысты,қазіргіуақыттажоғарыөнімділіктіЭЕМңэлементтікбазаларыжартылайтапсырытынматрицалықҮИС-ды
құрайды.(базалықматрицалықкристалдарнегізіндегіҮИС,соныменқатарпрограмма
ланатынлогикалықинтегралдықшағынсұлбалар).
2.30 –сурет.
Жылдам жұмыс жасайтын матрицалық ҮИС.
Матрицалық ҮИСдашағынсұлбаларбазалықматрицалықкристалл(БМК)негізіндежобаланады.
БМК-
дыөзарабайланыспағанактивтіжəнепассивтікомпоненттер(транзистрлар,диодтар,р
езисторларжəнет.б.)базалықүяшық(БҰ)түзеотырып,жартылайөткізгіштікристалды
ңтұрақтыпозицияларындаорындалады.
Бұныңбелгілібірсанытоплогиялықұяшық(ТҰ)түзеотырып,топталады.БМКдағытопологиялықұяшықтарбірдей,қайталанатынұяшықтарматрицасын
түзеотырып,жүйелітүрдерналасады.Бұлар
арасындатрассироваланатынкеңістікболады,ондабұлардыҮИСғабіріктіретінметаллөткізгіштертрассасыорналасады.БМКңприфериялықаумақтарындаҮИСжұмысынқамтамасызететінкөмекшісұлбаларжəн
есыртқышығыстардықосуға арналған
байланыс алаңы
орналасады.3.15
суреттеекі қабатты
разводиалытиптікбиролярлыБМКмополбиясыныңүзіндісіберілген.
Мұндағы,1-базалықұяшықтар;2-көмекшісұлбалар;3-байланысалаңдары;4топологиялықұяшықтар;5-вертикалдытрассағаарналғанқамал;6горизонталдытрассағаарналғанқамал.
БМКМ-300негізіндеқұрылғанк1520xm2сериясыматериялықЭБЛҮИСнықарастыралық.БМКИ–
300өлшемі5.1*5.3мм.Кристалшартытүрдеекібөлімнентұрады:ішкіжəнешеткі.Ішкі
бөлімҰ2ТҰ-дантұрады,бұлар8*9матрицасытүріндеорналасады.
ƏрТҰ4базалықұяшықтардантұрады,онда17транзисторжəне10резистор(3.16су
рет)болады.БМКИ-300дыңшетбөлігіндетірек(опормый)кернеуінің8көзі,сигналдардыкүшейтуүшін50шығ
ысэлементтері,90кірісрезисторларыжəнекорпусшығыстарынақосуүшін108байлан
ысалаңдарыорналасады.
БұлардыңкомпаненттеріЖƏНЕ/ЖƏНЕ–ЕМЕС,ЖƏНЕ–
НЕМЕСЕ/ЖƏНЕ,НЕМЕСЕ–ЕМЕС.Логикалықэлементерініңүлкенжиынын,екілік
модульбойыншақосудыжүзегеасырып,мультиплексорымен,демультиплексорлар,
жартылайқосындылағыштар,тригерлержəнет.б.жұмысқолдайды.
МысалыҮИСлогикалықсұлбаларынжобалауфункционалдыұяшықтар(ФҰ)кіт
апханасыныңкөмегіменорындалады.функцияныңкейбіртүрлері3.18суреттеберілге
н.
БМКИ300интеграциялаудəрежесі1100эквиваленттіэлементтердіқұрайды.функциялардыа
уыстырыпқосукезіндегісигналдардыңкідірісуақыты0.71.55нскөлеміндетербеледі,алтұтынатынқуат6.52.75МВткөлемінде.КИ520хм2сериялыЭБЛмаБИСконструктивтітүрдепланарлышы
ғысты10В-шығыстыметалокерамикалықкорпустаорындалады.
Негізгіəдебиеттер:1[309-321];3[105-111];
Қосымшаəдебиеттер:1[161-193];2[243-267];3[209-234];
Бақылаусұрақтары
1. Есептеутехникасыжабдықтарыныңэлементтеріатқаратынқызметтері
бойыншақалайжіктеледі?
2. Қандайфункционалдытүйіндердібілесіз?
3. Триггергеанықтамаберіңіз.
4. Триггерлердіңбазалықсұлбасы.
5. Регистргеанықтамаберіңіз.
6. Регистрлердіңбазалықсұлбалары.
7. Санағышқаанықтамаберіңіз.
8. Санағыштардыңбазалықсұлбасы.
9. Дешифраторғаанықтамаберіңіз.
10.
Шифраторғаанықтамаберіңіз.
11.
Қосындылағыдегенне?
12.
ҮИСдегенне?Оныңқызметі.
Дəріс 8 ЭЕМ арифметикалық негіздері. ЭЕМ-де ақпаратты көрсету
ЭЕМ-декезкелгенақпаратмынатүрлердіңбіріндеберіледі:
-Екіліксанаужүйесінде;
-Ондықсанаужүйесінде;
-Оналтылықсанаужүйесінде;
-Символдықтүрде;
-Графикалықформада.
Санаужүйелері.Цифрлықесептеуіштехникасандардыөрнектеудіңəртүрлітəсіл
дерінпайдаланады.Кезкелгенсандықайсыбірсимволдар(цифрлар)алфавитіменөрне
ктеутəсілісанаужүйесі(римдік,арабтық)депаталады.Егербірғанацифр
(символ)сандыкескіндейтінцифрлартізбегіндегіөзініңпозициясынабайланыстыəрт
үрлімəнгеиеболса,ондамұндайжүйеніпозициялықсанаужүйесідепатайды.Еңқарапа
йымпозициялықсанаужүйесінеондықжүйемысалболаалады.Бұлжүйедегі77,7саны
ныңүтірденкейінгі7цифроннанжетібөлікті,үлкенразрядтағы7ондықбілдіріледі.Позициялық
санаужүйесіндегі сандарды жазуғақолданылатын əр түрліцифрлар
санынсанаужүйесініңнегізгінемесебазисідепатайды.
Позициялықемес санаужүйесінде сандағы символдар (цифрлар)
мəніоныңпозициясынабайланыстыболмайды.Позициялықемессанаужүйесіне
I,v,C,L,C,Mжəне т.б. символдарды пайдаланатын римдік жүйе жатады.
Позициялықжүйеде A=dndn-1,...,d1d0,d-1,d-2 ...dmаралассанынмынадайполином
түрінде
көрсетуге
болады:
n
1
0
-1
-2
A=dnh +dn- n +.. +d1 h +d0h +d-1h +d -2 h +.. +d- - мұнда
hсанау
. mh m
1h - .
1
,
жүйесініңнегізі, hi-A санындағыi-разрядтыңсалмағы, di-санаужүйесіндегі
цифрдантүратынкоэффицент.Еңкөптаралғансанаужүйесінеекілік,ондық,сегіздік
жəнеоналтылықсанаужүйелерінжатқызуғаболады.Асаныөрнектелетінсанаужүйе
сінкөрсетуүшінсанжанынақойылатынтөменгіиндекстіпайдаланады;Аh.
Ондықсанау
жүйесініңнегізгіh=10.
сандардыжазыпкөрсетуүшін0-ден9ғадейінгі10əртүрлібүтінцифрлар(арабцифрлары)қолданылады.Есептеулердіоры
ндауережелеріқосужəнекөбейтукестелеріарқылыанықталады.
Екіліксанаужүйесініңнегізгіh=2,ол102түрінде(екіліксанаужүйсінде)жазыла
ды.Екілікжүйедеекіцифр–
0жəне1қолданылады.Арифметикалықамалдарекілікжүйедетөмендекөрсетілгене
режелерарқылыорындалады.
Екілікқосу
Екіліказайту
0+0=0
0-0=0
0+1=1
1-0=1
1+0=1
1-1=0
1+1=10
10-1=1
Екіліккөбейту
0*0=0
0*1=0
1*0=0
1*1=1
Сегіздіксанаужүйесініңнегізгіh=8,ол108түріндежазылады.Жүйеде8ондық
цифрларқолданылады:0,1,2,3,4,5,6,7.арифметикалықамалдардықосужəнекөбей
тукестелерінесəйкесорындалады(2.11жəне2.12-кестелер).
2.11 –кесте
+
0
1
2
3
4
5
6
7
10
0
0
1
2
3
4
5
6
7
10
1
1
2
3
4
5
6
7
10
11
2
2
3
4
5
6
7
10
11
12
3
3
4
5
6
7
10
11
12
13
4
4
5
6
7
10
11
12
13
14
5
5
6
7
10
11
12
13
14
15
6
6
7
10
11
12
13
14
15
16
7
7
10
11
12
13
14
15
16
17
10
10
11
12
13
14
15
16
17
20
Оналтылықсанаужүйесіндеh=16,ол1016түріндежазылады.Біріншіонсимв
олдардыбелгілеуүшінондықжүйедеқолданылатын10цифрпайдаланылады,ал10,
11,12,13,14,15мəндерінбелгілеуүшінлатыналфавитініңалғашқыалтыəрпіқолдан
ылады:А,В,С,Д,Е,F.
2.12 –кесте
*
0
1
2
3
4
5
6
7
10
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
2
3
4
5
6
7
10
2
0
2
4
6
10
12
14
16
20
3
0
3
6
11
14
17
22
25
30
4
0
4
10
14
20
24
30
34
40
5
0
5
12
17
24
31
36
43
50
6
0
6
14
22
30
36
44
52
60
7
0
7
16
25
34
43
52
61
70
10
0
10
20
30
40
50
60
70
100
Оналтылықжүйедеқосужəнекөбейту
амалдарын
орындау
үшін2.11жəне2.12-кестелеріпайдаланылады.
Сандарды бірпозициялық санау жүйесінен екінші жүйеге аудару.
Цифрлықавтоматтардатүрлісанаужүйелеріқолданылатынболғандықтансандард
ыбіржүйеденекіншіжүйегеаударуқажеттігітуыпотырады.
Сандардыбіржүйеденекіншіжүйегеаударудыңбірнешетəсілдерібар.Еңқарапайы
мтəсілбаламаларкестелеріненегізделген.Бұлтəсілтексанаужүйесініңнегіздеріqме
нhбірбіріменq=hk(k>1бүтінсан)тəуелділігіндеболғанжағдайдағанақолданылады.Сандардыбіржүйеден
екіншіжүйегеаударубастапқыжүйецифрларыныңəрқайсысын
оныңжаңасанаужүйесіндегібаламаларыменауыстыруарқылыіскеасырады.
q=hkшартыорындалмағанжағдайдасанныңбүтінбөлігінжаңасанаужүйесінің
негізінqғабөлугежəнебөлшекбөлігіносынегізгекөбейтугенегізделгенбасқатəсілқолданыл
ады.Санныңбүтінбөлігінаударуүшіноныжəне
бөлгеннен
кейін
алынған
бөліндіні біртіндеп (тізбектеп)жаңа санау
жүйесініңнегізгіq-ғакезектібөліндіqданкемболғаншабөлінеді.Алынғанретіндекеріжазылғансоңғыбөліндіменқалдық
тартізбегісанныңбүтінбөлігініңжаңасанаужүйесіндегімəнінбереді.Бұлжердемын
аныескергенжөн.Сандыжаңанегізгебөлгендеарифметикалықамалдарбастапқыса
наужүйесіндежүргізіледі,іздепотырғансанныңцифрларыдаосыжүйедеалынып,ол
аржаңасанаужүйесініңэквиваленттеріменауыстырылады.
Санныңбөлшекбөлігінаударуүшіноныжəнекөбейткенненкейіналынғанкезек
тібөлшектіжаңасанаужүйесініңнегізгіqғабіртіндеп(тізбектеп)көбейтукерек.Көбейтілгенненкейінгіалынғанбүтінбөлікте
рнегізгіqболатынсанаужүйесіндегісанныңбөлшекбөлігіболады.Көбейтулерсаны
алынатыннəтиженіңкеректідəлдігіменанықталады.
Сандардыбіржүйеденекіншіжүйегеполиномтүріндекөрсетуарқылыаударуға
болады.
Кез
келгенА=anan-1…a1a0a-1a-2…a-mсаны
n
A=anh +an- n +...+a1h1 +a0h0 +a-1h-1 +a-2h-2 +...+A-m h-m өрнектеледі, мұнда
1h 1
берілгенсанныңбастапқынегізі,
НегізіqболатынсанаужүйесіндегіАсанынбасқажүйегеаударуүшінбаламалар
кестесінесəйкесполиномдағыaiжəнеhцифрларынолардыңqжүйесіндегібаламала
рмен ауыстырып, тиістіамалдарды q санаужүйесінде
орындаукерк.
Қазіргіцифрлықмашиналарынданегізі2,8,16болатынжəнеекіліондықпозициялысанаужүйелерікеңіненқолданылады.Мамандандырылғанжəнеа
рнаулымашиналарбасқадасанаужүйелеріқолданылады(қалдықтаркластары,молд
ықсанаужүйелеріт.б.).
ai-санаужүйесіндегіцифрлар.
Сандарды көрсету.
Сандарды
көрсету
формасы.
ЦЕМдесандықмəліметтердікөрсетуүшінсандардыңтабиғижəнеқалыптыжазылутүрлер
іқолданылады.
Біріншіжағдайдасантабиғитүрдежазылады:1750;14,85;0,003572жəнет.с.с.са
ндардыөңдеугеыңғайлыболуүшінүтір(нүкте)машинаныңразрядторыныңбелгіліб
іржерінеқатаңтиянақталыпқойыладыдабұлайжазылусанныңтиянақтыүтірлі(нүк
телі)өрнектелуідепаталады.Əдеттенүкте(үтір)разрядтүріндежоғарғыразрядтыңа
лдында(2.31,а-сурет)нетөменгіразрядтыңсоңында(2.31,əсурет)тиянақталады.Біріншіжағдайдасанныңмодулібірденаз,алекіншіжағдайда–
санбүтінболады.Сандардыңтаңбасынкөрсетуүшінəдетте
ЭЕМ
разряд
торында жекеразряд бөлінеді (ол 2.31-суретте
көрсетілгенейсолжақшектіразряд);оңсанкөрсетілсе,таңбаразрядына0жазылады,а
лтеріссанкөрсетілсе,олразрядқа1жазылады.Егерүтір(нүкте)төменгіразрядтанкейі
нтиянақталса(бүтінсан),нольденерекшееңкішімодульдісанАmin=1,алеңүлкенмо
дульді
санАmax=2n-1болады,ондасандардыкөрсетуарқылы1≤/А/≤2n1түріндетабылады.Егерүтір(нүкте)жоғарғыразрядтыңалдындатиянақталса,онда
Асанымынаауқымдаөрнектеледі:2-n≤/А/≤1-2n.ісжүзіндеқазірЦЕАдетиянақтыүтірүшінсандардыбүтінтүрдеөрнектеуқолданылады.1жəне
буындыЦЕА-детиянақтыүтір
үшінсандардыдұрысбөлшектүріндеөрнектеуқолданылады.
2-
Қалыптыжазылужағдайындабірсанəртүрдеөрнектелуімүмкін:1750=175.101
=1,75.103=0,175.104жəнет.с.с.жалпытүрде
2-12-2 ....2n
±
2n-12n-2 . 20
ə) ±
0 1 2
n·
а)
0·1 2
МТ
0
РТ
а)
n
1
2
2.31-сурет
....
мантиса
7 8
.....
31
таңба
сы
Рет
таңбасы
рет модулі
манти
ссамодулі(
оналтылы
қ)
Мантицареттаң-ретмантисса
Таңбасыбасымодулімодулі(оналтылық)
ə)
МТ
0
РТ
1
б)
МТ
манти
са
таңбасы
ауытқығанр
ет
ман
....
2
манти
сатаң
Рет
басы таңбасы
Мантицареттаңретмантисса
Таңбасыбасым
одулімодулі(он
алтылық)
7 8
.....
рет модулі
мантис
самодулі(о
налтылық)
Р*
М
31
тисса(оналтылық)
Мантицаазытқығанмантисса
Таңбасырет(оналтылық)
- Аmax
I
2.32-сурет
-Amin 0
+Amin
II
III
IV
+Amax
V
2.33-сурет
Бұлжазылуды A=M · Q етіпөрнектеугеболады,бұлжердеМА-санның
A
PA
мантиссасы,РА-санныңреті(бүтінсан),Qмантиссажазылатынсанаужүйесініңнегізінедəлмедəлкелетінөрнектеупараметрі.НақтылымашинаүшінQпараметрі тұрақты шама
болатындықтан, ол машинаның разряд торында
жазылмайды.Асанышарттытүрдемашинадабылайкөрсетіледі:
A=MA×pA.
өрнектеудіңбұлтүріндеүтірқатаңтиянақталмағандықтан,олсандардыжылжымал
ыүтір(нүктелі)өрнектеудепаталады.Мантисса/МА/<1,яғни
дұрысбөлшекболады.СанныңретіРАоңжəнетерісбүтінсанболуымүмкін,олА
санындағыүтірдіңорнынанықтайды,екіліксанүшін
A=2p×M×/M/<1.əдетте
ЭЕМдежылжымалыүтірлісандарөрнектелгендемантиссаныңжоғарғыразрядында1түр
ады,яғни21≤/М/≤1.бұндайсандардықалыптыланғындепатайды.Мысалы:0.110111.(2010)қалыптыланғансан.Қалыптыланбағансанғамысал–
0.0111011.(2001).Бұданқалыптыланғансаналуүшінмантиссанысолғақарайбірраз
ряджылжытамыздаретінбірге
кемітеміз.Сондажоғарыдағысандымынатүрдежазуғаболады:0.110110(2010).
Разрядторындабірмəндіөрнектелетінсанныңауқымдымынатеңсіздікпенаны
қталады:Аmin≤/A/≤Amax,мұндаАminжəнеAmaxсанныңөнектелутүрінескергендегі
алынғанеңүлкенжəнееңкішімəндер.Жылжымалыүтірлітүрдеберілгенсанныңөрн
ектелуауқымысанмантиссасының/МА/,ретінің/РА/,Qпараметрініңөрнектелуауқы
мдарынабайланыстыесептеледі.
Модулібойыншаеңкішіжылжымалыүтірлісансалмағы2-1нетеңжоғарғыразрядқажазылғанбірмен/Мmin=2-
1/жəнеабсолютшамасыбойынша
k
×2=2-2 ,
(2k-1)
мұндаk-реттіңразряды.МодулібойыншаеңүлкенжылжымалыүтірлісанAmax
p
l
мұндаl–мантиссаныңразряды,сондажылжымалы
k
=Мmax m =(1-2 -)×2 2-1,
a
×2
x
үтірлісанныңөрнектелуауқымы
k
k
l
22£/A/£(1-2)×22-1
еңүлкентерісретпен/-Р=-(2k-1)/өрнектеледі.Сонда:Аmin=2-1
2.32,а-суреттеQ=2,k=6,l=24болғандаЭЕМ-дежылжымалыүтірлісандарды
өрнектеукелтірілген.БұлжердеAmax=263×(1-2-24), Аmin=2-63×2-1×2-64.
Разряд
торындамантиссатаңбасынескереотырып(2.32,а-сурет),
263×(1-2-24)-нен–
2-
64-недейінгіжəне+2-64-нен+263недейінгіауқымдажататынсандардыөрнектеугеболады,бұлабсолютшамаларүшін
сандардың10-19-нен10+19недейінгіауқымынасəйкескеледі.Келтірілгенауқымсол32разрядтысөздеөрнектел
генжылжымалыүтірлісандардыңауқымынанжоғары.
ҚазіргіжалпымақсаттыЭЕМ-дежылжымалыүтірлісандарнегізіекініңбүтін
дəрежесі
болатын
(Q=2-y)санау
жүйесінде
өрнектеледі:A=QpM(1/Q£M£1),мұндаРекілікбүтінсан,мантиссаМекілікyразрядтытоптармантиссацифрларыннегізгіQ=2
yболатынсанаужүйелеріндебейнелейтіндейсанменөрнектеледі.ЭЕМБЖ(электро
ндықесептеуішмашиналардыңбіртұтасжүйелерінде)жылжымалыүтірлісандарон
алтылық
санаужүйесіндекөрсетіледі(2.32,б-сурет):
A=16p×M(1/16£/M/£1). Рретінің
модулібүтіналтыразрядтыекіліксанменбейнеленеді,алмантиссаМоналтылықсандарданқұралғансанретіндеқарастырылады.Жылжымалыүтірлісан
ныңжоғарыоналтылықцифры(2.32,б-суретте8+11разрядтар)0денерекшеболса,ондаонықалыптыланғансандепесептейді.Қарсыжағдайдаманти
ссанысолжаққақарайnоналтылықразрядқажылжытуарқылысанқалыптыланады
жəнеосығансəйкессанныңретіnбірліккекемиді(мантиссаныбіроналтылықразрядқ
ажылжытумантиссанытөртекілік разрядқажылжытуғасəйкескеледі).
Оналтылық жүйеде келтірілген (2.32, б-сурет) қалыптыланған сан16×(1-16-6)-нен-+16-64-недейінгіжəне+16-64-нен +1663×(1-16-6)-не дейінгі
ауқымдажатады;бұлсандардыңмодульдеріүшін10-77-нен1076недейінгіауқымғасəйкескеледі.Соныменжылжымалыүірлісандардыоналтылықса
наужүйесіндеөрнектеуекіліксанаужүйесінеқарағандасандардыңедəуірүлкенауқ
ымыналуғамүмкіндікбереді.
Теріссан дардыкодалау. Тура, кері қосымшакодтар.
GсаныжалпытүрдеЭВМ-дебылайкөрсетіледі:
G=0(1)g 1g2Kgn,
мұндағы0(1)–санныңтаңбасы,0=“+”таңбаны,1=“-” таңбаныбілдіреді.
ЦЕМдасандыөңдеудіңыңғайлылығыүшінтура,керіжəнеқосымшакоддегентүсініктере
нгізілген(процессордың(қосындылағыштың)бірғанаарифметикалықоперация–
қосуоперациясынорындайтынынескереотырып).
Оңсандарүшін:
Gт.к.=Gк.к.=Gқ.к=0,g1g2Kgn
теріссандарүшін:
G=-0,g1g2 Kgn
Gт.к.=1-G=1-(-0,g 1g2Kgn)=1,g 1g2Kgn
- =1,ddKd
1 2
n
Gк.к
мундаг di
ы
=1,g
d
i
=
0
,
g
=
1
.
Gқ.к.=1,e1
e2Ken
0,ε1ε2…εn
–
санныңбүт
інбөлігін1
модульгед
ейінтолық
тыру.
=0,
0,e1e2Ke
n
Gт.к=0,10
10Gк.к=0,
1010 Gқ.к
=0,1010
G- =1,1010
т.к.
Gк.к.=1,0101
Gқ.к.=1,0110
=10,g1g2Kg
n
Екілік санау жүйесінде қосу операциясы.
Тиянақты үтірлі сандарды қосындылау мен азайту
ЭЕМдеалгебралыққосуменазайтуоперацияларыкеріжəнеқосымшакодтардаорындала
ды.Бұлкодтардықолдануекісанныңайырымынолардың
қосындысымен
ауыстыруғамүмкіндікбереді.Екіекіліксандыкерікодтыпайдаланыпалгебралыққо
сукезіндеоңсантуракодта,алтеріссанкерікодтаөрнектеледідеосыкодтар(таңбалық
разрядтарда)қосындыланады.Таңбаразрядынанбірліктасымалпайдаболғандаоны
кодтарқосындысыныңтөменгі(еңкіші)разрядынақосады(циклдіктасмал).Екітеріс
А-жəнеВ-сандарынқосқанда: (A-)кері+(В-)кері=(А-+2+2-n)=(B-+2+2-n)=(A-+B)+[2]=(2-2-n)-2-n=(A-+B)кері([2]-таңбаразрядынанпайдаболғанбірліктасымал,сондықтанол(+2-n)менауыстырылады).ТерісВ-саныменоңА+санынқосқанда: (А+)тура+(В)кері=(А++В-)+[2]+2-n.Егер(А+-В-)>0болса,онда[2]таңбаразрядынанпайдаболғантасымалбірлікболады,сондықтанол(+2-n)менауыстырылады,сондақосындымынағантең:(А+-В)тура.Сөйтіпкелтірілгенережебойыншакодтардықосуқосындыоңболғандатурако
дта,қосындытерісболғандакерікодтаөрнектелгеналгебралыққосындыбереді.
Екісандықосымшакодтыпайдаланыпалгебралыққосукезіндеоңсандартурако
дта,алтеріссандарқосымшакодтаөрнектеледідебүтінбірлікразрядыретіндеқараст
ырылатынтаңбаразрядтарынқосаесептегендегікодтарарифметикалыққосындыла
нады.Таңбаразрядтарынантасымалпайдаболғандатасмалбірлікескерілмейді.Егер
қосындымəніоңболса,ондақосындытуракодта,алқосындымəнітеріссанболса,
ондақосындықосымшакодтаалынады.ТерісА-1менВ-1сандарынқосқанда:
[A-]қос+[В-]қос=(A-+2)+(В-+2)=(A-+В-)+2+[2]=(A-+В-)+2=[A-+В]қос([2]таңбаразрядынанпайдаболғантасымалбірлікескерілмейді).ЕгерА>0жəнеВ<0бол
са,онда[A+]тура+[B+]қос=A++B-+2.егер0<(А++В-)<Iболса(2ескерілмейтінтасмал“I”),онда[A-]қос+[В-]қос=(А+-В-)>0,яғни[A+B+]тураалынады.Егер-I<(A-+В-)<0болса,онда(A++В)+2=[A++В]қос.Қосымша,сондайақкерікодтыпайдаланғандаразрядторынантысшамаларпайдаболуымүмкін.Мыса
лы:А-1=0,10110,[A-]қос=1,0101,B-=-0,11011,[B-]қос=1.00101;[A]қос+[B-]қос=0,01111(қатенəтиже).Асатолукезіндеқатенəтиженібайқауүшін
жоғарғы разрядтан таңба разрядына жəне таңба разрядтарынан болатын
тасымалдардыталдаукерек.
Таңбаларыбірдейсандардықосқандаасатолупайдаболуымүмкін.Сондаалынғ
аннəтижеабсолютшамасыбойыншасандардыңберілгенпішініүшінрұқсатетілгене
ң
үлкенмəнненасып
кетеді.ЭЕМдеасатолужағдайларыарнайысұлбаменбайқаладыдаүзіліссигналыүйымдастыры
лады.Оңтаңбалыекісандықосукезіндеқосындыныңжоғарғымəндіразрядынантаң
баразрядынатасымалбар,алтаңбаразрядынаншығатынтасымалжоқжағдайдаасато
луорыналады.
Егертерісекісандықосқандақосындыныңтаңбаразрядынантасымалбарболса,
алжоғарғыразрядынантаңбаразрядынатасымалжоқболса,ондаасатолуорыналады
.
Разрядторыныңасатолуынбайқауүшінкейжағдайдаөрнектелетінсанныңтаңб
асынаарналыпекіразрядбөлінеді(“+”-00болыпкодталады,ал“-”
–
IIболыпкодталады).Сандардыңмұндайөрнектелуімодификацияланғанкоддепата
лады.модификацияланғанкодтасандардыөрнектеукөрсетілген.Мұндайкодтардаа
сатолубелгілерітаңбаразрядында01немесе10комбинатцияларыалынғандабайқал
ады.Сонда01-оңсандар,ал10теріссандароблысындапайдаболатынасатолубелгісі.
Мысалы:
ажəнеə–қосымшакодадақосу.
а)0.100 ғ)1.100
11.10
10.01
10
10
0.001
1.1101®1.0010
1
бжəне в–керікодта
б)0.11 в)1.00
11.1
00.0
00
11
1/0.01 1.011®1.100
1
0.00
1
0.10
0
Негізгіəдебиеттер:1[401-421];2[196-263];3[14-49].
Қосымшаəдебиеттер:1[236-283];2[305-361].
Бақылаусұрақтары:
1. Есептеу техникасында санды көрсету үшін қандай санау
жүйесіқолданылады??
2. Қандайақпаратсимволдық,графикалықтүрдекөрсетіледі?
3. Санды бір санау жүйесінен басқа санау жүйелеріне
аударудыңтəсілдері?
4. Сандықақпараттардыкөрсетуформалары?
5. Санныңкеріжəнеқосымшакодыдегенне?
6. Оңжəнетеріссандардыкодалауайырмашылықтары?
7. Екіліксандардыалгебралыққосуоперациясықалайорындалады?
8. Тура,керіжəнеқосымшакодалардаалгебралыққосуоперацияларынамысал
келтіріңіз.
Дəріс 9 Көбейту жəне бөлу операцияларын орындау.
Көбейту
Тиянақты үтірлі сандарды көбейту. Сандардыкөбейткендеолардытура
кодтакөрсетеді.Мұндайжағдайдасандардыңтаңбасықандайболсадакөбейтіндімо
дулінкөбейгішмодулінкөбейткіштіңбарлықразрядтарынакөбейтіп,содансоңолар
дықосындылауарқылытабады.Көбейтіндітаңбасыкөбейткіштердің таңбаларын 2
модулібойынша қосу арқылы анықталады.
КөбейтіндініалупроцесіАкөбейгішВкөбейткішініңəрбірbiцифрынакөбейтугекелт
іріледі.СондабіртіндепалынатынкөбейтіндібөліктеріАbiбірбіріменbiцифрыныңсалмағынабайланыстықосылады.Барлықкөбейтіндібөліктері
ніңқосындысытолықкөбейтіндінібереді.
ЭЕМдекөбейтуопрерациясықосужəнежылжытуопреациясыарқылыорындалады.Жыл
жытуопрерациясыкөбейтіндібөлңктерініңаттасразрядтарынабірдейсалмақберуү
шінорындалады.əрқайсысыразрядтыекісандыкөбейткенде2nразрядтыкөбейтінді
алынады.Көбейгіштікөбейткіштіңеңтөменгі,нееңжоғарғыразрядтарынанбастапк
өбейтугеболады.Көбейтуүстіндккөбкйгіш,некөбейтіндібөліктерініңқосындысы(
КБҚ)жыллжытылады.Осымүмкіндіктердіқарастырыпкөбейтудіңнегізгітөрттəсіл
іналамыз.
1. көбейткіштіңтөменгіразрядынанбастап,көбейгіштіжылжытпай,КБҚныоңғажылжытакөбейту.
2. көбейткіштіңтөменгіразрядынанбастап,көбейгіштісолғажылжытп,КБҚныжылжытпайкөбейту.
3. көбейткіштіңжоғарғыразрядынанбастап,көбейгіштіжылжытпай,КБҚнысолғажылжытакөбейту.
4. көбейткіштіңжоғарғыразрядынанбастап,көбейгіштіоңғажылжытп,КБҚныжылжытпайкөбейту.
ТуракодтаөрнектелгенАменВекіліксандарынкөбейтудеолардыңмодульдерік
өбейтіледі.Көбейткіштіңтөменгіразрядынанбастапкөбейткендеегеркөбейткіштің
кезектіразряды1болса,ондакөбейгішжиналғанарқылыКБҚғақосылады.Алынғанкезектіқосындыбірразрядқаоңға(немесекөбейгішсолғабірр
азрядқа)жылжытылады,оданкейінкөбейткіштіңкелесіразрядынталдауғакөшеміз.
Егеркөбейткіштіңкелесіталданғанразряды0болса,ондааралықКБҚғакөбейгішқосылмайды,текКБҚбірразрядқаоңғақарай
(немесекөбейгішсолғабірразрядқа)
жылжытылады.Көбейтінді
таңбасыкөбейгіштертаңбасының2модулібойыншақосындысыретіндеанықталад
ы.
Жоғарғыразрядтарынанбастапкөбейтужоғарыдағытəсілдергеұқсасорындалады,
бірақмұндажылжытуғабағытыөзгертіледі.
Көбейтудіңбіріншітəсілі.
Көбейгішжəнеқосындыекіесеұзындыққаие(2n),көбейткіш–
бірұзындықты(n),n–көбейгіштердіңразрядтылығы.
1 кезең.Көбейткіштіңкішіразрядыталданады:
а)егерол1гетеңболса,ондақосындығакөбейгішқосылады,б)егер0гетеңболса,қосындығаештеңедеқосылмайды.
2 кезең.Көбейткішоңғабірразрядқажылжыйды.3к
езең.Көбейгішсолғабірразрядқажылжыйды.4кезе
ң.1-3кезеңдерnретқайталанады.Мысалы:
13×11=143
1310=0000110
12
1110=10112
14310=100011112
Кµбейгіш
00001101
00001101¬
00011010
00011010¬
00110100
00110100¬
01101000
01101000¬
ҚЕЕ¦И Кµбейткіш
00000000
00001101
00001101
00001101
00011010
00100111
00100111
00100111
01101000
10001111
1101
®1101
0101
®0101
0010
®0010
0001
®0001
Бөлу.
Бөлутөрттəсілменбөлінеді:
- қалдықтықалпынакелтіріп,қалдықтыоңғажылжытуарқылыбөлу;
- қалдықтықалпынакелтіріп,бөлгіштіоңғажылжытуарқылыбөлу;
- қалдықтықалпынакелтірмей,қалдықтысолғажылжытуарқылыбөлу;
- қалдықтықалпынакелтірмей,бөлгіштіоңғажылжытуарқылыбөлу
Тиянақтыүтірлісандардыбөлу.Берілгенбөлінгішті(А)бөлгішке(В)
бөлукезіндебөлінді
Z=A/B
бөлудіңешқандаймағынасыжоқ.Тиянақтыүтірліцифрлықмашиналардасандаркөб
інебірденкішіболыпөрнектелетіндіктен,бөлінгішке,бөлгішкежəнебөліндігеқосы
мшамынадайшектеулерқойылады:|A|<1,|B|<1;|Z|<1.Соңғытеңсіздіктен|A|<|B|ек
енішығады.Егердебөлінгішпенбөлгішшамаларыныңарақатынасынабайланысты
бөліндібірденүлкенболса,ондаоперацияорындалмайды.
Бұл
жағдайда
операторға арифметикалық құрылғы "разряд
торытолыпкетті"немесе"қате"дегенсигналбереді.Сандардытуракодтабөлгендеоп
ерацияғаоперандтардың(бөлгішпенбөлінгіштің)модульдеріқатысады.Бөліндінің
таңбасы(көбейтуоперациясындағыдай)бөлінгішпенбөлгіштіңтаңбаларынекілікм
одульменқосуарқылыанықталады,албөліндініңмодулібөлінгіштіңмодулінбөлгіштіңмодулінебөлуарқылытабылады.
Бөлупроцессібіріненкейінбіріорындалатын:əуелібөліндіденбөлгіштіазайту,
сонансоңалдыналабөлудіңəрбірқадамындасолғақарайбірразрядқажылжытылған
қалдықтарынбөлгіштіазайтуоперацияларынантұрады.Егеркезектіқалдықоңболс
а,ондабөліндіразрядынабірлікжазылады.Азайтупроцесіқайталанады,қайталаула
рсаныбөліндініңразрядтылығыменанықталады.Кезектітерісқалдықтыалғаннанке
йінбөліндініңкелесіразрядыныңмəнінанықтауүшінқандайəрекеттержүргізілуіне
байланысты
қалдықтықалпынакелтіріпжəнеонықалпынакелтірмейбөлуəдістерінайырады.Бір
іншіəдістеВбөлгішінRiтерісқалдыққақосуарқылыалдыңғықалдыққалпынакелтір
іледі,яғни(Ri+B).Бөліндініңкелесіразрядынтабуүшінқалпынакелтірілгенқалдықб
ірразрядсолғажартыланады(яғниекіеселенеді)
жəнеоданбөлгішазайтылады:2(Ri+B)В.Екіншіəдістетерісқалдықсолғабірразрядқажылжытылыпоғанбөлгішқосылады;
2Ri+B,өйткені 2(Ri+B)-В=2Ri+B.
Осыекіəдістісалыстырып,біріншіəдістеқосуменазайтуоперациялары
көбіреккерекекенінекөзжеткізуоңай.СондықтандақазіргіЭЕМдеқалпынакелтірмейбөлуəдісіжиірекқолданылады.Бөлуорындағанда,егербөлгіш
тіқозғамайбөлгіштіоңғажылжытсақ,ондаалынғаннəтижебірдейболады.Сонымен
бөлуоперациясынорындаудыңекісұлбасыболуымүмкін:
1) алынған қалдықты қозғамай, бөлгішті оңға жылжыта
отырыпқалдықтардықалпынакелтіружолыменбөлу;
2) бөлгішті қозғамай, қалдықтарды солға жылжытып, оларды
қалпынакелтірмейбөлу.
Қалдықтарды қалпына келтірмей екілік сандарды бөлу
алгоритмімынандайəрекеттердіорындауғакелтіріледі:
1) бөлгішнольгетексеріледі,егеролнольгетеңболса,ондаразрядтықтордыңас
атолусигналықалыптасадыда,операцияныорындауаяқталады;
2) бөліндініңтаңбасыанықталады;
3) бөлінгіштенбөлгішазайтылады:егернəтиже(қалдық)ондао R0³0 болса,
перацияаяқталады(разрядтықторасатолады);
4) бөлгішбірразрядоңғажылжытыладынемесеалынғанқалдықRiсолға
бірразряджылжытуарқылыекіеселенеді;
5) егер Ri<0 болса, онда бөліндіге 0 жазылады да бөлгіш қалдыққа
қосылады,алегер Ri>0 болса,ондабөліндініңкезектійифры1-гетеңболады
дабөлгішқалдықтана разряд ұрылымғақ анықталады,
зайтылады;
тысолғ осылған.Ə
6) 4жəне5ажылж рқадамдаб
пункттердібө ытутіз өліндініңц
ліндінің(n+1) бегібар ифрынбірғ
цифрыналған nразря ана
шақайталана дтықос разрядқа(Т
ды;
ындыл р2)енгізуү
7) бөліндідөңг ағыш(
шінеківари
електенедідеоғанта ҚОС),ц анттадабөл
ңбаменшіктеледі.Бө ифрды індінісолға
лгіштіжылжытыпбө түрлен жылжытуұ
лудііскеасыруүшіно діруқұ йғарылған.
ңғажылжытутізбегі рылғы
бар2nсы(ЦТ
разрядтыбөлгіштірк Қ)жəне
егіші(Тр1)жəнебөлі басқар
ндіменқалдықтарды усұлба
ң2nразрядтықосынд сыылағыш
басқар
(ҚОС),солғажылжы ушыав
тутізбегібарбөлінді томат(
нің(n+1)БА)кер
разрядтытіркегіші( ек.ЦТҚ
Тр2),цифрдытүрлен қалдық
діруқұрылғысы(ЦТ тыңтаң
Қ)жəнебасқарушыа балықц
втомат(БА)керек(5. ифрын
1оныбө
суреттіқараңыз).Қа ліндіге
лдықтардыжылжыт жазара
ыпбөлудііскеасыру лдында
үшінnтерісте
разрядтыбөлгіштірк угеарн
егіші(Тр1),(n+1)алғанқ
B¹0екеніайқын,өйт кеніно
льге
Бөлусұлбаларыварианттарынталдауекіншівариантаппараттықшығындарбо
йыншабіріншівариантқақарағандаəлдеқайдатиімдіекенінкөрсетеді:тіркегіштерм
енҚОС-тардыңжалпыразрядтығыбіріншівариантта
шамамен 5n-ге, ал екіншіде - 3n-ге тең. Қосындыны жылжытып бөлу
операциясыныңорындалууақытыTб =(n+1)(t қос +t жыл ),мұнда (n+1)-бөліндінің
разрядтылығы (таңбасымен бірге), t -қосындыныжылжытууақыты,
t
қос
жыл
бөлгіштіқалдыққақосу(азайту
бөлгіштіжылжытууақытынt
ескермеугеболады,себебіtжыл <t қос жəнеТР1жыл
тегібөлгіштіжылжытуменҚОС-тағықосу(азайту)операцияларынбір уақытта
орындауғаболады,сондықтан T=(n+1)t.Соныменбөлгіштіжылжытубар
б
қ
бөлудіңбіріншівариантыаппараттықшығындарбойыншаүнемдіемес,бірақөтежыл
дамжұмысістейді.
Бөліндініңтаңбасы 0Å1=1.
Қалдықты қалпына келтіре отырып, қалдықты оңға жылжыту
Арқылы бөлу.
Мысал:
R3 +1.10011000
169:13=13
0.1101
R4 0.01101000
+
0.10101001
+ 0.11010000
1.0011
1.0011
R0
0000000000
+1.110110
01
0.1101
0.101010
01
+1.010100
10
1.0011
R1
0.1000001
0
+1.000001
00
1.0011
R2
0.0011010
0
+
0.01101000
1.0011
т
.
к
.
0
.
1
1
0
1(?.к.1.0011)
0.1101
Ондықсандар.Ондықсандардыкодалау.Есептеумашиналарыменжүйелеріні
ңкөбіндемашинаішіндегіинформацияныөңдеу,сақтаужəнеонытүрлендіруүшінек
ілікалфавиттепенесептеудіңекілікжүйесіқолданылады.Алайдаадамның
машинамен
байланысынжеңілдетуүшінсандықинформациялардыондық
жүйедедайындаужəнемашинағаенгізу,информацияөңдеунəтижелеріносыадамға
үйреншіктідеыңғайлыондықжүйедеалумүмкіндігіболукерек.Осымақсатүшінонд
ықцифрлардыекілікалфавитəріптерімен(0жəне1)көрсетугемүмкіндікберетінарна
йыкодқажет.Мұндайкодтарекілікондықкодтардепаталады.Кодтардыңбірнешежүйелерібар.Олардыңқайсыбірінта
ңдауесептеуішмашиналардаондықинформацияныпайдалануерекшеліктерінебай
ланысты.
Егерондықсандлартекинформацтяныенгізужəнешығарукезіндеғанақолданы
лса,алесептеулерекілікжүедежүрігізілсе,ондаондықсандардыкодтау
жүйесінемаңызды талаптар ретінде ондық сандарды өрнектеудің
көрнекілігіменондықжүйеденекілікжүйегежəнекерісіншешешудіңқарапайымды
лығықарастырылады.Егердесандарғақолданылатыноперациялар
да
ондық
жүйеде орындалатын болса, онда ондық сандарды
ға)кететінуақыт.Бөлууақытынбағалағанда
кодтаутəсілінарифметикалықоперацияларорындалуыныңқолайлығынақарайтаң
дауғатуракеледі.
Ондықмəліметтердідайындауменолардымашинаға
берусенімділігінқамтамасызетуүшін,түсіпжатқанмəліметтердіңдұрыстығынтекс
еретінжəнемəліметтібергендеқолайлы болатын кодтау тəсілінтаңдапалуқажет.
Екілікалфавиттіңəріптеріарқылыондықцифрлардыкодтаужүйесікелесішарт
тардықанағаттандыруғатиіс:а)кодсөзінекөршіжазылоғантаңбаларарасындағыше
караоңайанықталуғатиіс;б)əрбіркодқаекілікалфавиттіңбірғанаəріптеркомбинаци
ясысəйкескелугетиіс.Бəрінендеоңайқанағаттандырылатынбіріншішарт,олүшінб
арлықсимволдаркодтарыныңұзындықтары
(разрядтарсаны)бірдей
болуыкерек.kəртүрлісимволдарды
екіліккодтарменөрнектепберуүшінкодтыңұзындығы
n³log 2k теңсіздігін
қанағаттандыратын минимальды бүтін рң санға тең болуы керек. k=10
болғандыn=4болады.
Қолданылып
жүрген
екілі-ондық
кодтар
салмақталған
жəнесалмақталмағанболыпбөлінеді.Біріншілерінде,Сонды
қцифрынөрнектейтін
d4 d3d 2 d1
екілік
жиынтықтыңтөртразрядыныңəрқайсысынаанықталғансалмақ
сəйкестендіріледі.ӨйткеніондықцифрС-ныңмəніC= d 4P4 +d 3P3 +d 2P2 +d1 P1
өрнегіменанықталады.Ондықцифрлардыбелгілеуүшінмүмкінболатыноналтыдан
текқанаонəртүрліжиынтықпайдаланылады.Осыонжиынтықтыңəртүрлітаңдалуы
əртүрліекіліондықкодтардыанықтайды.Ондықцифрлардыкодтауғапайдаланылмайтынжиын
тықтаресептеумашиналарындатаңбаларменқызметтіксимволдардыөрнектепкөрс
етуүшінқолданылады.
2.12-кестедекейбірсалмақталғанжəнесалмақталмағанекіліондықкодтаркелтірілген,бұларесептеутехникасындаеңкөптаралғандар(кодтарды
ңатыразрядтардыңаталғансалмағынабайланысты).
Ондықсанаужүйесіненекіліондықжүйегекөшужəнекерісіншекөшубаламалықкестеарқылыжүзегеасырылад
ы.Ол2.12-кестедекөрсетілген.Басқа
санау жүйелерінен(h¹10)сандардыекіліондықжүйегекөшіружəнекерісіншекөшіруалдыналаондықсанаужүйесінекөшуарқылыжүзегеасырылады.
8421код.ЕсептеутехникасындаD1тікелеуалмастырукоды(8421жүйесі)еңкөптараған.
Мұндаəрбірондықсанныңцифрыоғансəйкестөртразрядтыекіліксанменалмастыр
ылады.Бұлкодондықжүйеден
екілікжүйегежəнекерісіншетүрлендірулердімашинаменорындауғаөтеыңғайлы.
D1кодыаддитивті,өйткеніекіцифрдыңкөрсетілуіолардыңқосындысынңкоды
болыптабылады.Бірақтаосыкодондықсандарғақолданылатынарифметикалықопе
рациялардыіскеасырудаөтеыңғайсыз.Бұл8421кодынқолданғандакелесіондықразрядқаөтетін
тасымалдыанықтаудыңқиындығынажəнеалгебралыққосындылардыорындаудыо
ңайлататынкеріжəнеқосымша
кодқакөшудіңкүрделілігіне
байланысты.Мұныбылайтүсініругеболады:8421кодыөзінөзітолықтырмайтын,яғнионыңекілікцифрларыныңинверсиясыондықцифрды9ғадейінтолықтыратынкодбермейді.Оны8421+6(D3)кодытолықтырады.Сондықт
анD3кодыалтығаартықкодболыптабылады.ОлD1
кодыменбіргеқолданылады.
2.12–кесте
Ондық
Салмақталғанкодтар
цифрлар
8421(D1)
2421
0
0000
0000
1
0001
0001
2
0010
0010
3
0011
0011
4
0100
0100
5
0101
1011
6
0110
1100
7
0111
1101
8
1000
1110
7421
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
1000
1001
Салмақталмағанкодтар
8421+3(D2) 8421+6(D3)
0011
0110
0100
0111
0101
1000
0110
1001
0111
1010
1000
1011
1001
1100
1010
1101
1011
1110
9
1111
1111
1010
1100
1111
2421-код.2.12-кестеденкөрініптұрғандайөзінөзітолықтыратынкодболыптабылады.Бұлкодқолданылғанкездекеріжəнеқосымш
акодтарғакөшужəнетасымалдаудыанықтауоңайланады.Бірақта,2.12кестеденкөрініптұрғандайкодтыңаддитивтікқасиетіжоқ,бұларифметикалыққұры
лғылардыжасаудақиындыққаалыпкеледі.
7421код.Құрамындабарлығы14бірлікболатындығыменерекшеленеді.Егердеэнергияш
ығыныбіркодынсақтауменоныберугебайланыстыболса,ондабұлкодеңтиімдібол
ыптабылады.Бұлкодта7цифрын011жəне1000түріндекөрсетугеболареді.Бұларды
ңкейінгісі(бірліктеріаз)таңдапалынған.
8421+3(үшкеартық)код(D2).Ондықсандарменарифметикалықоперацияларо
рындауғаөтеыңғайлы,себебіөзін-өзітолықтыратынкодболып
табылады.Соныменқатартасымалдауоңайанықталады,өйткеніəрқайсысы3кеартықтығыменалынатынекісандарқосындысыалтығаартықболыпшығады.
Дұрысқосынды
алуүшін
табылғаннəтижеден
3-кеазайтылады.
Үшкеартықкод(D2)сандардыбірсанаужүйесіненекіншісінекөшуөтеыңғайсыз.
Ондықмəліметтердімашинаарқылыкөрсетуүшінекіформатқолданылады:зон
алықжəнеорауышталған(құндақталған).Зоналықформатжағдайындаондықинфо
рмацияныкөрсеткендеəрбірбайттабірондықцифрменқызметтікзонаболады.Бұлж
ағдайдабайттыңтөртонразрядтарынаондықцифрекілі-ондық
кодтакөрсетіледі.Форматтыңкішібайтындасантаңбасыныңкодтарыменоныңтөме
нгіондықцифрыорналасады.
Цифрлықесепеуішмашинада(ЦЕМ)"+",""таңбаларыүшінжəнезоналарүшінқоланылғансимволдардыкодтаужүйесіне(EBC
DIC,ASCII-8жəнет.б.)байланысты əр түрлі кодтар пайланылады. EBCDIC
кодында белгілеу
қабылданған:"+"-1100,"-"-1101жəнезона-1111.ASCII-8кодында"+"-1010,"-"1011жəнезона-0101депбелгіленеді.6,285санызоналықондықформатта(EBCDICкодыменжұмысістегенде)мынадайтү
6
2
8
-5
ргеиеболады:
11110110
11110010
11111000
11010101
бұл жағдайда ондық үтірдің (нүктенің) алғаг орны турады мəлімет
есеппрограммасында көрсетіледі.Бұл форматта разрядтың цифрларыннан басқа
цифрларEBSDICкодынасəкескөрсетіледі.
Таңбасызондық
санда
кішібайттыңсолжақтөртразрядыназонаныңкодыжазылады.Ондықмəліметтердіз
оналықформатпенкөрсету,алфавиттікцифрлықинформацияүшінқабылданған
кодтармен
салыстырғанда,жазылукөлемінөтеүнемдіпайдалануғамүмкіндікбереді.Үнемдікк
еондықүтірді(нүктені)шығарыптастауарқылыжəнебірбайттаондықцифрдыңтаңб
асыментөменгіразрядцифрынорналастыруарқылыжетеміз.Сегзідразрядтыбуын(
байттың)құндылығыбірбуындаекіондықцифрдыорналастырумүмкіндігінде.Бұлжадыныүнемдіпайда
лануғаалыпкеледі.Мұндайкөрсетуəдісіорауышталғанондықформатдепаталады.Б
ұлформатттатаңбакодытөменгібайттыңоңжақтөртразрядындаорналасады.Онды
қсанəрқашанбайттардыңбүтінсаныналыптұрады.Егереңсолжақтағыжоғарғыбайт
тыңсолжақтөртразрядыбосболыпқалса,онданольдерментолтырылады6,285саныорауышталған(құндақталған)ондықформаттамынадайтүрдеболады:
ЭЕМ БЖ-да орауышталған форматта ондық санның 1-ден16байтқадейінгіұзындығыбарболуымүмкін.Бұлжағдайдасанныңеңүлкенұзындығы
31 ондық цифр мен таңба белгісіболады.Ондық сандарға операциялар
қолданғандатекорауышталғанформатпайдаланылады.Нəтижедеосыформаттакөр
сетіледі.Операцияғақатысатынсандардыңəртүрліұзындықтаруболуымүмкін.Зон
алықформатондықмəліметтердіенгізушығаруоперацияларындадақолданылады,форматтардықолданатынесептеуішжү
йелердеондықсандардызоналықформаттанорауышталғанформатқажəнекерісінш
етүрлендірілетінкомандаларбарболады.
ТураD-кодтардақосу
D-кодтарда
мүмкін
болатын
16
комбинацияның
10нықолданылатындықтан, сандарды
қосқанда
келесі тетрадаға
ондық
тасымалдардыберужəненəтиженітүзету қажеттігітуады.
A=ananжəне
1...a1a0
сандарыберілсін,мұндааі менbiекіліктүрдекодталғанондық
B=bnbn1...b1b0
цифрлар
(тетрадалар).
Онда
A+B=ZnZn-1...Z1Z0.
Бұл
жерде
Zi=ai+bi+pi-1-piq.Бұлөрнекте
p i ={0;1},p i-1 ={0;1} берілгенцифрданжəне
берілгенцифрғасəйкестіекіліктасымалдаулар,
q=10 -санаужүйесініңнегізі.
Dкодтардыңəрқайсысындасандардықосудыңөзіндікерекшеліктерібар,сондықтано
лардыжеке-жекеқарастырайық.D1-коды.D1кодындасандардықосқандамынадайжағдайларболуымүмкін:
Егер ai +bi+pi <10 болса,ондатетрадаларменоперацияорындалғаннанкейін
дұрыснəтижеалынады.
Егер ai+bi+pi-1³10 болса,ондаондықтасымалдау
p пайдаболадыжəне
i
қосынды ai+bi+pi-1-pi ×10 (мұнда p=1)болуғатиіс.Дұрысемеснəтиженің
i
пайда болу белгілеріне 15³ai+bi+pi-1³10
болғанда əр тетрадалық
тасымалдаудың p=16тууыжəнерұқсатетілмегенкомбинациялардыңпайда
i
болуыжатады түзетудіқосуқажет.
D-кодтардатеріссандардыөрнектеу
Теріс сандар ондық D-кодтарда тура, кері жəне қосымша
көрсетіледі.A=-a0a1a2a3...anболсын, мұнда тетрадалар(i=1,2,…,i). Онда
1an
[A]тура=1,a1a2...an
ai-тетрадалрдағы q-1=9-ға
[A]кері=1,a1a2...an, [A]қос=1,a1a2...an,
мұнда
дейінгітолықтама.D1кодындатетрадацифрларынтікелейтерістеудеоны9ғадейінемес24-1=15-кедегйінтерістеудіайтады.15-9=6(0110)
болғандықтан,D1кодында
керікод
алуүшін
тетрдалрғаалдымен0110шамасынқосады,онансоңтетрадаларцифрларынтерістей
ді.
D1-кодтардаалгебралыққосындылау
D1кодтардаарифметикалықəрекеттерекіліксанауарифметикалықəрекеттерекіліксан
ауарифметикасыныңережелеріменжүргізіледі.Бірақмұндаөзіндікөзгешеліктерді
ескерукерек.
D1-кодтарындасандардыкөбейту.
D1кодтарындасандарекілікесептеужүйесіндеқолданылатынкөбейтутəсілдеріменкө
бейтіледі.Бірақмұндағыөзіндікерекшеліктердіесепкеалукерек.D1кодындакөбейтуүшінкөбейтудіңəрқадамында4разрядқажылжытылғанКБҚғакөбейгішkреттүзетуережесінсақтауарқылықосылады,мұндағыkкөбейткіштіңтө
менгіразрядынанбастапКБҚныоңғажылжытуарқылыкөбейтуəдісікеңіненқолданылады.Көбейтутуракодтажү
ргізіледі.Көбейтіндітаңбасыкөбейгіштертаңбаларын2модулібойыншақосындыл
ау
арқылыанықталады.
D1-кодтардасандардыбөлу.
D1кодтардабөлуамалыекіліксанаужүйесіндеқолданылатынбөлутəсілдеріерекшелік
терінескереқолданылады.БөлуамалыментураD1-клдындаорындалады. Нəтиже
таңбасы бөлінгішпенбөлгіш таңбасын2модулібойыншақосуарқылыанықталады.
Қалдықтықалпынакелтірмейбөлуəдісіндеалдыменбөлінгіштенбөлгішазайт
ылады.Алынғанқалдықтаңбасыоңболса,ондацифрларсанағыш(ЦС)"1"гаарттырылады.Егербөлінгіштенбөлгіштібіртіндепазайтукезіндеанықталатынбө
ліндіцифры(тетрадасы)қалыптасқанынбілдіреді.Қалыптасқанбөліндімəніцифрл
арсанағышындакөрсетіледі.Онансоңбөлінгішоңғақарай4разрядқажылжытылады
(немесеқалдықсолғажылжытылады). ЦС-та9санының екілік мəнінжазады.
Терісқалдықққа алынған кезде əрбір
қосындылауданкейінЦСбіргеазайтылады.Бөліндініңкезектіцифрықалыптасқанк
ездеқалдықтаңбасыоңболады.ЦифрмəніЦСкөрсетуіменанықталады.Одансоңбөл
гішқайтаданжылжытылады,бөлгішқалдықтанқайтаданбіртіндепазайтылады.Бөл
упроцесібөліндініңбарлықразрядтарыанықталғаншажүргізіледі.
Негізгіəдебиеттер:1[401-421];2[196-263];3[51-115]
Қосымшаəдебиеттер:1[236-283];2[305-361];
Бақылаусұрақтары:
.Бұлжағдайлардадұрыснəтижеалуүшінтетрадаға+0110-гетең
1. Есептеу техникасындағы көбейту операциясы қандай
қарапайымоперацияныңкөмегіменорындалады?
2. Көбейтудіңқандайтəсілдерінбіоесіз?
3. Көбейтудіңтүрлітəсілдерінемысалкелтіріңіз.
4. Есептеу техникасындағы бөлу операциясы қандай
қарапайымоперацияныңкөмегіменорындалады?
5. Бөлудіңқандайтəсілдерінбілесіз?
6. Бөлутəсілдерінемысалкелтіріңіз.
7. Ондықсандардыесептеутехникасындакөрсетуерекшеліктері?
8. Салмақталғанжəнесалмақталмағанокілік-ондықсанаужүйелері.
9. 8421санаужүйесі.
10.2421санаужүйесі.
11.8421+3санаужүйесі.
12.8421+6санаужүйесі.
13.Əрсанаужүйесінденəтиженітүзетуқалайорындалады?
14.Əрсанаужүйесіндеқосуоперациясынамысалкелтіріңіз.
Дəріс10ЭЕМңескесақтауқұрылғысы(ЕСҚ).ЕСҚқұрамы,жіктелуіжəнеиерархиясы
Еске сақтау құрылғысы ЭЕМ жадысының қызметін атқарады жəне
деректерменпрограммаларкомандаларынсақтауғаарналған.ЕСҚнаалданалатапсырманышешугеарналғанпрограммажəнебастапқыдеректер,алтап
сырманышешубарысындааралықжəнеақырғынəтижелержазылады.Қажетболған
жадығабұлдеректероқыладыжəнеЭЕМ-ніңбасқаблоктарынабағытталады.
ЕСҚ,негізінен,сыйымдылығыменжəнежылдамдығыменсипатталады.
Сиымдылық—ЕСКдабірмезгілдесақтауғаболатынақпараттарбірлігініңмаксималдысаны(белгілібірр
азрядтымашиналықсөздернемесебайттар).Сиымдылықтыңүлкенболуынабайлан
ысты(1012биткедейін)үлкенірекөлшембірліктеріқолданады:киллобайтк(1Кбайт=1024байт),мегабайт-М(1Мбайт=1024Кбайт),гигобайтГ(1Гбайт=1024Мбайт).ЖылдамдықбағаланатынЕСКңуақытыныңпараметрлері—жазуциклы.
ЕСКжіктелуі:ЕСК-ңатқаратынқызметтерінеқарайбылайжіктеледі.
- Сыртқы ЕСҚ, бірнеше ондаған немесе жүздеген
мегабайттысиымдылықтыақпараттардыңүлкенкөлемінсақтауғаарналған.
- Жедел жады құрылғысы-тапсырманы шешудің ағымдық
кезеңіндеинтенсивтіқолданылатынақпараттардысақтауғаарналған.
- Жоғарыдажеделжадықұрылғысы—
тапсырманышешідіңағымдықкезеңіндеинтенсивтіқолданылатынақпараттардыса
қтауғаарналған.Бұлжадыныңжылдамдығыпроцессоржылдамдығыменөлшеугеб
олады.
- БуферлікЕСШ(БЕСҚ)деректердіуақытшасақтауғаарналған.Ақпараттарды
орналастыружəнеіздеутəсілдерінебайланыстымекендік,
магазиндік(стектік)жəнеассоциативтіжадыболыпжіктеледі.
Мекендікжады.ҚарапайтымЭЕМ-
деақпарат(ұяшықтардыңмекенібойынша(нөмері)
ізделеді.
Стектіжады.Бірбіріменразрядтытізбекпенбайланысқанұяшықтардантұрады.
Процессорменстектіжадыарасындаақпараталмасутекжоғарғыұяшықстектөбесіарқылыжүзегеасырылады.Жаңасөзді(команданы,санды,символдыжəн
ет.б.)жазғанкездебұрынырақжазылғансөздербірұяшыққатөменжылжиды,алжаңа
сөзстектөбесінеорналысады.Оқукезіндестектөбесіненбасталыпоқылады(оқыған
нанкейін барлықсөздербірұяшыққажоғарыжылжиды).МұндайжадыLIFO(LastInfirst-Out)принціпібойыншажұмысжасайтынжадыдепаталады.
Стектікжады—
ішкіпрограммаларменжұмыста,үзулердіөңдеуге,трансляторқұрудажəнет.б.тиімд
і.Стекретіндемекендікжадыныңбірбөлігінқолдануғаболады,бұлстексиымдылығ
ынөзгертіп,аппаратураныэкономдауғамүмкіндікбереді.Кейбірмашиналардысон
дайақсыртқыстектеқолданылады.
Сыртқыстектінжұмыспринціпінкөрсететінсұлба.
СтекP[0],P[1],…P[M]резисторлардан,мекентердіңреверсивтісанағыштарын
ан(СЧА),мекентердешифраторынан(ДША)тұрады.
СЧАетекстекнұсқағышыболыптабылады.ЖұмыстыбастардаСЧА:=сигналы
нберіп,«0-теңемес»күйінорнатамыз.ОнансоңДШАP[0]генұсқайдыжəнежазусигналыбойыншасөзстеккеХкірісшинасыменжіктеледіжəнеP[0]-гетеңемескежазылады.
Dуақыткідірістенкейін(бұлуақытР[0]:=Xберумикрооперациясынорындауү
шінжеткілікті)СЧАкүйібірге
өседі.Осылайша,келесісөздердіжүктегенде,оларP[1],P[2],P[3]—
жəнет.б.орналасады.
Стектенсөздіоқу.Оқусигналыбойыншажүзегеасады,бұлсигналкеліптүскенд
еСЧАкүйібіргекемиді.ОдансоңУ*шығысшинасынастеккесоңғыжазылғансөзкеліптүседі.ЕгерсөзстеккеА1,A2,A3тə
ртібіменжазылса,А3,А2,А1керітəртіптеоқылады.Ассоциативтіжады.Жыдыны
ңбұлтүріақпаратты оның мазмұны бойынша таңдау мүмкіндігін қамтамассыз
етеді
(ассоциативтібегісінемеседискрипторыбойынша).Жадыныңбұлтүрінбүсініктібо
луүшінмысалменберелсін:
ЕЭМжадысыесептетұрғанавтомобилтуралыақпараттысақтайтынұзынұяшы
қтардантұрсынделік.ЗАЗ963маркалыбарлыққаратүстіавтомобилдітуралыжеделтүрдемəліметтералукерек
болсын,яғнижадыдантаңдап,декодалап,жадыныңбарлықұяшықтарынанжекелеге
нқұрамдасбөлітерді(өрістерді)басыпшығарукерек,алдыңғыоңзаряды0101001001
кодынқамтысын.
Мұндағы010100—ЗАЗ-965автомобилдінкоды,ал1001қаратүскоды.
Егермекендікжадынемесе
стекқолданылса,
ондаіздеу
процедурасыжəнеқасиеттіақпараттышығаруүшінжадыныңжекелегенұяшықтағы
лардыңтізбектейоқу11111111100...00маскасыныңкөмегіменалдыңғы10биттібелг
іменбелгілеп,ізделетінкодпен(0101001001)белгіленгенкодтысалыстырып,салыст
ырунəтижесісəттіболғанжағадйдаақпаратты шығаруқажет.
Бұлпроцедураəрине,рационалдыемес,себебііздепотырғанмарканықара
үстЗАЗ965машинасыазболуымүмкін,дегеніменЭЕМдегібірнешежүздегенмашиналарды
ңішіненіздегенкездежадыныңжүздегенұяшығыноқыпталдаужасауғатуракеледі.
Ассоциативті жадыны қолданған кезде іздеу уақыты күрт қысқарады.
Ассоциативтіескесақтауқұрылғысында(АЕСҚ)ақпараттыіздеуқалайжүзегеасыр
ыладыекен,сонытүмендегісұлбабойыншақарастырайық..
Жадыблогыекібөлімнентұрады:
1бөліктенегізгіақпаратсақталадыданегізгіақпаратжыдысыныңблогы(БПОИ)депат
алады.
2-бөлікте—ассоциативтібелгілер(БПАП)сақталады.
АссоциативтібелгілердіоқукезіндеАПОжəнемаскакодыР2АПОсұраныстың
ассоциативтібелгілерірегистірінежəнеР2Ммаскарегистірінежазылады.
ІздеуР2АПОразрядтарыныңР2Мдегібірсəйкескелетінмазмұныбойыншажүр
гізіледі.ƏріқарайБПАПлогикалықблогындаАПОкодыныңмаскаланбағанразрядт
арыБПАПтасақталғансалыстырылады.СалыстырунəтижесіндеР2СВП(сəйкестік
регистірі)регистіріндетіркеледі,оныңразрядтылығыБПАПсөздерсаныменанықта
лады.
ОқуғажататынБПОИұяшықтарыныңсаныР2СВПбірліктерініңсаныменанық
алады.
АқпараттысаңдаутəсілдерібойыншаЕСҚнегізгі2типібар:
- Еркінтаңдаулы;
- Тізбектейтаңдаулы;
Еркінтаңдаулыдаберілгенсөзгеқатынасқұрууақытыжадыдағыорналасқанор
нысəуелсіз,екіншісіндетəуелді.СөгееркінқатынасқұружадысыннемесеЖЕСҚқұрудепаталады.Жадының
арзанырақэлементтерібар,онда0немесе1ретжазылады,(дайындаукезінденемесеқ
ұрылатынЭЕМдеорнатукезінде).МұндайэлементтердіқұрылғанЕСҚ—
ы(тұрақтыескесақтауқұрылғысы)жəнеТПЕСҚ(программаланғантұрақтыескісақт
ауғаарналғанқұрылғысы)депаталған.ПТЕСҚварианттарыныңбіріӨПТЕСҚ(өшірі
летінПТСЕТҚ)болыптабылады.Оныңмазмұнымұныңарнайықондырғыдаөшіріп,
сонансоңақпараттықайтадантолтыруғаболады.
ТізбектейтаңдаужадысынаСЕСҚ(сыртқыескесақтауқұрылғысы)жатады.Бір
ескесақтауэлементіменбайланыстырылғанмекендікжəнеразрядтыңшиналарыны
ң(өткізгіштер)санынабайланысты2D,3D,2.5D(DАғылшынсөзіндегіDitnention(өлшемі)соданкейіналғашқыəріп)жүйеліЕСҚбар.
21)ЖүйелікЕСҚЕСЭненқұралғанжазықматрицаныбілдіреді.Матрицаданəр
ЕСНтаңдаубірмекендікжəнебірразрядтықшинаменжүзегеасады.3DжүйеліЕСҚnжазықматрицадантұрады,əрматрицадаnЕСЭібар.ƏрматрицаданЕСЭінтаңдау.2мекендікшинаныңкөмегіменіскеасадыалкодты
жазужəне оқу 3разрядтышинабойынша іскеаспақ.2,5D ЕСҚ-да
мекендікжəнемекендіксызықшаразрядтықшинабойыншаоқылады,шығыссигнал
ынтүсіру—3-шинабойыншажүзегеасырады.
Кодтарды
ЕСҚменжазу2шинаменжүзегеасырылады:мекендікжəнемекенік—
разрядтықалғашқыекі
кезеңніңЭЕМдеЖЖҚжəнеТЕСҚретіндетікбұрыштыгестерезистармағынқамтит
ынфериттіөзекшелердегіЕСҚҚықолданылған.ҮшіншіжəнетөртіншікезеңЭЕМдежартылайөткізгіштіЕСҚықолданылды.ЖартылайөткізгіштіЕСҚныңалдыңғыданартықшылығымынада:ж
ылдамдығыжоғары,ЕСҚның,ЭЕМқұрылғыларыментүйіндесуіқарапайым,жинақ
ы,құныарзан.
ЕСҚ-ниерархиялық ұймдастыру
ЕСҚныңиерархиясындаоныңнегізгітөрттүрінкөрсетіпкетугеболады:
- ӨтежылдамЕСҚ(ӨЖЕСҚ);
- КэшжадытиптіБЕСҚ.
- Қаттымагниттідискідегі(ЖЕСҚ)жəнеСЕСҚ;
- ИілгішмагниттікдискідегіЕСҚ(ИМДЕСҚ)жəнемагниттітаспадағыЕСҚ.(М
ТЕСҚ).
ӨЖЕСҚжартылайөткізіштіинтегралдысұлбалардырегистрлердеқұрылады.
ӨЖЕСҚжылдамдығынаносекундбірлігінқұрайды.БЕСҚтапсырманыңшешукезе
ңіндеинтенсивтітүрдеқолданылатынкомандаларменоперандолардыуақытшасақт
ауғаарналған.Буферлікжадыəдеттебағдарламалаушыдан«жасырын»қойылған,ол
онымекентейалмайды,керек
болсаоныңбарекенінбілмейдіде.Сондықтанмұндайжадыкэшжадыдегенатқаиебо
лыпотыр(кэш-САСН-құпия,ағылшынсөзі).
ОқуүшінЖЖғапроцессорқатынасқұрғанкезде,кэшкеқапсиеттісөздіқамтитынақпаратблогы
деректер,
беріледі.Кэштінтиімділігіоныңсиымдылығына,блокөлшеміне,кештен(tкэш)
сөздіоқууақытының
қатынасынажəнеЖЕСҚ(tОЗУБЛ)
–
нанблоктыоқууақынатəуелді.Əдеттеtкэш<tОЗУБЛ,КЭШқақатынасқұружиілігіні
ңұлғаюынабайланыстысөздітаңдауғажұмсалатынуақыттыңортамəніазаяды.
ЖЕСҚ-ныңсиымдылығы6416000Кбайткөлемінде,жадыциклыондағанжəнежүздегеннаносекундтықұрайды.
ЖЕСҚ-ныңшағынсиымдылығыСЕСҚның(МТЕСҚ,ИМДЕСҚ,ҚМДСҚ)шексізжүздегенмиллионнемесемилиярдтағанб
айттарыментолықтырылады.
Дегеніменбұлқұрылғыларжұмысыбаяудискіүшіндеректергеқатынасқұрууа
қытыондағанмиллисекундты,алтаспаүшінондағансекундтықұрауымүмкін.Монд
ықтанесептеупроцесіндеСЕСҚқатынаспроцессанынмүмкіндігіншеазайтыпЖЕС
Қ–нмаксималдымүмкіндіктеқолданғанжөн.
ҚазіргікездегіЭЕМЕСҚңбарлықтүрлерінқамтыйдыжəнеЕСҚЭЕМішіндеиерархиялыққұрылымғабірікті
рілген(2.33сурет).
командаларжəнемикрокомандалар)түрліұзындықтыжадыұяшықтарындаор
наласадыжəнеосы
процес
ТЕСҚ
сорӨЖ
ЖЕСҚ
Setup
SDROM
БЕСҚ(КЭШ)
ЖЕСҚ
СЕСҚ
HDD FDD DVD стример
ӨЖЖУСҚ–мұндайЕСҚретіндеЭЕМдежəнеұйымдастырылғанжады(РОК,УВР,СТЭК)болмаса,ӨЖЖЕСҚСТЭКқолданылады.БЕСҚ-əдеттеЭЕМдетүрлісыйымдылықты,қызметідеəртүрліБЕСҚболады:
Енгізу/шығарупорттарыныңкіріс/шығыстарндатуратынБЕСҚ.өлшемі=1сөз
=32разряд.
Мұндайтүрлергебөлінеді:
Тізбектіпорттар–
мұндайпорттанбуферлікрегистргеақпараттыжазунемесебуферлікрегистрденпор
тқаақпараттыберубитпен,албуферлікрегистрменЖЕСҚарасындаақпараталмасус
өзбенжүзегеасырылады.
Параллельпорттар–
ЖЕСҚменпортарасындаақпаратбитпен,буферлікрегистрменЖЕСҚарасындасөзб
ен
алмасады.
ПринтерБЕСҚ–баспабуфері–ЖЕСҚңбөлігіболуымүмкін,болмасапринтердібасқарушағынсұлбасында(қазіргікездегі
компьютерлерде)интеграцияланғанболуымүмкін,сыйымдылығы:
принтергеорналастырылғанбуферлерде(лазерлікжəнеағынды)–
тиянақталған~Кбайт;
ЖЕСҚбөлігіболыптабылатынбуферлерде(матрицалық)
–
бірбет,
немесебарлықмəтін-əлдеқайдажайырақ;
кілтжиынныңБЕСҚ–сыйымдылығы256байт(сивол);
процессорменЖЕСҚарасындағыБЕСҚ–
КЭШсыйымдылық~Кбайт,2КЭШболуымүмкін:
КЭШ–командалар;
КЭШ–деректер–екімультимедиақосымшалар2арнағабөлінуімүмкін–
аудиожəневидео–буфер.
ЖЕСҚ–жеделестесақтауқұрылғаны(RAM)–
тапсырманышешууақытындадеректерменпрограммалардысақтауғаарналған.ЭЕ
М-ңміндеттіқұрылғысы.ҚазіргіЭЕМ-
деЖЕСҚбірнешебөліктерден(шағынсұлбалар)тұрады.Қазіргі
жартылайөткізгішті ЖЕСҚ-ң ерекшелігі корек көзінен
компьютердіөшіргендеақпараттыңжоғалыпкетуі:жоспарлыжəнерұқсатетілмеген
түрлерібар.нақтыбіруақыттаорындалатынтапсырмажəнеоныңдеректеріЖЕСҚдасақталады.ҚазіргіЖЕСҚңүлкенкөлеміоғанқатынасқұрууақытыныңбірнешеесеүлкендігіменерекшеленеді
(процессордыңмашиналықоперацияныорындауыменсалыстырғанда).Сондықтан
процессорменЖЕСҚарасынаБЕСҚ(КЭШ)қоюқажеттілігітуындайды.
СЕСҚ–негізіненақпараттыЖЕСҚданалады(процессордантікелейберумүмкіндігінеқарамастан).
ТЕСҚ–процессорғаақпаратты(өзгермейтін)біржақтыберугеарналған.
Жадыны ұйымдастыру тəсілдері.
МекендеутəсілдерібойыншаЕСҚмынадайтүрлергебөлінеді::
2
адретікЕСҚ,
3 мекенсізЕСҚ.
МекендікЕСҚ-ғақатыстылар:
4 жадыұяшығынаеркінқатынастыЕСҚ,
ТізбектейқатынастыЕСҚ,
6
циклдыққатынастыЕСҚ.Мек
енсізЕСҚ–ғақатыстылар:
-стектікЕСҚ,
7 ассоциативтіЕСҚ
Жеделжады.
Жеделжады(ЖЖ)ЭЕМніңмаңыздыкомпоненттерінежатады.Оныңпараметрлерінебарлықжүйеніңфункц
ионалдықмүмкіндіктеріелеулідəрежедетəуелді.
Жеделжадыныңсипаттамаларыжəнеоныңқұрылғыларыныңерекшеліктеріма
ңыздыфакторболыптабылады,себебіоғанкомпьютердіңжұмысжылдамдығыбайл
анысты.Керек
болса,«жылдам»процессорболғанныңөзіндежадыдандеректердітаңдаужылдамд
ығытөменболуымүмкін,ЖЖ-ныңнақосыжоғарыемесжылдамдығыЭЕМ
жұмысжылдамдығынанықтайтынболады.Жадыменжұмысциклыныңуақытыtmо
рталықпроцессоржұмысциклыныңуақытынаtcқарағандаедəуірелерліктей.
ЖЖғақатынасқұрукезіндеқатынасқұрууақытыT=tm+tc,бұлуақытпериодындабірдебі
рқұрылғыжұмысістейалмайды.Осылайша,ЖЖғақатынасқұрупроблемасытуындайда.
ЖЖəдеттеDRAM(DynamicRandomAccessMemory)еркінтаңдаулы,динамика
лықтиптішағынсұлбадаорындалған.Мұндайжадыныңəрбитіжартылайөткізгішті
кристалл
құрылымындақұрылғанконденсатордазарядтыңболуы(немесеболмауы)түріндек
өрсетіледі.
Басқа,қымбатырақжадытүрістатикалық.SRAM(StaticRAM)элементарлыұяшықретіндестатикалықтриггерлер
діқолданады,оныңсұлбасыбірнешетранзисторлардантұрады.Статикалықтиптіжа
5
дыжоғарыжылдамдыққаие.
Динамикалықжады.
DRAMқазіргікездегікомпьютерлердеəдеттежалпығаарналғанжеделжадыре
тінде,сондай-ақбейнеадаптержадысыретіндеқолданылады.
ҚазіргікездегіжəнеперспективтіДКдеқолданылатындинамикалықжадытиптері:DRAM,FPMDRAM,EDODRAM,BE
DODRAM,EDRAM,CDRAM,
SynchronousDRAM,DDRSDRAMжəнеSLRAM;бейнежады:MDRAM,VRAM,WR
AM,SGRAM,RDRAMжəнет.б.
Статикалықжады.
SRAMқазіргікездегіДК-деЖЕСҚ-ніңнегізгікөлемінкэштеуүшін
екіншідеңгейліКЭШ-жадыретіндеқолданылады.
SRAMəдеттеТТП,КМОПнемесеБиКМОП–
шағынсұлбаларынегізіндеорындалады.Деректергеқатынасқұрутəсілдерібойынш
аасинхронды,сондайақсинхронной.болыпбөлінуімүмкін.
Деректергеуақыттыңеркінсəтіндеқатынасқұрудыасинхрондыдепатайды.Ас
инхрондыSRAMүшінші÷бесіншікезеңдіпроцессорлардыңмат.
Платасындақолданылды.Мұндайжадыныңұяшықтарынақатынас
құрууақыты15нс (33МГц)–тен8нс (66МГц)–кедейін.
ЖЖңжылдамдығынасипаттамаберуүшіноқу/жазуциклықолданылады.Жадығақатын
асқұрғанда(оқунемесежазужөнінде)біріншімашиналықсөзге
келесіүшсөзгеқарағандакөбіректактжұмсалады.
АсинхрондыSRAMүшінбір
сөздіоқу
үшін3такт,жазу4тактыменорындалады.Бірнешесөздіоқу:3–2–2–2,алжазу:4–3–3–
3тізбегіменанықталады.
СинхрондыSRAM–
деректергеқатынастысинхронды,тактылықимпульстарменқамтамасызетеді.Ола
рдыңаралығындажадыдеректердіңкелесіүлесінеқатынасқұрудыдайындайды.Бес
іншікезеңмат.Платаларыныңкөпшілігіндесинхрондыжадыныңбіртүрі–
синхронды–конвейерлікSRAM(Pipelined–
BurstSRAM)қолданылады.Біроперацияныорындаууақыты(оқу/жазу)үштактылы
құрайды,алтоптықоперациялар3–1–1–1тактыны1-шіқатынаста,1–1–1–
1келесіқатынастаиемденеді–сурет.ЕСҚ-.Бұлжылдамдықты30%-ғадейінөсіреді.
Буферлікжады
БЕСҚ–құрылғыжұмысынжылдамдатуғаарналған,тактылықжиілігіЭЕМңеңжылдамқұрылғысы–процессордыңтактылықжиілігінентөмен.
БуферлікЕСҚ-ішіндеКЭШ–жадыерекшемəнгеие.ҚазіргіЭЕМ–деКЭШ–
жадыбіртектіемесқұрылымғаие:
Біріншіден,L1жəнеL2деңгейліКЭШ–жадыбар.
L1деңгейі–
процессоршағынсұлбасынаинтеграцияланған,көлемі~10гКбайт,жылдамдығыжо
ғары;
L2деңгейі-жекекорпусташығарылады(SRAM)мат.Платадаорнатылады.
Екіншіден,КЭШ–
жадыныңекітүрібар:КомандаларКЭШ–жадысы;
ДеректерКЭШ–жадысы.
Көппроцессорлыжүйелердебірдеңгей діңбірнешеКЭШ-іболуымүмкін.
Тұрақтыескесақтауқұрылғысы(ROM)
Тұрақтыескесақтауқұрылғысытұрақтынемесесирекөзгеретінақпараттармас
сивінсақтауғаарналған.
ТЕСҚдажұмыскезіндетексақталғанақпараттыоқужүзегеасырылады.ТЕСҚқазаргіуақыт
татүрліЭКМдердежиіқолданылатынтұрақтыларды,стандарттыпрограммаларды,программала
ртранцлясияларды,диагностикалықтесіттердітүрліоперациялардыорындаудыбасқ
аруғаарналғанмикрокомандалар(микропрограммалар)жиындарын,кодттардытүр
лендірушімикрокомандаларды
,арнайыесептеуіштерді,символдаргенераторынсақтауүшінқолданылады.ЖЕСҚменсалыстырғандағыТЕСҚ-ныңайырмашылығы:
сенімділігі,жылдамдығы,ақпараттықсиымдылығы,энерготəуелсіздігіжоғары,яғн
икереккөзінөмірінтастағанныңөзіндеақпараттысақтапқалумүмкіндігібар деген
сөз. Техникалықжүзеге асырылуына байланысты ТЕСҚ-ның
мынадайтүрлерібар:
- трансформаторлық:
- жартылайөткізгіштік(транзисторлық,диодтық).
Қазіргіуақыттатранзисторлықжадыэлементтінқамтитын(биполярлықжəне
МОПтранзисторлары)ТЕСҚкеңқолданысқаиеболыпотыр.
МОП-тағы ТЕСҚ компаненттеріжоғары тығыздылықты қамтиды жəне
қатынасқұрууақыты10-300нс-діқұрайды.
АқпараттыжазутəсілібойыншаТЕСҚ,
- маскаменпрограммаланатын;
- қолданушыменпрограммаланатынболыпбөлінеді.
Маскаменпрограммаланатын
ТЕСҚ-да
ақпаратфотошаблондардыңкөмегімендайындаукезіндежазылады.
ҚолданушыменпрограммаланатынТЕСҚгеақпаратқолданушыарқылыэлектрліккернеунемесетоқтыңəсеріненрпауысудыңойығыменнемесеқосқыштардыжағуарқылыжазылады.Қолданушыме
нпрограммаланатынТЕСҚшағынсұлбасыбірреттікпрограммаланатынТЕСҚжəне
қайтапрограммаланатынТЕСҚболыпбөлінеді.БірреттікпрограммаланатынТЕСҚ
гежазылғанақпаратөзгермейді,таңдаурежиміндеонытекқанаоқуғаболады.Қайтап
рограммаланатынТЕСҚдаақпараттыбірнешеретжазуғаболады.ҚайтапрограммаланатынТЕСҚныңқазіргіуақыттабірнешетиптерібар.Оныңбіреуіндеақпараттыжазужəнеөшіруэ
лектрліктəсілменжүргізілсе,екіншісіндежазуэлектрліктəсілмен,олөшіруультракү
лгінсəулеменшағылыстыруарқылыжүзегеаспақ.
7.33 ниерархиялықұймдастыру
7.34 –сурет.
2.34 суреттедиодтыжəнетранзисторлыТЕСҚжадыэлементерікөрсетілген.Талапетілге
нЖЭ-нтаңдаумекендікшинаға(2.34,а)таңдаусигналынберу
арқылыорындалады.Бірлікдеңгеймекендікшинамендиодарқылыбайланысқанраз
рядтықшиналардаорналасады.
ДиодтыТЕСҚғаақпараттыжазуқажетемесдиодтардыжазуменжүзегежазуменасырылмақ.2.34,б
суреттеМДПтранзистордағыжадыэлементікөрсетілген.
ТұрақтыжадыныңкеңтаралғантүрлерініңбіріROM(ReadOnlyMemory).ROM–
текоқуғаарналғанжадыорысшабаламасыТЕСҚ(тұрақтыескесақтауқұрылғысы).Е
гердəлірекайтсақ–MaskROM(МаскалықТЕСҚ).Жадыұяшықтардыңмекентелгенмассивітүрінде(матрица
)құрылған,əрұяшықақпаратбірлігінкодалайалады.ROMғадеректерлитографиялықтəсілмен,алюминдібайланысжолдарыныңмаскасынор
натыпжасағанкездежазылады.
Мұндайжолдыңсəйкесорындабар–жағы“0”немесе“1”–менкодаланады.MaksROMқұрамындағылардыңмодификациясыныңкүрделілігіменерекшеленеді,алөн
дірістікциклұзақтығы(48апта).Сондықтанжадыныңбұлтипікеңтаралымғаиеболаалмайотыр.
Артықшылығы:
1. Дайын программаланған шағынсұлбалар (өндіру көлемінің
жоғарыкезінде)құныныңтөмендігі.
2. Жадыұяшығынақатынасқұружылдамдығыныңжоғарылығы.
3. Дайын шағынсұлбаның жоғары сенімділігі жəне
электромагниттіөрістергеберіктігі.
Кемшіліктері:
1. Дайындағаннанкейіндеректердіжазужəнемодифицирлеудіңмүмкінем
естігі.
2. Күрделіөндірістікцикл.
Негізгіəдебиеттер:1[468-521];2[263-314];3[140-196];
Қосымшаəдебиеттер:1[283-335];2[361-386];
Бақылаусұрақтары:
Есептеутехникасыжабдықтарыныңескесақтауқұрылғыларыныңжіктелуі
1.
2. ЕсептеутехникасыжабдықтарыныңЕСҚқұрамы.
3. ЕСҚиерархиялыққұрылымы.
4. ТүрліЕСҚқызметтері.
5. ЕСҚ қайсысы есептеу техникасы жабдықтарының
жұмысынұйымдастыруүшінминимальдықажетболыптабылады?
6. Жеделжадыныңсипаттамасы.
7. Статикалықжадыныңдинамикалықжадыданайырмашылығы?
8. Синхрондыжəнеасинхрондыжадыныұйымдастыру?
9. БуферлікЕСҚтүрлеріатқаратынқызметтері.
10. Жергіліктібасқарублогыдегенімізне?
Дəріс 11 ЭЕМпроцессорлары.
Процессор– ЭЕМ құрылғысы,ақпаратты берілген алгоритмге
сəйкестүрлендіругеарналған.
Жіктелуі.
1. тағайындалуыбойынша:
- əмбебап – Басқаруды реттеу жəне барлық ЭЕМ-ді бақылау
үшінбелгіленген(орталықпроцессор–СРИ);
- мамандандырылған–
тапсырманыңбелгілібіркласын(біртапсырманы)шешугеарналған.
2. ішкіжұмысыбойынша:
- конвейерліктипті – конаейерлерді ұйымдастырудың екітипі
болуымүмкін:
* процессорорындайтыноперациялартоптарғабіріккен,операцияныңəрто
бынорындауүшінжекеблокболады.Блоктарбірбіріментізбектейорналасқанжəнеконвейертүзеді;
* ЭЕМ-ніңбіртиптіпроцессорларыконвейергеұйымдастырылған(АС-те–
2конвейер);
- векторлықтипті – бір программа бойынша бір мезгілде
бірнешепараметрлердіөңдеугемүмкіндікбереді;
- ассоциативті типті– символдық ақпараттың үлкен
массивінөңдеугеарналған(АЕСҚнегізіндеқұрылған).
Қазіргікомпьютерлердепроцессорқұрамынаарифметикалықлогикалыққұрылғылар(АЛҚ)жəнеорталықбасқаруқұрылғысы(ОБҚ)кіреді.
Процессордыңжалпыламақұрылымдықсұлбасы
ОБҚ
СБ
ЖББ
ӨЖЖЕС
Қ
АЛҚ
КББ
АЛҚ
ОББ
БР
ЗП
2.35–сурет.Процессордыңжалпықұрылымдықсұлбасы
АЛҚ–арифметикалық-логикалыққұрылғы;ОБҚ–
орталықбасқаруқұрылғысы:
СБ–синхрондаублогы;
КББ–
команданыбасқарублогы;ОББ–
операцияныбасқарублогы;БР–
басқарурегистрлері:
- Программаныңкүйсөзі(органдаррегистрі);
- регистр/командаларсанағышы;
- маскаларрегистріжəнет.б.;Ө
ЖЖЕСҚ(стек);
ЖББ–
жадыменбайланысублогы.Арифметикалықлогикалыққұрылғы.Мыналардыорындауғаарналғ
ан:
- арифметикалықоперацияларды;
- логикалықоперацияларды;
- жылжытуоперациясын;
- алфавиттіцифрлықөрістерменоперациялар.Жіктелуі:
1. ақпараталмасутəсілібойынша:
- тізбекті(параллельді(параллельді-тізбекті);
2. деректердікөрсетуформасыбойынша:
- тиянақтыүтірлісандарүшін;
- жылжымалыүтірлісандарүшін;
- ондықцифрлардыөңдеуүшін;
3. санаужүйесібойынша:
- Екіліксанаужүйесінде;
- Ондықсанаужүйесінде;
- Қалғанкластысанаужүйелерінде;
- Фибоначчижүйесінде;
4. құрылымыбойынша:
- əмбебап, командалар жүйесінің барлық операциялары бір
ғана
блоктыңқатысуыменорындалады;
- конвейерлік–
АЛҚблоктарғабөлінген(тізбектіжалғанған),əрблоккомандаларжүйес
іненұқсасбірнеше(біроперацияныңкөлемінде)операциялардыорынд
айды.
Жады
ЖББ
ІР
Б
БжД
Б
Ө
ЖЖЕСҚ)БҚ
Қателерсигналы
ОБ
2.36 –сурет.АЛҚ-ңжалпықұрылымдықсұлбасы
ІРБ(ӨЖЖЕСҚ)–ішкірегистрлерблогы–АЛҚ-гыңрегистрлері–
операндалардыжəнеаралықнəтижелердіуақытшасақтауғаарналған(команданыңо
рындалупериодында);
ОБ–операцияларблогы(өңдеублогы)–деректердінақтыорындаублогы.
- логикалықақпарат(процессорда)
- тиянақтыүтірлісандар(процессорда)
- жылжымалыүтірлісандар(сопроцессорда)
- ондықсандар(сопроцессорда)
БжДБ-бақылаужəнедиагностикалаублогы;
Басқаруқұрылғысы.
- тізбекті-параллельді);
Кезкелгенцифрлыққұрылғыекіблоктантұрады:операциондықжəнебасқ
ару.
Операциялық блоктаəр операция микрооперацияларға бөлінеді,оларЦЕМда
белгілі бір функционалды басқару сигналдардың көмегімен
(микрокомандалардың)бірэлементарлытүрлендіругесəйкесболмақ.Микрокоман
далар
ұзындығымикрооперациялардыңорындалууақытыменанықталады(регистр
лерді
тазарту,ақпараттарды
беру,
қабылдау,
жылжжəнет.б.).Микрокомандажалпыжағдайдабірнешемикрооперациялардантұр
ады.Бірмикрокоманданыңорындалууақыты(КЭШ-сізЖЕСҚғақатынасқұрудыескермегенде)процессордыңжұмыстактысыдепаталады.Біропе
рацияныңорындалуынқамтамасызететінмикрокомандалартізбегі(ЭЕМкомандал
аржүйесіндегікомандалар)осыоперацияныңмикропрограммасыдепаталады.
Микропрограмманыорындауүшінқажеттібасқарусигналдарын(БС)басқаруқ
ұрылғысы(БҚ)бөледі.Осылайша,БҚсинхросигналдардыңжəнебасқарусигналдар
ыныңкөмегіменЦЕМбарлыққұрылғыларыныңжұмыстарынүйлестіреотырып,есе
птеупроцесінавтоматтыбасқарудықамтамасызетеді.
СШбасқақұр-ға
ОК
ЕСҚдан
ОК
Дш
ОББ
А
ПҚР
КРг
КАС
н
Хабарл.сигн
алЕСҚ-ға
СБ
БасқақұрғаШетқұр-дан
АСу
м
КББ
АӨБ
2.34 –сурет.БҚжалпықұрылымдықсұлбасы
КББ–команданы
басқару
блогы–
кезектікоманданыңкодынтаңдау,сақтаужəнедешифрлауүшінқызмететедіжəнеке
лесікоманданыңорындамалықмекенінқалыптастырады.Мыналардықамтыйды:
КРг – командалар регистрі – ЕСҚдан кезекті команданы орындауға
қабылдайды,олөзкезегіндемыналардантұрады:ОК–
операцияларкоды;
А–мекендікбөлік(операнднемесеоперандалар);ОКДш–
операциякодыныңдешифраторы;
АӨБ–мекентердіөңдеублогы–
келесікоманданыңмекенінқалыптастыруғаарналған.Мыналардантұрады:
ПҚР–программалық–қатынасқұрурегистрлері;КАСн–
командалармекенінсанағыш;
АСум–мекентерқосыгдалығышы;
ОББ–
операцияныбасқарублогымынатөмендегілергесəйкесбасқарушысигналдарынөң
депшығарады:
ОК–операциякодымен;
ХС–хабарлаушысигналмен;ШС–
шарттарсигналымен;
(бұлкездеОСжəнеБСЭЕМ-ніңбасқақұрылғысыменөндіріледі)
СБ–синхрондаублогытактылықыту
жəнесинхросигналдардыөндіреді;
БҚ(ОББқұрутəсілібойынша)мынатүрлергебөлінеді:
·
БСсұлбалықалыптастыратынБҚ(«қатаңлогикалы»БҚ);
·
ПрограммалылогикалықБҚ(микропрограммалықБҚ).
«қатаңлогикалы»ОББдабасқарушысигналдартізбегілогикалықсұлбаарқылыөндіріледі.
ТИГ–тактылықимпульстаргенераторы;ТСҮ–
тактылықсигналдардыүлестіргіш;
Q1,Q2…Qm–mЭЕМмашиналықкомандаларжүйесініңкомандалары;I1,I2…Ik–
еңұзыноперацияныорындауүшінқажеттітактыларсаны;x1,x2…xL–
логикалықшарттарсигналдары;
y1,y2…yn–басқарусигналдары.
“түрлі”ұзындықты(уақытыбойыншы)команданыорындауүшінқосымша
тактсанағышталапетіледі.
ТИГ
ОК
ОКРг
ТСҮ
ОК
...
...
ОКДш
ТДш
І1 І2 ....
Іk
Q1 Q2....
Qm
.
.
.
Логикалықсұлб
а
У1 У2
...............
х1
х2
хL
Уn
2.35 –сурет.«Қатаңлогикалы»БҚжалпықұрылымдықсұлбасы
ОББ(қатаңлогикалы)операцияныорындауүшінмикропрограммалықинтерпр
етациясыныңнегізіндеқұрылады.ОлүшінмикрооперациялартіліндеЭЕМмашинал
ықкомандаларыжүйесінінқандайдабірболмасынкоманданыңорындалумикропро
граммасысипатталады.Машиналықоперациялардыорындаумикропрограммасын
ыңнегізіндебасқаруавтоматы(МилинемесеМура)құрылады.
МикропрограммалықтиптіБҚ
ООБ–
да(микропрограммалықтипті)əрмикропрограммағ
аөзіндікбасқарусөзісəйкескеледі.Басқарусөзібір
тактыбойыншақұрылғыныңжұмыстəртібінанықтай
ды.Микропрограммамикрокомандалартізбегінент
урадыжəнемикропрограммалар(МП)жадысындас
ақталады.МП–нықайтапрограммалОКРг
ОК
х
1
х
2
.хL
МКАР
МКАДш
...
МПЖ
МKРг
Y
...
А
Уn
У1У2
2.36 –сурет.МикропрограммалықтиптіБҚжалпықұрылымдықсұлбасы
МикропрограммалықтиптіОББ-ңартықшылықтары:
-үлкеникемділігі;
-реттіқұрылымы(микрокомандаларұзындығы–
тұрақтыжəнекомандалар“ұзындығына”тəуелсіз);
-микродиогностиканыңтиімдісұлбасынқұрумүмкіндігі.
ЭЕМмультипрограммалық жұмысын ұйымдастыру.
ЭЕМ-ніңмультипрограммалықжұмысынұйымдастыруүшінқажеттілер:
-жадынықорғаужабдықтары;
-үзудіңдамығанжүйесі.
Жадынықорғаужабдықтары.
ЭЕМңмультипрограммалықжұмысрежимінұйымдастырукезіндеқолданушығаөзініңж
ады(басқақолданушыларғақолдануғамүмкіндікжоқ)аумағыбөлінукерек.
əрқолданушығабөлінгенжадыаумағынқорғауүшінмынатəсілдердіңбірінпай
далануғаболады:
·шекаралықмекентербойыншақорғау;
·маскабойыншақорғау.
·қорғаукілтібойыншақорғау.
1. Шекаралық мекентер бойынша қорғау
- əр программа
үшін(қолданушының)бөлінгенжадыныңбастапқыжəнеақырғымекенісақт
алады;
2. Маскабойыншақорғау–ЖЖтиянақталғанұзындықтыбөліктерге–
беттергебөлінеді.Процессордымаскарегистрі
болады,оның
əрбірразрядыбірбеткежауапбереді.егері-шіразряд1-гетеңболса,ондаішібеттіқандайдабір
ап,эксплуатациялаупроцесіндемикрокомандаларжиынынауыстыруғаболад
ы.
қолданушыиемденіпотырдегенсөз,егері-шіразряд0-гетеңболса,ондаішібетбосдегенсөз.Əрпрограмманыңөзініңжекемаскаларрегистріболады.
3. Жадынықорғаукілттерібойыншақорғау–
барлықжадыдабеттергебөлінеді.Қандай да бірболмасын программаның беті бос
болмаса, бетке
жадынықорғаукілтін(олқорғаукілттеріжадысынажазылады)қоядыбеткеқайтақат
ынасқұрғанкездеқолданушыенгізгенжадынықорғаукілтіқорғаукілттеріжадысын
дағыкілтпенсалыстырылады.Кілтсəйкесболса,қатынасқұруғарұқсат,егерсəйкесб
олмасақорғаурежимітексеріледіегержазуданқорғаутурса,ондабет“текоқурежимі
нде”ашылады.Егероқуданқорғаукілтітурсаондабеттіашумүлдеммүмкінемес.
Үзужүйесі
Үзужүйесіжоғарыприоритетті
программалармүмкіндігінқамтамасызетуге,приоритетітөменпрограмманыңорын
орындалуын(кейінбұлпрограммағақайтаоралуғаболады)үзугеарналған.
Бірпрограммаданекіншіпрограммаға(ЭЕМжұмысыныңмультипрограммалы
қрежимінде)көшудіқамтамасызететінарнайыаппараттық
жəне
программалық
жабдықтар жиынтығы программаныүзу
жүйесідепаталады.Үзуоғандегенсұранысбойыншажүзегеасырылады.
Үзугесұраныстаржіктеледі:
·сыртқы–басқаЭЕМ-дерден,датчиктерден жəне т.б.;
·ішкі–бақылауаппаратураларынан,программалардағықателержəнет.б.
Үзугедегенсұраныстаролардыңкеліптүсутəртібінежəнеприоритетінебайлан
ыстыорындалады.Үзужүйесініңнегізгісипаттамалары:
·
əсеруақыт=tүзугесұранысберілгенжəнеүзудіөңдеудібастауарасындағыуақыт;
·
үзутереңдігі=туындағансұранысбойыншабірбірінентізбектіүзілетінпрограммалардыңмаксимальдысаны.Программаныңорын
далуынуақыттыңкезкелгенсəтіндеүзугеболады:
·команда аяқталғаннанкейін;
·кезкелгенағымдағыкомандаорындалғаннанкейін;
·ағымдықкоманданыңорындалуыкезінде.Үзуге
кірместенбұрынЭЕМестесақтаукерек:
·
негізгіақпаратты
–келесі(бірінші
орындалмаған)командамекенін,басқарутриггерлерініңкүйін,үзілгенпрограмман
ыңжұмысрежимін,үзумаскасынжəнет.б.,үнеміаппараттықжабдықтаркөмегіменс
ақталады;
·
қосымшаақпараттарды–
үзушіпрограммақатынасқұратынрегистрлерқұралы,үзушіпрограмманыңбастапқ
ыкомандаларыменсақталады
Үзудіөңдегенненкейінсқталғанақпараттыжоғарыдағығаұқсастəсілмен
қалыпқакелтіружүзегеасырылады.
ДербесЭЕМдерде(компьютерлерде)үзудіңвекторлықжүйесіқабылданған,мұндаЭЕМқұрамы
накіретінқұрылғылардыңəрқайсысынаөзініңвекторыменшіктеледі,олмыналарды
қамтыйды:
- өңделетінпрограмманыңбастапқымекенін;
- жалаушаларрегистрін.
Векторларвекторлардыңарнайыбелгіленгенаумағындасақталады(ЖЖкіші
ардестері).Барлықвекторларбесприоритеттікластарғажіктеледі.Əркластыңішінд
етиянақталғанэлектрлікприоритетəрекетететінболады.
Негізгіəдебиеттер:1[521-589];2[314-331];3[233-281];
Қосымшаəдебиеттер:1[335-371];2[386-421];3[221-279];
Бақылаусұрақтары:
1. Процессорнеүшінкерек?
2. Команданыбасқарублогынеүшінкерек?
3. Операцияныбасқарублогынеүшінкерек?
4. Басқаруқұрылғынысыннегізгіқызметтері?
5. Сұлбалық-логикалық
типті
басқару
құрылғысыныңмикропрограммалыұбасқару
құрылғысынанайырмашылығынеде?
6. Жұмыстыңмультипрограммалықрежимінұйымдастыруүшінесептеутехн
икасындақандайжабдықтарқарастырылған?
7. Жадынықорғаудыңқандайтəсілдерінбілесіз?
8. Векторлар жүйесінің көмегіменүзудіұйымдастыру кезінде
есептеумашинасыныңжұмысындаүзуқалайжүзегеасырылады?
Дəріс 12 ЭЕМ-ге Енгізу/шығару құрылғылары.
Енгізу/шығаруқұрылғысысыртқыобъектілердіңнемесеадамоператордыңесептеужүйесіненбайланысынқамтамасызетугеарналған.ЭЕМменжəнеқоршағанортаменбайланысынақарапенгізу/шығаруқұрылғыныңекітопқ
ажіктеугеболады:
- адам-ЭЕМ-менбайланысқұрылғысы;
- басқаруобъектілеріменбайланысқұрылғысы.
ЭЕМекіліккодаланғансандарменжұмысістейтіндіктен,енгізу/шығаруқұрылғ
ысындакеліптүсетінақпараткодаланадыжəнекерікодаланады.
- Енгізу/ параллельді;
- тізбекті.
ЭЕМжырақтағыенгізу/шығаруқұрылғысыменнемесбасқаЭЕМмендеректералмасқанда,деректертізбектейалмасады.Мұндайбайланысжабдығы
ментелефонжелісінемесерадиоканалжатады.
енгізу/шығаруқұрылғысыменЭЕМарасындаекісымдыбайланысжелісіннеме
серадиоканалдықолданғанкездедеректердіпараллелькодадантізбектігежəнекеріс
іншетүрлендіруүшінарнайықұрылғыорнатылады.
Байланысжелісіарқылыдеректертөмендегіүшрежимніңбіріменберіледі:
·симплексті;
·жартылайдуплексті;
·дуплексті.
Шығаруқұрылғысы
1. Экрандықпульттер:
- алфавитті-цифрлықдисплеи–алфавитті-цифрлықақпараттардышығару
шығаруқұрылғысындамеханикалықэлементтеркөп.Кодаланғандеректербайланыс
желісібойыншаекітəсілменберіледі
үшін;
- ЭЛТ-ғыграфикалықдисплеи–мəтіндіжəнеграфиканышығаруүшін;
- көріністірегенерациялаурежимінжəнеэкрандаграфиктікобраздыңконтуры
налуғабайланыстыпараметрліктəсілдерінқамтыйтынвекторлықдисплей–
нүктелер,векторларқиындылары,символдаржиынтығытүріндестатикалықжəнед
инамикалықкөріністералуғаарналған;
- растрлықдисплей–пиксельдердентұратынкөріністералуғаарналған.
2. графтұрғызғыш–қағазғаграфикалықақпараттышығаруқұрылғысы;
3. баспақұрылғысы–принтерлер,плоттерлер;
4. СЕСҚ.
Енгізуқұрылғылары
1. Кілтжиын–электромеханикалықтиптіенгізуқұрылғысы;
2. Сканерлер–алдағы
уақыттапрограммалықцифрлаумүмкіндігібар,ақпараттыграфикалықтүрдеенгізу
құрылғысы;
3. Графикалық планшеттер – алдағы уақытта программалық
өңдеумүмкіндігібар,графикалар,сұлбалар,сызбалардыенгізуқұрылғысы;
4. Басқарушыақпараттыенгізуқұрылғысы:
- тышқан;
- джойстик;
- светтікқалам.
Негізгіəдебиеттер:1[593-621];2[331-365];3[288-393];
Қосымшаəдебиеттер:1[373-386];3[221-279];
Бақылаусұрақтары:
1. Енгізу/шығаруқұрылғысыныңқызметі?
2. Енгізу/шығаруқұрылғыларынқандайекітопқажіктеугеболадф??
3. Кедергіденқорғалғанкодалардегенне?
4. Байланыс желісі бойынша беруді ұйымдастырған кезде
қандайрежимдерқолданылады?
5. Енгізуқұрылғысынақандайқұрылғыларжатады?
6. Шығаруқұрылғысынақандайқұрылғыларжатады?
7. Енгізу/шығаруфункцияларынбірмезгілдеқандайқұрылғыорындайды?
Дəріс 13 Ақпаратты өңдеу жүйелері. Мультипроцессорлық ЕК
Деректердіөңдеудіңүлестірілгенжүйелері(ДӨҮЖ).Параллельдіесептеудежə
недеректердіүлестірілгентүрдеөңдеумынадайтапсырмалардышешудеқажет:
- күрделітехнологиялықжүйелердімодельдеужəнеқұрастыру;
- ядерлікреактордыбасқару;
- космостықзерттеулернəтижелерінөңдеу;
- геофизикалықзерттеулермəселесіншешу;
- образдардытаныпбілудежəнекөріністердіөңдеуде;
- жасандызердедежəнет.б.
ДӨҮЖ
–
бір мезгілде бірнеше
процессорларды қолданып
Жіктелуі:
1. Функционалдықтағайындалуыбойынша:
- өндірістік емес объектелерді: мекемелерді, сауда
нүктелерін,кітапханаларды,жинақбанктерінжəнет.б.басқаруқолданылат
ынОӨҮЖ;
- өндірістік:кəсіпорындарды,технологиялықжəнеөндірістікпроцестердібасқ
арудақолданылатынОӨҮЖ.
2. Басқарудыорталықтандырудəрежесібойынша:
- ОрталықтандырылғанбасқаруғаиеДӨҮЖ;
- ОрталықтандырылмағанбасқаруғаиеДӨҮЖ;
- АраласбасқаруғаиеДӨҮЖ.
3. ЖұмысрежимдерібойыншаДӨҮЖбылайшажіктеледі:
- пакеттікрежимдіжүйелер;
- сұқбаттықрежимдіжүйелер;
- уақыттыүлестірурежимінқамтитынжүйелер.
4. ЭЕМжəнеОЖтипібойынша:
- біртектіДӨҮЖ;
- жекелегенбіртектіемесДӨҮЖ;
- біртектіемесДӨҮЖ.
5. Территориалықорналасудеңгейінебайланысты:
- деректерділокальдыөңдеужүйелері;
- деректердібытыраңқыөңдеужүйелері.
6. Деректердіүлестірутəсілдерібойынша:
- бірнемесеЭЕМ-ді,орталықтандырылғандеректіжүйелер;
- иерархиялықтəуелдідеректержүйесі–басқаружүйесібірЭЕМде,алтөменгідеңгейлідеректержоғарғыдеңгейліЭЕМдеректеріменбайланысқан;
- үлестірілген басқаруды қамтыйтын, иерархиялық тəуелсіз
деркетержүйесі,барлықЭЕМдердеректердіөңдеудіңтұйықталғанжүйесінтүзеді;
- ажыратылғандерктержүйесі,барлықЭЕМ-дердегідеректер(ДӨҮЖнекіретін)құрылымы,деректердіберубірдей;
- үлестірілген деректі жүйе, мұнда əрбір ЭЕМ-ң өзіндік
деректерқұрылымыбар;
- бірдейдеректердіңкөшірмесінқамтитынЭЕМ-дерібаржүйе.
Есептеукешендеріжəнежүйелері
Есептеужүйесініңсəулеті–
жүйеніфункционалдымодульдерінің(блоктарының)əрқайсысында
жүйелікфункциялардыкөпдеңгейліжүзегеасырудықамтамасызететін,өзарабайла
нысқантехникалықжəнепрограммалықжабдықтаржиынтығыныңсипаттамасы.
ЕЖсəулетіөзарабайланысқанүштүрліқұрылымдықамтыйды:
- физикалық;
- логикалық;
- программалық.
Құрылымныңəрқайсысыжекеэлементтердіқамтыйды:Физикалыққ
ұрылым(ФҚ):
- базалыққұрылым;
- жадыныұйымдастыру;
есептеупроцестерінұйымдастырутəсілі.
- СҚəрекеттесудіұйымдастыру;
- басқарупринциптері.
Физикалыққұрылымдызерттеуқарастырылатынжүйеніңфизикалықресурста
рынанықтауғамүмкіндікбереді,процессорлардыңнемесеЭЕМң,жадыныңжəнет.б.қажеттісанынесептейді,олардыңтехникалықсипаттамаларын
ыңқандайболукеректігінанықтайды.Барлықфункционалдықмодульдердің(жады
ныңтүрлідеңгейлері,СҚжиынынқосқанда)өзараəрекеттестігіЕЖдеқабылданғанмодульдердібасқару,байланыстырупринциптерінесайболукерек.
Талапетілетінқұрылымдытаңдаукезіндемынадайсұрақаршешімінтабукерек:
- алгоритмнің берілген класымен программаның озық түрде
жүзегеасыратындайетіпЕЖқұрылымынтаңдау;
программалық
қамтаманың
құрамын
(құрылымды)
ЕЖніңмүмкіндіктерінозықтүрдеқолданаалатындайетіпанықтау;
- алгоритмдіжəнепрограмманықұрастырутəсілдерін,берілгенЕЖүшінмаши
налықтілдітаңдау;
- есептеутапсырмаларыныңкластары(солЕЖнебайланысты)анықтау.Логикалыққұрылым(ЛҚ):
- функцияларжиыны;
- командаларжүйесі;
- деректерформаттары;
- командалардыңуақытшасипаттамалары.
ЛҚ–
ЕЖ(ЕК)есептеумүмкіндігінанықтайды.Бұлкезде,программанықұрудақолданыла
тынкомандалартізімі,деректерформаттарытапсырмакласынабайланысыжүйенің
əсерінебағаберетінболады:
- программалаутілдері;
- ОЖ;
- ДҚБЖ;
- ҚПП.
ЕЖ(ЕК)ПК–
жүйенінаппараттықжабдықтарынтиімдіэксплатациялауғамүмкіндігінберетінөза
рабайланысқанпрограммаларкешені.
Осылайша,ЕЖ(ЕК)жобалаушышешімқабылдаудаүшнегізгімəселегесүйенук
ерек:
- командаларжүйесіне,олардыңорындалууақытына,сипаттамаларына,прогр
аммалаутілдеріне,қолданбалыпрограммаларына,ОЖнежəнет.б.байланыстыЕЖпрограммаларынкөрсетуформасынжəнеинтерпретаци
яережесінанықтау;
- жадының ұйымдастыру жəне есептеуді басқару
принциптерінебайланыстыпрограммалардандеректердімекендеутəсілдер
інорнату;
- деректер форматымен, жадының ұйымдастыру
тəсілдерімен,сыртқықұрылғыларменəсерлесуіменанықталатындеректердікөрсету
формасынберу.
Есептеукешендерініңжəнежүйелерініңклассификациясы
1. функционалдытағайындалуыбойынша:
- əмбебап–тапсырмалардыңкеңкөлеміншешугеарналған;
- мамандандырылған – құрылымы белгілі, алдын ала
анықталғантапсырмаларкластарыншешугеарналған.
Мамандандырудеңгейі:
- қолданушылық – қолданушының қолданбалы ішкіжүйелері
жəнепрограммаларыдеңгейінде;
- тілдік–қолданушылықпентығызбайланысты,себебіпроблемалықбағыт
программалаутілдерініңшектелгенсанынқолданудықажететеді;
- жүйелік – ОЖ мен аппараттық жабдықтар арасындағы
үлестірілгенфункцияларменбайланысты;
- функционалды – өзіндік модуль деңгейінде мамандандыру
(яғнимашиналар,процессорларнемесеЕЖшеңберіндегіішкіжүйелер);
- сəулеттік – жекежүйенің, машинаның, процессордың немесе
ішкіжүйеніңішіндегіқұрылғыларменмодульдергеқатысты
- аппараттық–ЕЖаппараттықжабдықтарынмамандандырудеңгейі;
- схемотехникалық–
бұлдеңгейжекесұлбаларғанемесеқұрастырушымодульдергебайланысты.
2. Басқарудыорталықтандыру дəрежесі бойынша ЕЖ (ЕК) мыналарға
бөлінеді:
- орталықтандырылғанбасқарудықамтыйтынжүйелер;
- орталықтандырылмағанүлестірілгенбасқарудықамтыйтынжүйелер;
- араласбасқарудықамтыйтынжүйелер.
3. ЕЖ(ЕК)жұмысрежимібойыншабылайжіктеледі:;
- «сұраныс-жауап»режиміндегі;
- нақтыуақытрежиміндегі.
4. Командаларағыны жəнедеркетерағыны саныбойынша
(ФлинуМ.бойынша)ЕЖ(ЕК)мыналарғабөлінеді:
- командалардыңдараағыныжəнедеректердіңдараағыны(КДАДДА)–
дарапроцессорлыЭЕМ(2.40–сурет).
КД
БҚ
ЖЖ
Пр.
ДД
2.37–сурет.Деректерменкомандалардыңдараағыны
- командалардыңдараағыныжəнедеректердіңкөпағыны(КДАДКА)–
матрицалық(МЕЖ),векторлық(ВЕЖ),ассоциативті(АЕЖ),қалдықкластар
ЕЖ(2.41–сурет).
КД
БҚ
ДД
Пр1
Пр2
ДД
ЖЖ
ДД
ПрN
- –
сурет.Командалардыңдкомандалардыкөпағыныжəнедеректердіңдараағыны(КК
АДДА)–конвейерлік(2.42–сурет).
БҚ
ДД
Пр1
КД1
ЖЖ
Пр2
КД2
ПрN
КДN
2.38 –сурет.Командалардыңкөпағыныжəнедеректердіңдараағыны
- ККАДКА– көп машиналы ЕК, МПЕЖ, ағынды
ЕЖ,динамикалыққұрылымдыЕЖ,гибридтіЕЖ,нейрокомпьютерлікЕЖ(2.43–
сурет).
КА1
БҚ1
ДД
1
Пр1
КА2
БҚ2
ЖЖ
Пр2
ДД2
2.34 араағыныжəнедеректердіңкөпағыны
БҚN
ДДN
ПрN
2.35 –сурет.Командалармендеректердіңкөпағыны
5. ЕЖ(ЕК)кешендеутəсілібойыншамыналарғабөлінеді:
- төменгібайланысты;
- жоғарыбайланысты.
БайланысудеңгейіЕЖ(ЕК)құрукезіндегікешендеудеңгейініңсанынатəуелді:
- СЕСҚдеңгейіндекешендеу;
- «канал-канал»адаптеріККАкөмегіменканалдардеңгейіндекешендеу;
- деректердіберуаппаратурасының(ДБА)деңгейіндекешендеу;
- жалпыжеделжадыдеңгейіндекешендеу;
- процессорлардеңгейіндекешендеу.
Кешендеудіңалғашқы үш деңгейін қолдану əлсіз байланысқан
жүйенібереді.СоңғыекідеңгейіжоғарыбайланыстыЕЖ(ЕК)түзеді.
- ҚұрамдасЭЕМ біртекті–программалықжəнеаппараттықбіріккенЭЕМдентұрады;
- біртектіемес.
6. Ішкібайланыстыұйымдастырутəсілдерібойынша:
- ортақшиналыЕЖ;
- қиылыспалыкоммутациялыЕЖ;
- көпкірістіжадылыЕЖ;
- ағынды ЕЖ–
программалықесептеуменбасқарудеректердіңдайындығыбойыншажүзегеасады;
- программаланатынжəнединамикалықсəулеттіЕЖ;
- нейрокомпьютерлер;
- матрицалықжəневекторлықЕЖ;
- ассоциативтіЕЖ;
- конвейерлікЕЖ;
- қалдықкластыЕЖ;
- гибридтіЕЖ.
7. ЕЖөңдеушітүйіндерініңқұрамына:
- жалпығаарналғанкөппроцессорлыЕЖ(МПЕЖ);
- есептеу тапсырмалары құрылымының белгілі типтеріне
бағытталған,мамандандырылғанЕЖ.
Негізгіəдебиеттер:1[626-682];2[368-375];3[343-425];
Қосымшаəдебиеттер:1[390-432];3[519-562];
Бақылаусұрақтары:
1. Параллельесептеужəнедеректерді үлестірілгентүрдеөңдеу
қажеттілігіқандайтапсырманышешубасырысындатуындайды?
2. ДӨҮЖнфункционалдықызметі,басқарудыорталықтандырудəрежесі,жұмысреж
имдері,ЭЕМменОЖтиптерібойынша,аумақтықтаралымыбойынша,дерек
тердіүлестірутəсілдерібойыншажіктемелеугемысалкелтіріңіз.
3. ЕЖ (ЕК)сəулеті қандай үш түрлі өзара байланысқан
құрылымдықамтыйды?
4. Физикалыққұрылымдеңгейіндеқандайсұрақтаршешіледі?
5. Логикалыққұрылымқандайқызметтердіжүзегеасырудықамтыйды?
6. Программалыққұрылымдеңгейіндеқандаймəселелершешіледі?
7. Есептеукешендеріжəнежүйелерініңмамандандырудеңгейінетүсінікберіңі
з?
8. Есептеукешендеріжəнежүйелеріқалайжіктеледі?
Дəріс 14 Компьютерлік желілер.
Жергіліктіжелі
өзаракəбілменбайланыстырылғанкомпьютерлердіңшетқұрылғылардың(принтер
жəнет.б.)жəнекоммутациялыққұрылғылардыңжиыны.Кəбілретінде“жуан”коакс
иалдыкəбіл,“жіңішке”коаксиалдыкəбіл
талшықты–
оптикалықкəбілжəнет.б.қолданылады.“жуан”кəбілжоғарыөткізумүмкіндігінтала
пететінбөлімшелердеқолданылады.Талшықты–оптикалықкəбілбасқа
кəбілдердіңжылдамдығы мен сенімділігітөмен
жағдайда,осыкемшіліктердіболдырмауүшінретранслятарсызбөлімшеқұрумақсат
ындақолданылады.Дегенменкəбілдікжелініңқұныжоғары,сондықтанбұларкеңқо
лданысқаиеболааламайотыр.Негізіненжергіліктікомпьютерлікжелілер“жіңішке”
кəбілнемесеқосесулісымнегізіндеқұрылады.
Алғашындажелілер“жіңішке”Ethernetпринципібойыншақұрылды.Оныңнегі
зінде–
желілікбейімдеуіш,бірбіріменкоаксиальдыкəбіларқылытізбектейбайланысқанко
мпьютерлікжеліқұрылды.Желікөлемініңөсуінебайланыстыбіршинадакөптегенк
омпьюетлердіңпараллелдіжұмысынұйымдастыруқиынболды.Коаксиальдыкəбіл
дінжұмыстаншығуыжелініңжұмысынтоқтатыптастайды.Алүзілгенжердінемесеп
рограммалықақаудыанықтаумүмкінемеседі.
Сондықтанкомпьютерлікжелініңалдағыдамуықұрылымдаупринципіменжүз
егеасырылыпотыр.Бұлжағдайдаəржеліөзарабайланысқанбөлімшелерден–
құрылымдаржиынынанжинақталады.əржекеқұрылымжелілікбейімдеуіштібірне
шекомпьютерлердентұрады.Əрқайсысыжекеесуліқоссыммен–
коммутаторменбайланыстырылған.
Қажетболғанжағдайдажелігежаңақұрылымқосылады.Қосесулісым
принципібойыншажеліқұрукезіндекөпреккəбілқолдануғаболады.Кəбілтекəрбір
жұмысорынынатаратылыпғанақоймай,алдағыуақыттақажетболадыдегенжерлер
гедетартылады.Жаңақолдаушынықосудатехбірнемесебірнешепанельдергекомм
утацияныөзгертсежетііпжатыр.
Құрылымдалғанжелідəстүрліжелігеқарағандақымбатырақбірақкөптегенжы
лдарғадейінқолданыстықамтамасызетед.
Осыпринципбойыншақұрылғанжелілерүшінарнайыэлектрондыжабдықтарқ
ажет.Соныңбірі–хаб–
желініңкоммутациялықэлементіболыптабылады.Əрхабтың8–
30аралығындаразъемдары(порттары)болады,олкомпьютердінемесебасқахабтық
осуүшінкерек.Əрпортқатекбірқұрылғықосылады.Компьютердіхабқақосқанкезде
желілікинтерфейсэлектроникасының бір бөлігі компьютерде, екінші бөлігі
хабтаболады,.
Мұндайбайланыссенімділіктікүшейтеді.Əдеттегіжағдайдахабсигналдыкүшейту
менқатар,пакет
преамбуласынқалыпқакелтіріп,туыншуылдақкедергілердіжоядыжəнет.б.
Хабтаржүйеніңжүрегіболыптабылады,көпжағдайдаоныңқызметіменмүмкін
діктерінанықтайды.Қарапайымхабтардыңөзіндепорттаркүйінанықтаушыболады
.Бұлтуындағанпроблемелардытездиагностикалауғамүмкіндікбереді.осындайқұр
ылымдалғанжүйеніңерекшежетістігікедергігетөзімділігі:оныңекіэлементініңара
сындағыбайланысбұзылғанжағдайда,қалғандарыжұмысынжалғастыраберед.
Жергіліктіжелі
Батысəлемініңкөпшілігіжеліменбайланыстыжұмысістейді.Желініэкплатаци
ялау тəжірибесі мынаны көрсетеді: желібойынша жіберілетін
ақпараттың80%бірофистіңішіндежүзегеасадыекен.Сондықтанжелімамандарын
ыңназарыжергіліктіесептеужелісіне(LAN)ауыпотыр.Жергіліктіесептеу
желісішағынгеографиялықаумақпен(1 бөлме,бірғимарат,
біраудан)ерекшеленеді.
Компьютерлікжелініңекітүрібар:біррангтыжеліжұмысынұйымдастыратына
рнайыкомпьютердібөлудіталапетпейді.Əрқолданушыжелігеқосылаотырып,желі
деқандайдабірресурстыбелгімен(дискіліккеністік,принтер),соғанқосылады.Мұн
дайжелініорнатуонайоларбелгіленгенсерверліжелігеқарағандаедəуірарзан.өзкез
егіндебелгіленгенсерверліжелі
жұмысқаикемдеукиындығына,бағасыныңқымбатынақарамастанорталықтандыр
ылғанбасқарудыжүзегеасыруғамүмкіндікбереді.
Ауқымдыжелі
Жырақтағыкомпьютерлікжелігеқосылуүшінтелефонжелісікерек.Телефонж
елісіарқылыдеректердіберіпроцессіэлектрондытербелістерформасында–
дыбыстықсигналтүріндежүреді,компьютерденкодтүріндесақталады.Компьютер
денақпараттытелефонжелісіарқылыберуүшінкодтарэлектрлі–
тербелістергетүрлендірлукерек.Бұлпроцессмодуляциядепаталады.Мекенатөзіне
жіберілгендіөзкомпьютеріндеоқуүшінэлектрлітербелістердіқайтаданмашиналы
қкодқатүрлендіріледі,бұл–демодуляция
деп аталады. Цифрлықформадан аналогты формаға ақпаратты
түрлендіруқұрылғысы(жəнекерітүрлендіру)модемдепаталады.
INTERNETхалықаралықжелісі
Internetжелісіналғашқыдүниегекелтіругесебепболған70–
жылдарбасындаАҚШқорғанысминистірлігініңAPRANETкомпьютерлікжүйесіб
олыпсаналады,ондасоғысжағдайындабайланысжелілерініңжұмысызерттелгенед
і.Желінүктелерініңүлкенаумақташашырапжатқандығынажəнеолардыңбірбіріме
нқосылужелілерініңкүрделілігінебайланыстыоныңаздаған
бөліктерібұзылғаныменсаужелілердіңөзарабайланысыжылдамқайтақұрылып,қа
лыптыжағдайынакелеалатыныайқындалды.
Дегенмен Internetтек желі ғана емес,ол - желілердің желісі.Internet
көптеген байланыс желілерін бір-бірімен біріктіріп, дүниедегі ең
үлкенкомпьютерлерторабынқұрайды.
Оныңқарапайымжелілікнүктелеріөкіметмекемелерінде,университеттерінде,
коммерциялықфирмаларда,жергіліктікітапханажүйелерінде,тіптімектептердеде
орналасқан.
Internet–
тіңбіререкшелігіоныңқұрамындағыкөптегенкомпьютерлернақтыBBSтəріздіжұм
ысістейді(шындығында,InternetкомпьютерлерініңкөпшілігіBBSсияқтыістемейді,
бірақəркімоданфайлдаралып,мəліметтербазасынпайдаланып,яғнионыңішкімəлі
меттерінпайдалануғамұрсаталады).INTERNET–кеқосылудегеніміз–
басқажерлердетұрған1000дағанкомпютерлікжүйелерменбайланысудегенсөз.Желідегікомпьютерденөкімет
архивіндегі,университеттіңмəліметбазаларындағы,жергіліктіқорлардағыкөлемін
дегі,кітапханакаталогтарындағықұжаттықмəліметтерді,суреттерді,
дыбысклиптерін,бейнелердіжəнет.б.цифрлықтүргеайналаалатынбарлықинформ
ацияныалааласыз.
INTERNET информация магистралына өте ұқсас, институт, мектеп
терминалыарқылыоғанжеңілкіругеболады.ОлүшінINTERNETтегіжүйеніңнөмірінтерукерек.Мұнанкейінкеректіжердегі(қала,мемлекет)желінү
ктесіменбайланысып,өзіңізгеқажеттіматериалдардықолжеткізесіз.Керекетсеңіз,
NASAқұжаттарында,айтаберсек,соңғыоқиғалар
көрсететіндей,ЦРУқұпияархивтеріндеоқуыңызғаболадыекен.Мінеинтернеттіңо
сындаймүмкіндіктерібар.
Есептеулербойыншаекімиллиондайкомпьютермен30миллионғажуықадамж
ұмысістепжатыр.Internetжелісінекүніне1000компьютерқосыладыекен.ISOC(Inter
netSociety–
Internetқоғамдастығы)президентініңжақындаInternetжелісінпайдаланушыларсан
ыбірмиллиардқажетедідеді.
Негізгіəдебиеттер:1[721-768];2[365-392];3[395-431];
Қосымшаəдебиеттер:1[373-386];5[421-479];
Бақылаусұрақтары:
1. Локальдыжелідегенне?
2. Желініқұрукезіндекоммутациялыққұрылғыретінденеқолданылады?
3. Желілікадаптердіңқызметі?
4. Локальдыжелініңсипаттамалықерекшелігінеде?
5. Біррангылыжелідегенне?
6. «Клиент-сервер»сəулетідегенне?
7. Желілікмекендегенне?.
Дəріс 15
Есептеу жүйелері мен желілерін жобалау негіздері
Қазіргі жағдайда есептеу жүйелері мен желілерін жобалау
есептеутехникасынқолдануменжүзегеасырылады.
Жалпыесептеутехникасыжабдықтарынжобалаудыекістадияғабөлугеболады
:
- эксплуатацияғақойылатынталаптардыжəнеесептеутехникасыныңосыжабд
ықтарынсипаттайтындеректерменбарлықматериалдардыоқыпүйренуӨнеркəсіптіңтехникалық жəне өндірістік мүмкіндіктерін талдау
негізінде
есептеутехникасыныңəзірлеуүшінтехникалықтапсырмақұрастырылып,конструк
тивтішешімніңжалпыидеясытаңдаладыда,шешуқажетмəселеанықталады.
- мəселенішешудегеніміз–конструкцияныегжейтегжейліталдап,оныконструкторлыққұжатретіндедайындау.
Жобалауменөндірукезеңдері
Жобалауменөндірукезеңдері2.44-суреттеберілген
Дайындықкезеңі
Техникалықтапсырма
Эскиздіжобалау
Техникалық жобалау
Тəжрибелікүлгініжасау
Сериялықөн
діру
Эксплуатация
2.36–сурет.Есептеутехникасыжабдықтарынжобалауменөндіру
кезеңдері
Дайындықкезеңі.Жобалаудайындықкезеңіненбасталады,оныңнегізгімəсел
есіесептеутехникасыжабдықтарынабайланыстытапсырманы
шешу
менэксплуатациялаушарттарыноқыпүйренуболыптабылады.Бұлкезеңніңмақсаты–техникалықтапсырманыдайындау.
Техникалықтапсырма–бұлқұжат,ондамыналаркөрсетіледі:
- есептеутехникасыжабдықтарыныңтағайындалуы,
- эксплуатациялау,сақтаужəнетранспортивокалаушарттары,
- негізгітехникалықсипаттамалар:ақпараттыөңдеудіңжылдамдығымендəлід
ігі,конструкторлықпараметрлері:сенімділігі,құны,жалпытехникалықталаптар(те
мпературашегі,ылғалдылық,желікернеуініңтербелісі,кедергіденқорғанушылығы
жінет.б.)қореккөзінеталаптар.
Эскиздіжобалау.Эскиздіжобалаудыңнегізгімақсаты–
есептеутехникасыжабдықтарынəзірлеудіңберілгентехникалықталаптардықанаға
ттандыратынмүмкіндіктерінанықтау.Эскиздіжобалаукезеңіндемынадайтапсырм
аларшешіледі:
- техникалықнегіздердіанықтау(яғни,физикалықэлементтерменбөлшектер
і),осыданесептеутехникасыныңжабдықтарықұрылатынболады,
- функционалды,мамандандырылған,көмекшіэлементтержүйелерінанықта
у,
жабдықтардыңболжаулысанынбағалау,
- есептеутехникасыжабдықтарыныңқұрылымынəзірлеу,есептеутехникасы
жабдықтарыменқұрылғыларының,оныңқұрамынакіретіндердіңтехникалықсипа
ттамаларынанықтау:есептеутехникасыжабдығыныңтипі,санау
жүйесі,ақпаратты кодалау тəсілдері,мекентілігі,машиналық сөз
разоядтылығы,командаларқұрамы,еске
сақтауқұрылғыларыныңтиптері
жəнеолардыңсыйымдылығы,олардыңəрқайсысынақатынасқұрууақыты,арифмет
икалыққұрылғылартиптері,енгізужылдамдығыкөрсетілетіненгізуқұрылғыларын
ыңтиптері,кірісақпараттарыменшығысканалдарыныңсаны,мынадайсипаттамала
рдықамтитыншығысқұрылғыларыныңтиптері:ақпараттышығару
жылдамдығы,шығарылатынақпараттардыңсаныжəнетүрі,пайдаланылатынқуатж
əнеқореккөздерініңтиптері,эксплуатациялаушарты.
Осысұрақтарды шешутəртібіжəнеолардыңбір-бірінеəсері2.45суреттекөрсетілген.
Техникалық тапсырма
Элементтердітаңдау
Алгоритмдердіүлгілеу
Құрылымдықсұ
лбаныəзір
леу
Мүмкіндіктерді
талдау
Техникалық жобалау
2.37 –сурет.Эскиздіжобалау
Бұлкезеңденегізгіназаршешілетінтапсырманыңалгоритмінталдауғабөлінеді
.Алгоритмдер,есептеутехникасыжабдықтарыныңлогикалыққұрылымын
анықтайды,яғниарифметикалықжəнелогикалықоперациялардыңорындалутəртіб
інанықтайтынболады.Алгоритмдерменсұлбалардыəзірлеушілербірбіріменүнемібайланыстаболукерек,тапсырманышешудіңалгоритмдеріменсұлба
ларыконструкторжұмысыменсəйкесболуықажет.
Алгоритмдіталдаунəтижесінденегізгіқұрылғыларқұрамыменталапетілетінт
ехникалықсипаттамаларанықталады.Егералдыналақойылғанталапқасайемесесептеутехникасыныңжабдығықұрастырылса,ондаб
арлықтехникалықтапсырмақайтаөңдеуденөтетінболады.Алгоритмдіталдауқолда
ныстағыесептеумашинасындаолардымодельдеуменжүзегеасырылады,бұлжобал
аудыңбірнешекезеңдерінавтоматтандыруғамүмкіндікбереді.
Техникалықжобалау.Техникалықжобалаукезеңіндемынадайтапсырмалар
шешіледі:
- есептеу техникасы жабдықтарының жəне оның барлық құрамдас
блоктарының жұмыс жасау пинциптерін нақты əзірлеу,
техникалықсипаттамасыннақтылау;
- есептеу техникасы жабдықтары блоктарының, түйіндерінің,
құрылғыларыныңконструкциясынəзірлеу,конструкторлықсипаттамаалу;
- есептеу техникасы жабдықтарының құрама құрылғыларын
дайындаутехнологиясынəзірлеу;
- барлыққұрылғыларжұмыстарынүйлестіру;
- есептеутехникасыжабдықтарынжинау,жөндеу,сынауəдістемелерінанықта
у.
Техникалықжобалаукезеңініңорындалутəртібі2.46-суреттекөрсетілген
Техникалық тапсырма
Құрылымдықсұ
лбаныəзірлеу
Функционалды
принципиальды
сұлбаныəзірлеу
Макеттеу
Конструкциясынəзі
рлеу
Дайындаутехноло
гиясынəзірлеу
Конструкто
рлыққұжатт
ар
Тəжрибелікү
лгінідайынд
ау
2.38 –сурет.Техникалықжобалау
Ісжүзіндебұлтізбекжиібұзылады,себебіқазіргіесептеутехникасындабіртипті
жəнеунифицирленгенэлементтердіқолдануфункционалды,принципиальдысұлба
ларды(конструкцияныəзірлейотырып)əзірлеудегіжұмыстарды
біріктіругемүмкіндік
береді.электрліксұлбалардыəзірлеуменбірмезгілдіолардызертханалықтексеру–
зертханалықмакеттеужүзегеасырылады.
Принципиальдыэлектрсұлбаларынжасауесептеуцтехникасыжабдықтарынж
обалаудағыеңқиынпроцесс.Қиындығымынада:осыуақытқадейінсызықтықемесэ
лектртізбегінталдаудыңжеткіліктіəзірленгентəсіліжоқ.Бұлсұлбаларсараптықжол
менжасалады.Бұғанкөпуақытпенэнегия
жұмсалады.Дегенмен,физикалықмодельдеутəсілінқолдануүнеміоптимальдывар
ианттыберебермейді.Бұлжұмыстыматематикалықмодельдіқолдануарқылыжеңіл
детеді.
Есептеутехникасындаэлектрондысұлбаларбөлшектерініңпараметрлері
нмодельдеу,олрадыңтүрліжұмысрежимдерінзерттеуэлектрондысұлбаныəзір
леустанциясынелеуліжеделдетугемүмікндікбереді.
Математикалық модельдеу үшін сұлбалық элементтердің
цифрлық
модельдері
кеңіненқолданылады.Цифрлықмодельберілгенэлементтіңқабы
лданған
физикалықмоделініңматематикалықсипаттамасыболыптабыла
ды.Есептеутехникасыжабдықтарыныңсұлбалықэлементтеріүшінцифрлықм
одельдіқұрыдыңнегізгіқиындығысызықтықемесэлементтерсаныныңкөптігі
нде.
Зертханалықмакеттеунегізгітүйіндердінжұмысмүмкіндігінтексеруге,сұ
лбамонтажыныңмүмкіндіктерінанықтауғаарналған.Құрастырушыжұмысыэ
лектрсұлбаларыныңэлементтерінталдауменбайланысты.Осыныңнегізіндети
птікконструктивтіэлементнемесеоныауыстырушы–
модульнемесеұяшықтаңдалады.
Монтаждық–
құрастырушыжобалаупринципиальдыэлектрсұлбасынəзірлегенненкейінжə
неконструктивтітиптікэлементтаңдалғаннанкейінбасталады. Сонан соң
құрылғының электронды сұлбасы конструктивті
элементтергежіктеледі.Мыналарорындалукер
ек:
- типтікэлементтіңсұлбалыққұрамылогикалықаяқталумүмкіндігінеқар
айэлетрліктексерумүмкіндігінқамтамасызетукерек;
- типтікэлементерарасындағыбайланыстарсаныазболуымүмкін;
- типтікэлементтертүрлерініңсаны–минимальдыболукерек.
Есептеутехникасыжабдықтарыныңконструкциясынəзірлеугемыналарқ
атысады:технологтармен,монтажниктармен,наладчиктарменбіргеотырыпсұ
лбанықұрастырушыжүзегеасырады.Себебідұрыстаңдалғанконструкциямон
таждықжұмыстыжақсыда,жылдамжасауғамүмкіндікберіп,наладкаменэкспл
уатациялаудыыңғайлыжүргізугемүмкіндікбереді.техникалықжобалаукезеңі
аяқталғаннанкейінтəжірибелікүлгінідайындауүшінқажеттіқұжаттардайынд
алады.Тəжірибелікүлгітауартүріндешығарыладыжəнеесептеутехникасының
сериялықжабдығындайындауменбайланыстыбарлықсұрақтардыақырғыретө
ңдеугеарналған.Егерқажетболсатехникалықтапсырмаəзірленіп,нақтыланад
ы.Осылайшаесептеутехникасыжабдықтарынжобалауменөңдірудінбарлықпр
оцессіөзіншеитерациялықпроцесстіқұрайды,оғанжабдықтынақтыжетілгенқ
алыпташығарғанғадейінқажеттіөзгерістереңгізіліпотырады.
Негізгіəдебиеттер:1[781-821];2[365-392];3[409-463];
Қосымшаəдебиеттер:1[373-386];2[639-677];
Бақылаусұрақтары:
1. Есептеутехникасыжабдықтарынжобалаудыңқандайстадияларынбіл
есіз?
2. Есептеутехникасыжабдықтарынжобалаужəнеөндірукезеңдерінатаң
ыз.
3. Есептеутехникасыжабдықтарынжобалауменөндірудіңдайындықкез
еңіндеқандайтапсырмаларшешілукерек?
4. Эскиздіжобалаукезінденеорындалады?
5. Техникалықжобалаукезеңіндеқандайтапсырмаларшешілукерек?
6. Негеісжүзіндежобалаукезегіжиібұзылады?
8. (Пр)типібойыншаЕЖ-імыналарғабөлінеді: