Бастапқы кәсіби білім беру бағдарламаларын жүзеге асыратын білім беру мекемелерінің оқыту үрдісінде қолдануға арналған оқулық ұсынылған.

Пікірдің тіркеу нөмірі 160. 2009 ж.28 сәуір. «БДФИ» ФММ

3-ші шығарылым, стереотиптік

ӘОЖ К 681.3(075.32) КБЖ 32.973ші722

Бұл кітап Қазақстан Республикасының Білім жəне ғылым министрлігі жəне «Кəсіпқор» холдингі» КЕАҚ арасында жасалған шартқа сəйкес «ТжКБ жүйесі үшін шетел əдебиетін сатып алуды жəне аударуды ұйымдастыру жөніндегі қызметтер» мемлекеттік тапсырмасын орындау аясында қазақ тіліне аударылды. Аталған кітаптың орыс тіліндегі нұсқасы Ресей Федерациясының білім беру үдерісіне қойылатын талаптардың ескерілуімен жасалды. Қазақстан Республикасының техникалық жəне кəсіптік білім беру жүйесіндегі білім беру ұйымдарының осы жағдайды ескеруі жəне оқу үдерісінде мазмұнды бөлімді (технология, материалдар жəне қажетті ақпарат) қолдануы қажет. Аударманы «Delta Consultіng Group» ЖШС жүзеге асырды, заңды мекенжайы: Астана қ., Иманов көш., 19, «Алма-Ата» БО, 809С , телефоны: 8 (7172) 78 79 29, эл. поштасы:

іnfo@dcg.kz

П ік ір б е р у ші

Сидоров В.Д .

С347                ЭЕМ аппараттық жасақтамасы: алғашқы кәсіби білім беруге арнал- ған оқулық /В.Д.Сидоров, Н.В.Струмпэ. — 3-ші шығ., стер. — М.:

«Академия» баспа орталығы, 2014. — 336 б.

Дербес электронды есептеу машинасын, типтік шеткері жабдықтар құрылғысын құру туралы мәліметтер келтірілген. ШЭЕМ пайдалану мен жаңарту сұрақтары қарастырылған. Оқулық 230103 «Аппараттық және бағдарламалық жасақтаманы реттеуші» маман- дығы бойынша ПМ.01 «Дербес компьютердің, серверлердің, шеткері құрылғылардың, жабдықтардың және компьютерлік кеңсе техникасының аппараттық жасақтамасына қызмет көрсету» (МДК.01.01) модулін кәсіби меңгеру кезінде қолданыла алады.

Алғашқы кәсіби білім беру мекемелерінің қатысушыларына арналған.

КБЖ 32.973ші722

Кіріспе

Соңғы жылдарда әлемдік ақпараттық-коммуникациялық ресурстар мен технологиялардың халық пен елдердің әлеуметтік және экономикалық дамуына әсері айтарлықтай күшейді. Әлем жаңа қоғам типіне  көшу кезеңіне – ақпараттық кезеңге өтті. Ақпараттық (постиндустриялды) қоғам

Постиндустриялды қоғамның көрінуі жылдан жылға анығырақ болып келеді: Экономика ең алдымен табиғи ресурстар мен материалдық өндірісте ғана емес, ақпаратқа толық құқықты ие болуға, ғылыми-техникалық білімдерді қолдану және ақпараттық қызметтерді ұсынуға да негізделеді. Әлемдік тенденциялар ақпараттың дәстүрлі шикізаттың және энергети- калық ресурстардың бағалық қатарына кіргеніне куә. Жылдан жылға ақпараттық қызметтер мен бағдарламалық жасақтамалар нарығының көлемі өсуде. Ұлттық ақпараттық ресурстар халықтың белсенді бөлігінің әлеуметтік, саяси және экономикалық зияткерлік қызметінің маңызды өнімі және көптеген мемлекеттердің мақсаттарына қол жеткізудің қуатты қаруы болды.

Бұл өмірлік маңызды ресурстарды сауатты үлестіру, ұлттық және халықа- ралық мәселелерді шешу үшін оларды қысқамерзімді және ұзақмерзімді жоспармен бақылау және басқару Ресей үшін де өте маңызды мәселе болып табылады. Электронды есептеуіш машиналарда да сақталатын ақпарат бұрыннан ұлттық игілікке айналды, сол себепті әлемде басқалардың біліміне қолжетімділік үшін үздіксіз күрес – ақпараттық соғыс болып жатыр. Басқа елдердің мемлекеттік құрылымының, қылмыстық топтардың, жеке хакерлердің ақпараттық қаруының Ресейдің техникалық қаруы мен көпұлтты халқына айқын және жасырылған мақсатты әрекеттері жалған ақпарат беру, ұрлау, жеке файлдарды, мәліметтер базасын жою немесе жеке ақпараттарды халыққа тарату бойынша ішкі және сыртқы қауіптерді тудырады. Ресейдегі шектеулі қолжетімділікті ақпараттың кепілдікті қорғанысы тек мемлекеттік заңнамалармен ғана емес, сондай-ақ арнайы аппаратты-бағдарламалық құралдармен, соның ішінде мәліметтерді әртүрлі құпиялық таңбалармен құпияландырумен қамтамасыз етіледі. Мәліметтерді (ашық және шектеулі қолжетімділікті) жасауға, сақтауға, өңдеуге және тұтынушыларға ақпаратты ұсыну мен жеткізудің эффективті әдістерін қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін заманауи ақпараттық- коммуникациялық технологиялар (АКТ) қоғамдық қызметтің барлық салаларының эффективтілігін көтерудің маңызды құралы және Ресейдің табысты экономикалық және қауіпсіз дамуының факторларының бірі болып табылады. АКТ-ның енгізілу және жаппай таралуының есебінен, азаматтардың ақпаратқа ашық қолжетімділігін қамтамасыз ету, ақпараттық технологиялар бойынша мамандарды дайындау мен тұтынушыларды көбейту есебінен Ресейде экономикалық, мемлекеттік және муниципалды басқару нәтиже- лілігін көтеру «Электронды Ресей» Федералды мақсатты бағдарламасында көрініс тапты.

Берілген ұлттық бағдарлама келесі мәселелерді шешуді қарастырады: АКТ саласындағы кәсіби білім беруді дамыту бағдарламаның тек мақсаты болып қана табылмай, сондай-ақ оның барлық компоненттерінің даму шарты бола отырып, оның басымдылықтарының құрамына кіреді. Жаңа сандық технологиялардың әсері қоғам қызметі мен жеке адамдар- дың барлық бағыттарына әсер етеді. Осы технологиялармен құрастырылған электронды есептеуіш машиналар өзінің дамуының ұзақ тарихи және эволюционды жолын өтті. Олар ақпаратты ұжымдық және дербес өңдеудің тез, сенімді және эффективті электронды есептеуіш құрылғыларына айналды. Дербес компьютер жеке адамдар мен офис, мекеме және меншік түрі әртүрлі ұйымдардың қызметкерлерінің ең кең тараған құралына айналды. «Электронды        есептеуіш        машина»,        «сандық        есептеуіш        машина», «компью-тер» терминдері халықаралық болды және олар орыс тілінде қабылданған. Дербес ЭЕМ (ДЭЕМ) сияқты күрделі құралды дұрыс таңдау үшін және эффективті эксплуатациялау үшін қолданушы бағдарламалық құралдарды қолдану бойынша ғана емес, ЭЕМ құралдарының шеткері құрылғысының ішкі, сыртқы архитектурасы, олардың аппаратты жүзеге асырылуы және оның жұмыс істеуінің физикалық үрдістері бойынша қажетті және жеткілікті білімге ие болу керек. Процессорлар мен жады көлемдерінің өнімділігінің, сенімділіктің өсуін және аппаратты құралдарының энергия тұтынуын төмендетуді үнемі қамтамасыз ететін ДЭЕМ-нің құраушы бөліктерін микроминиатюризация- лаумен есептеуіш жүйелерді модернизациялау бойынша ғана емес, сондай- ақ басқа да дамушы салаларға: радиобайланыс, телекоммуникационды техника, басқару жүйелері және т.б. арналып аппаратура ұрпақтарының әртүрлі жаңа түрлерін жасау бойынша маңызды мәселелер үздіксіз шешіледі. ЭЕМ-нің элементтік базасын дамытып, мәліметтердің кез-келген түрлерін машиналық өңдеуге негізделген алгоритмдерді, экспертті жүйелерді жасап, және компьютерлердің интеллектуалдылығын көтере отырып, әлемдік қоғамдастық өзінің барлық қызметтерін революционды түрлендіруге арналған шарттарды жасайды. Электронды есептеуіш машиналардың аппараттық құралдарын жетілдіру техникаға іргелес салаларға арналған элементтік базаны жасаудың және «қатал» (бағдарламаланбайтын) логиканы жеке құрылғылар мен толық комплекстердің бағдарламалық принциптеріне алмастырудың

жаңа тәсілдердің қалыптасуына тікелей әсер еткен және әсер етіп жатыр. ЭЕМ құрылуының аппаратты негіздерін зерттеу кез-келген компьютердегі саналы қолдануға ғана емес, сондай-ақ ақпараттықкоммуника- циялық технологияларды және басқа техника салаларын меңгеру үшін де жеткілікті білімнің жаңа деңгейін береді.

1 тарау

1.1.

Есептеуіш техника құралдарының эволюциясы электронды есептеуіш машинасының қолдану аймағының үздіксіз кеңеюіне себепкер болады. Заманауи қоғамда миллиондаған аналогты (үздіксіз әрекетті), сандық (дискретті әрекетті) және гибридті (аналогты-сандық) электронды есептеуіш машиналар (ЭЕМ) жұмыс істейді.

Аналогты электронды есептеуіш машиналар тоқ, кернеу, фаза, электромагниттік өріс кернеулігі, механизмнің бұрылу бұрышы және т.б. үздіксіз шамаларының айнымалы мәндерімен пайдаланылады. Олар  қажетті тез әрекеттікті қамтамасыз етеді, бірақ есептеудің жоғары дәлдігін және аз универсалдылықты қамтамасыз етпейді.

аналогты және дискретті ақпараттарды өндіруге қабілетті және жоғары тезәрекеттік пен жоғары есептеу дәлдігіне ие. Аналогты және гибридті ЭЕМ-дер шектеулі қолданысқа ие және негізінен әртүрлі моделдеу стендтерінің құрамында және техниканың күрделі үлгілерін сынау кезінде ғылыми-зерттеу мекемелерінде қолданылады. ЭЕМ өзінің әмбебаптылығы үшін ғылым мен техниканың барлық салаларында кең тараған. Ресейдегі ЭЕМ теңдестірілген паркінің жасалуы күрделі ұлттық мәселе болып табылады, оның шешіміне ғылым мен техника салаларындағы жетістіктер өсімі, зияткерлік меншіктің жинақталуы ғана емес экономикалық тәуелсіздік пен мемлекет қауіпсіздігі де тәуелді.

Ресейдің заманауи машиналық орталығы айтарлықтай әртүрлі тактика- техникалық сипаттамаларға (тезәрекеттік – секундына жүздеген миллион операциялардан ондаған триллионға дейін) және габаритты көлемдерге (кубтық миллиметрлерден кубтық метрлерге дейін) ие, бұл мәселелердің кең көлемін шешуге мүмкіндік береді. ЭЕМ жерлік, теңіз, әуе және ғарыштық негіздеудің кез-келген объектілерінде орналастырылады, Жердің әртүрлі климаттық зоналарында және әуе кеңістігінде пайдаланылады. ЭЕМ түрлері индивидуалды және ұжымдық қолданылуы, сондай-ақ техниканың әртүрлісіне орнатылатын – тұрмыстық қолданылудан бастап, әскер мен қаруды басқаруға дейін болуы мүмкін. ЭЕМ типтерінің көптүрлілігі негізгі мәселені – ақпараттық-коммуника- циялық технологияларды қолдау, дамыту және тарату мәселелерін шешу үшін қажет. Бағдарламалық өнімдердің (операционды жүйелер, қолданбалы бағдарламалар, драйверлер) жалғастырушылығын қамтамасыз ету үшін, алғы моделдер мен кейінгілерді (кейінірек шығарылған) үйлестірумен әртүрлі ЭЕМ буындары шығарылады. Ақпараттық жүйелер мен технологиялардың дамуын келесі белгілер жиынтығымен сипаттауға болады: Заманауи АКТ өзінің қолданбалы қолданысын автоматтандырылған басқару жүйелерінде, ғылыми зерттеулерде, жобалауда, білім беруде, криминалистикада, сондай-ақ геоақпараттық, телекоммуникациялық, сарап- тамалық жүйелерде және т.б. табады. Ақпаратты тексттік және графикалық өңдеуде, тексттерді бір тілден екіншісіне аудару кезінде; анимация мен дауысы бар презентацияларды жасауда; экономикалық есептеулерді, қаржы операцияларын жүргізуде ЭЕМ үлесі үнемі өсіп отырады. Есептеуіш жүйелердің көптүрлілігі олардың мәліметтер базасын интег- рациялауды және компьютерлі желілер бойынша ақпараттардың тасымалдауын қамтамасыз ететін коммуникациялық орта негізінде бірың-

ғай ақпараттық кеңістікті жасау қажет етеді. Бұндай интеграцияның біріктіруші технологиялық негізі алмасу үрдісін қағазсыз құжаттармен автоматтандыратын электронды құжаттар айналымы болып табылады. Электронды құжат айналымы бар автоматтандырылған басқару жүйелері ЭЕМ қолданысы президент пен үкімет жағдайлық орталықта- рынан бастап кішігірім коммерциялық фирмаға дейін мемлекеттік, әкімшілік және жекеше қызметтердің барлық салаларына кіреді. Электронды құжат айналымы кез-келген басқару қызметінің эффектив- тілігін көтерудің негізіне айналды. Электронды құжат айналымы жүйелері қағаз құжатқа қолмен қойылған қолтаңбаға қарағанда электронды құжаттарға электронды сандық қолтаңбаны қолданудың құқықтық шарттарын қамтамасыз ететін 10.01.2000 бастап № 1-ФЗ «Электронды сандық қолтаңба» Федералды заңнамасына сәйкес жасап шығарылып қызмет жасайды. Электронды сандық қолтаңба электронды құжатты оның жалған түрін жасаудан қорғайды, және куәландыратын орталықтарда берілетін арнайы авторлықты растаушы сертификаттарды қолданумен ақпараттың криптографиялық түрлендіруі нәтижесінде жасалады.

Куәландыратын орталықтар дамыған телекоммуникациялық инфрақұ- рылымды және ЭЕМ-де мәліметтерді құпиялау құралдарымен қорғалған есептеуіш комплекстер түрінде болады. Қазіргі кезде дербес ЭЕМ базасындағы қорғалған электронды құжат айналымы министрліктер мен ведомстволарды, кәсіпорындарды (материал- дық және қаржы ресурстары, технологиялық үрдістер), білім беруді (бірыңғай мемлекеттік емтихан) және т.б. автоматты басқару контурына енгізілген. Бірыңғайланған аппаратты-бағдарламалық қажетті және жеткілікті құрамымен және дамыған кәсіби емес қолданушылардың эффективті жұмысын қамтамасыз ететін интерактивті графикалық интерфейсымен индивидуалды қолдану компьютерлері ДЭЕМ-ға жатады. ДЭЕМ-ның архитектурасы мен бағдарламалық жасақтамасын жетілдіруіне қарай ұжымдық қолданылатын жұмыс станцияларын алмастыра отырып кәсіби қызметте жиірек қолданылуда. Жоғары сенімді ЭЕМ қауіптілігі жоғары объектілерді: атом станцияларын, ғарыштық аппараттарды (спутниктер, орбитальді және планетааралық станциялар) және т.б. басқаруға қатыстырылған. ЭЕМ дәстүрлі түрде машиналық уақыттың үлкен шығынымен өте күрделі есептеулерді жүргізуді қажет ететін ғылым мен техниканың барлық салалардағы ғылыми-техникалық зерттеулерді автоматтандыру үшін қолданылады.

Ұлттық ақпараттық ресурстардың: электронды кітапханалар, ғылыми- техникалық және құқықтық ақпараттар жүйесінің, әртүрлі архивты фондтар, мемлекеттік және муниципалды мүшелердің мәліметтер базасының қалыптасуы мен оны эффективті қолдануында ЭЕМ рөлі өсуде. Ереже бойынша, классикалық архитектурамен ЭЕМ-ді жеткіліксіз өнімділік, элементтік базасының физикалық мүмкіндіктермен шектелгені үшін оны күрделі есептеулерде әрдайым қолдануға болмайды. Сол себепті ғылыми зерттеулер кезінде ақпаратты бірнеше ЭЕМ-де бір мезетте өңдеуді немесе әмбебап көппроцессорлы есептеуіш жүйелерін қолданады. Оларға өнімділігі секундына ондаған триллион операциялар болатын өте тез әрекет ететін ЭЕМ моделдері (суперЭЕМ) жатады. Ереже бойынша, бұл уақыт бойынша актуалды нәтижелерді – ауа райын болжау, мұнайды геофизикалық барлау, атомды және молекулярлы физикадағы үрдістерді моделдеу, криптография және т.б. кезіндегі нәтижелерді алуға арналған елеулі есептеу ресурстарын талап ететін теориялық және практикалық мәселелерді шешуге арналып жобаланған бірлік өндірістің үлгісі. Мысалы, Томск мемлекеттік университетінің ресейлік ең қуатты суперкомпьютерлерінің бірі «СКИФ Cyberіa» 12 трлн опер./с шыңдық өнімділікке ие. Мұндай тезәрекеттік реалды уақыт масштабында атмосфера мен гидросфераның, өзеннің тасуының экологиялық мониторингін жүргізуге, сондай-ақ нанотехнология саласында зерттеу жүргізуге және т.б. мүмкіндік береді. Мамандардың болжауы бойынша алдағы онжылдықта әлемде ЭЕМ-нің 10

опер./с тең өнімділігіне қол жеткізіледі.

Технологиялық үрдістерді автоматтандырылған жобалау мен басқару жүйелерінде үшөлшемді моделдеуге, бағдарламалық жасақтаманы, графикалық және тексттік конструкторлы құжаттарды жасауға; құры- лымдық, функционалды, электрлік сұлбаларды синтездеуге; баспалы платаларды ажыратуға, білдектерді және толық өндірістік желілерді басқаруға арналған ЭЕМ кең қолданылады. Қолданушылардың автомат- тандырылған жұмыс орындарын ұйымдастыру үшін ертеректе көрсетілген жүйелер дербес ЭЕМ-ды кеңінен қолданады. Аумақтық-жайылған ЭЕМ-дер арасында үлестірілген ақпаратты жоғары жылдамдықты алмасу қажеттілігінің өсуі ұжымдық қолданыстың локалды (корпоративті), орта (аймақтық), глобалды (ел ішінде) және халықаралық (Ғаламтор) желілерінің қарқынды енгізілуіне алып келді. Біздің кезімізде Ғаламтор — бұл адами қызметтердің  барлық салаларына енген толық индустрия. Ғаламторға желілік және радио- каналдар (ұялы ғаламтор) арқылы миллиондаған жеке қолданушылар қосылған.

Ғаламтор глобалды компьютерлік желісінің қыр-сырларына байланысты желіде жұмыс істейтін ЭЕМ-нің дәл санын анықтау – іс жүзінде шешілмейтін мәселе (әртүрлі аналитиктардың жанама мәліметтері бойынша олардың саны миллиардқа жетеді). Бүкіл әлемдегі компаниялардың өте көп мөлшері Ғаламторда үлкен коммерциялық потенциал және өзінің бизнесін сапалы жаңа деңгейге – электронды сауда мен электронды ақша деңгейіне көтеру мүмкіндігін көруде. Әртүрлі деңгейдегі билік органдары халықты басқару және ақпарат беру мәселелерін шешу үшін Ғаламторға үлкен назар салып отыр. Ғаламтор оның даму динамикасын, желіні қолданушылар құрамын, электронды қызметтер рыногын және көптеген басқа параметрлер мен үрдістерін зерттейтін көптеген мекемелердің тұрақты зерттеу объектісі болып табылады. Желілердің негізін абоненттер арасындағы ақпаратты үлестіруді қамтамасыз ететін арнайы (ерекшеленген) ЭЕМ-дер құрайды, ал ақырғы терминалдар ретінде ДЭЕМ (үстелдік, қозғалмалы және тасымалданатын) қолданылады. Сол себепті көптеген заманауи стационарлы және ұялы ДЭЕМ-дер мәліметтер, бағдарламалар, сөйлеу ақпараттары мен бейнекөріністермен алмасуға арналған байланыс желілеріне сымды және сымсыз қосылуының орнатылған және шеткері құралдарына ие. Орнатылған (бірплаталы, біркристаллды) ЭЕМ тұрмыс техникасында (телефондарда, теледидарларда), робототехникада, радиоөлшеуші құрылғыларды, байланыс құралдары мен ақпараттың әр түрін құпиялауда және т.б. кеңінен қолданылады. «Электронды Ресей» Федералды бағдарламасын жүзеге асыру бойынша шараларды жүзеге асыру технопарктердің жасалуы, ақпарттық инфрақұрылымның дамуы, бағдарламалық жасақтаманың отандық өнімдерін қолдау, экономиканың бюджетті секторларын ақпарттандыру және т.б. есебінен Ресейде ақпараттық-коммуникациялық технологиялар секторын айтарлықтай кеңейтеді. Бағдарламаның орындалуымен электронды ақпараттарға халықтың қолжетімділік шарттарының шекаралық біркелкі еместігі және елдің бірыңғай ақпараттық кеңістікке көшуі байқалып жатыр. Соңғы жылдар әртүрлі мемлекеттердің үкіметтерінің АКТ-ны кеңмас- штабты қолдану негізінде азаматтар мен мекемелердің сұраныстарына одан да оперативті және эффективті жауап беруге салынған жоғары назарымен сипатталады – электронды үкіметтердің пайда болу үрдістері жүріп жатыр. Мемлекеттік ашық ақпараттық ресурстарды Ғаламторға жүктей отырып және халыққа электронды өз-өзіне қызмет етуді ұсына отырып, билік органдары өздерінің құрылымдық бөлімшелерінің эффективтілігін өсіреді, қабылданған шешімдердің таза болуын қамтамасыз етеді және азаматтар

мен мекемелерге сапалырақ қызмет көрсетеді. «Электронды үкіметке» көшу үрдісі келесідей болжанады: көрсетілетін қызмет, мемлекеттік мекемелердің жұмыс режимі, хабарландырулар; билік органдарына азаматтар мен ұйымдардың әртүрлі ақпараттарды өздігінен жіберу; реалды уақыт режимінде ақпаратты өңдеу; шешім қабылдау және т.б. туралы халыққа ақпараттарды реалды уақыт режимінде ұсыну. Ресейде алдағы уақыттарда «электронды билік» платформасын жасау үшін «Үкімет порталы» арнайы ақпараттық жүйесін жүзеге асыру қарастырылған. Үкімет порталын жасау аясында азаматтармен және ұйымдармен әсерлесу кезінде орындаушы биліктің федералды органдарының қызмет- терінің ашықтығы қамтамасыз етіледі. Бағасының төмендігі, аз энергия тұтыну, моделдер әртүрлілігі және  жаңа моделдерді шығару динамикасы, қолданбалы сипаттағы бағдар- ламалық дайын және қолжетімді өнімдердің бар болуы, мультимедиялық мүмкіндіктер ДЭЕМ-ді одан ары талап етілетін және қызықтыратын индивидуалды өндірістік құрал мен халықтың кең ортасы үшін ойын-сауық құралы етті.

1.2.

Есептеуіш техника құралдарының даму тарихы шарттық топтарға біркелкі ЭЕМ-ды хронологиялық ретпен бөліп алып жүйелеуге мүмкіндік беретін сипаттамалық белгілер әрқайсысына тән уақыттық этаптардан тұрады. Мұндай әр топ есептеуіш машиналардың нақты бір буындарына жатады. Алғашқыда ЭЕМ буындары өзара қолданылатын элементтік база мен кілттік технологиялық шешімдер бойынша ажыратылған, сол себепті буындардың ауысуын бірінші кезекте алғашқы ЭЕМ сапалы жаңа элементтік базада жүзеге асырылу уақыты бойынша бекітетін боламыз. Буындарға берілген тарау нақты болып есептелмейді, дегенмен элементтік база саласындағы прогресс ЭЕМ дамуында әрдайым анықтаушы болған. Қазіргі кезде ЭЕМ буындарын орнату кезінде қосымша факторларды: бағдарламалау тілдерін, қолданушымен байланыс құралдарын, машиналық ресурстарын (оперативті есте сақтау құрылғысының сыйымдылығы, тезәрекеттік) ескереді. Тіпті буындарды анықтау талаптарының бұндай нақтылауы да машиналар буындарының арасындағы көмескі уақыттық шектерді жоюға қабілетсіз, себебі бір кезеңде ЭЕМ-ның өте әртүрлі деңгейлері жобаланып немесе шығарылып жатты. Адамдардың есептеу үрдістерін автоматтандыру ойлары, өнертабыстары мен ынталары ұзақ тарихқа ие. Ежелгі кездерден адамдар қол және механикалық құралдар негізінде үлкен сандармен арифметикалық операцияларды орындау үрдісін жеңілдету мен оңайлатуға тырысқан. Бесінші жүзжылдықта ең оңай (мүмкін, бірінші) және кең қолданыстағы есептеуіш құрал – абак пайда болды. Абак сызықтар жүргізетін немесе астауларды оятын тақта түрінде болған; есептеу оның бойымен есептеу маркаларын (сүйектерді, тастарды және т.б.) жылжыту жолымен жүзеге асырылған. Абакты жасап шығарушылардың негізгі қызметі – сандарды көрсетудің позиционды жүйесін жасау. Құрылғы Ежелгі Грецияда, Римде, содан соң Шығыс Еуропада арифметикалық есептеулер үшін қолданылған. Қиыр Шығыс елдерінде қытай аналогы – суан-пан және шыбыққа тізбектелген шарлары бар жапон соробаны, ал Ресейде – есепшоттар тараған. Есепшоттар шамамен XVІІ ғғ. пайда болған және абактың әртүрлі модификацияларынан айырмашылығы бестік емес ондық санау жүйесін қолданған. XVғ. соңында Леонардо да Винчи механикалық 13-разрядты сум- малаушы құрылғының эскизын жасап шығарды, оның жұмыс қабілеттілігі біздің кезеңде қолданыстағы макетті дайындаумен дәлелденген.

Алғашқы механикалық есептеу машинасы 1623 жылы В.Шиккардпен сипатталған. Ол жалғыз нұсқада жүзеге асырылған және 6-разрядты сандармен төрт арифметикалық операцияларды орындауға арналған. 1642 жылы Блез Паскаль суммалаушы машинаны жасап шығарды, ал осындай 50 машиналардан тұратын топтама ой еңбегін автоматтандыру мүмкіндігін көрсетті. Паскаль машинасы есептеу техникаларының механи- калық даму этаптарының бастамасы деп есептеу қабылданған. Неміс математигы Готфрид Вильгельм Лейбниц 1673 ж. қосу, азайту, көбейту, бөлуді ғана емес сондай-ақ квадрат түбірден шығаруды да орындайтын төрт әрекетті машина құрастырды. Онда Г.В.Лейбниц алғашқы рет үйреншікті ондық санау жүйесін емес екілік (0 мен 1) санау жүйесін қолданды. Француз тоқымашысы және механигы Жозеф Жаккар 1802 ж. өндірілетін матаның үстінен әртүрлі өрнектерді анықтайтын саңылаулары әртүрлі орналасқан тесікті карточкаларды қолданып тоқыма білдегінің алғашқы нұсқасын жасап шығарды. Білдекті оған перфокарттан берілген ақпаратпен басқару деген Ж. Жаккардың идеясын есептеуіш құрылғыларды бағдарламалау тарихындағы алғашқы кезеңдерінің бірі деп есептеуге болады. Ағылшын математигы Чарльз Бэббидж 1820—1822 жж. екінші ретті көпмүшелердің мәндерінің кестелерін есептей алатын машина құрастырды, ал 1833 ж. универсалды сандық есептеуіш машинаны – ЭЕМ прототипінің жобасын жасап шығарды. Ол өзіне жадын, сандардан тұратын ұяшықтарды, және машинаға перфокарттан нұсқаулықтарды қосуға мүмкіндік беретін және тетіктер мен тегершіктерден тұратын арифметикалық құрылғыны қосты. Сол себепті Ч. Бэббиджді жиі компьютердің әкесі деп атайды. 1854 ж. ағылшын математигы Джордж Буль «Логика мен ықтимал- дылықтар математикалық теориялары негізделетін ойлау заңдылықтарын зерттеу» атты тек екі мүмкін болатын жағдайларды: «Ақиқат» немесе «Жалған» (1 немесе 0) жағдайларын қолданатын логиканың операциялары мен заңдылықтары жүйесін сипаттаған еңбегін жарыққа шығарды.

Бұл нәтижесінде НЕМЕСЕ, ЖӘНЕ, ЕМЕС базалық операцияларын қолдана отырып екілік сандармен әрекеттер жасайтын ЭЕМ логикалық сұлбасын жасауға мүмкіндік берді. 1876 ж. ресейлік оқымысты П.Л.Чебышев механикалық арифмометрді құрастырды. Бұл сол кездердегі ең өзіндік есептеуіш машиналардың бірі болды. Академик А. Н. Крылов 1912 ж. дифференциалды теңдеулерді шешуге арналған механикалық интегратор құрастырды. 1888 ж. америкалық инженер Герман Холлерит (ІBM ізашар-фирма- сының негізін қалаушы) перфокарттардағы келтірілген саңылаулармен статикалық мәліметтерді танып сұрыптай алатын электромеханикалық машинаны құрастырды. Табуляр деп аталған бұл машина реле, санағыш және сұрыптаушы жәшіктен тұрды. Бұл машинаның өзгешелігі ондағы перфокартқа енгізілген ақпарат электрлік әдіспен оқылатын болуында. 1938 ж. Конрад Цузе (Германия) үйдегі шарттарда бағдарламалық басқарумен, есептерді енгізуге арналған пернетақтамен, 64 сандық жады мен есептеулер нәтижесі көрінетін лампочкасы бар панелімен Z1 электромеханикалық машинасын жинады. Ол 22-разрядты екілік сандарды жылжымалы үтірмен өңдей алды. Келесі Z2 моделінде перфолентаға ақпараттың шығарылуы қолданылды. 1941 ж. К. Цузе электромеханикалық релеге негізделген және екілік санау жүйесінде жұмыс істейтін үшінші – Z3 моделін жасап шығарды, Z3 машинасы санау құралының 600 релесінен және жады құрылғысының 2000 релесінен тұрды. Ол механикалық тізбектей, қадам сайын, бағдарламаны оқитын және секундына 15...20 есептеу операцияларын өндіретін. Электронды құрылғыларды қолданумен есептеу машиналарын жасау идеялары бір-біріне тәуелсіз түрде әртүрлі елдерде 1930 жылдың соңында және 1940 жылдың басында туындаған. 1937 ж. Джон Атанасов (АҚШ) әлемде алғашқы рет 300 электронды лампаларды қолданып арнайы есептеу машинасын жасап бастады. 1943 ж. Алан Тьюрингтің қатысуымен Ұлыбританияда 2000 электронды лампалардың қолданылуымен «Колосс» есептеу машинасы жасап шығарылды. А. Тьюринг жұмысы құпия болатын — алғашқы рет машина Германия фашисткасымен декодтауға жоғары тұрақтылыққа ие «Энигма» автоматты аппаратурасында құпияланған әскери команда беру радиограммаларының мағыналарын ашуға арналып сәтті қолданылды. Ч. Бэббидждің аналитикалық машинасын сипаттау негізінде 1944 ж. АҚШ-та қағаз перфолента көмегімен бағдарламаланған электромехани- калық реледегі «Марк-1» машинасы құрастырылды.

Машина 15,3 м ұзындыққа, 2,4 м биіктікке, 35 т-ға жуық массаға, 800 км-ден жоғары сымдар ұзындығына, 3 млн-нан көп байланыстар санына ие болды. Ол 23 разрядқа дейінгі ұзындықтағы ондық сандармен жұмыс жасайды; сандардың көбейту уақыты 4 с. «Марк-1» машинасы АҚШ әскери-теңіз күштерімен қорғаныс сипатындағы әртүрлі мәселелерді шешу үшін қолданылған. 1944 ж. бастап есептеуіш техниканы жасау бойынша жұмыстарда американдық математик Джон фон Нейман қатысқан. 1946 ж. ол Г.Голдстайн және А. Беркспен бірге есептеуіш техниканың дамуы үшін маңызды «электронды есептеуіш құрылғысының логикалық құрылымын алдын-ала қарастыру» мақаласын жариялады. Онда қазір барлық ЭЕМ-да қолданылатын негізгі екі ой: екілік санау жүйелерін қолдану және сақталатын бағдарлама принципі туралы айтылған. 1940-ші жж. нөлдік буынды машиналар деп аталатын механикалық және электромеханикалық есептеуіш машиналардың кезеңі аяқталды деп есептеуге болады.

ЭЕМ бірінші буындары.

Ақпараттық технологиялар саласындағы негізгі бетбұрыс логикалық, есте сақтаушы және басқа құрылғылар электронды аспаптарда жүзеге асырылатын алғашқы аналогты және сандық ЭЕМ пайда болысымен Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін басталды. Осы уақыттан бастап ЭЕМ-нің функционалды мүмкіндіктеріне, өнімділігіне, жадына, сенімділігіне, габаритты өлшемдеріне, массасына және тұтынатын қуатына негізгі әсер еткен электроника мен микроэлектрониканың дамуы- мен тікелей байланысқан электронды есептеуіш машиналарының буын- дарын санау жүзеге асырылады. Бірінші буынды есептеу машиналарында негізгі элементтер электро- вакуумды құрылғылар: электронды лампалар мен электронды-сәулелі түткікшелер болып табылады. 1946 ж. АҚШ-та «Эниак» (ENІAC) алғашқы электронды есептеу маши- насы құрастырылған. Машинада 18 мың электронды лампалар қолда- нылған; оның массасы 30 тоннаны, тұтынатын қуаты 160 кВт құрады; ол

170 м

ауданды алды. ENІAC екілік санау жүйесінде жұмыс істейтін, секундына 5 мыңға жуық қосу операцияларын және 300 көбейту операция- ларын орындайтын, оның жады бар болғаны 20 сөзді құрады. Сақтайтын бағдарламалы алғашқы ЭЕМ 1949 ж. Кембриджде профессор М. Уилкс басшылығымен жиналған ЭДСАК ағылшын машинасы болды. Есептеуіш машиналарының алғашқы нұсқаларын жетілдіру 1951 ж. коммерциялық қолданысқа арналған UNІVAC (АҚШ) ЭЕМ-ын жасауға алып келді. Бұл ЭЕМ сандықпен қатар таңбалық ақпаратты да өңдей алатын. UNІVAC машинасы алғашқы топтамалық шығарылатын ЭЕМ болды, оның әртүрлі моделдері еркін сатуға арналған.

1952 ж. Джон фон Нейман иілгіш магнитті тасығыш – лентада жазылған бағдарламаларды қолданатын MANІACІ алғашқы компьютерін жасап шығарды. Отандық ЭЕМ-дердің дамуына ресейлік оқымысты, академик Сергей Алексеевич Лебедев үлкен үлес қосты. Оның басшылығымен Ресейдегі алғашқы ЭЕМ жасау бойынша зертхана құрылды, содан соң (1951 ж.) алғашқы кеңестік ЭЕМ – кішкентай (16-разрядты) электронды есептеуіш машина (КЭЕМ) жасалды, ол тезәрекеттігі 3 000 опер./с-қа  жуық  болатын 6 000 электронды лампалардан жиналған. 1952 ж. С.А.Лебедев басшылығымен үлкен электронды есептеуіш машиналар (ҮЭЕМ) семействосының үлкен моделі – БЭСМ-1 құрастырылған, ол сол кезеңдерде Еуропадағы ең тез әрекет ететін (8 000...10 000 опер./с) машина болған. БЭСМ-1 және оның артынан ерген БЭСМ-2 мен М-20 (20 мың опер./с) топтамалық отандық электронды лампаларды қолданған. 1954 ж. Башир Искандарович Рамеев басшылығымен «Урал» ЭЕМ-ның командаларының архитектурасы мен жүйесі жасалып шығарылған. 1957 ж. өнімділігі жоғары болмағанына (100 опер./с) және магнитті барабандағы оперативті жадына (1024 сөз) қарамастан инженерлі есептеулер үшін эффективті болған және үлкен сұранысқа ие болған «Урал-1» лампалық ЭЕМ-ы шығарылды. Ол толық «Урал» семействосының алғашқы моделі болды, қымбат емес машиналар разрядына жатқызылған және ұзақ уақыт бойы ведомствалық есептеуіш орталықтарында қолданылған. Машиналардың бірінші буындарында сақталатын бағдарлама әдісі жүзеге асырылған; енгізу-шығару үшін алдымен қағаз перфокарттар мен перфоленталар, магнитті лента, содан соң магнитті барабандар мен басып шығаратын құрылғылар қолданылады. Негізгі бағдарламалау тілі – машиналық код. Электронды лампаларды қолдану көптеген мәселелерді тудырды – төменгі сенімділік үшін бірнеше минут жұмыстан соң бір лампа істен шыққан, ЭЕМ-да олар ондаған мың болғандықтан ақауды тауып жөндеу үшін үздіксіз қызмет ету талап етілді.

ЭЕМ екінші буыны.

Бұл буынөзінің бастауын 1956 ж. АҚШ Масачусетстік технологиялық университетінде шалаөткізгішті элемент- тердің – транзисторлардың негізіндегі алғашқы компьютерлерді жасаудан алады. Транзистор негізіндегі топтамалық ЭЕМ 1958 ж. бастап шығары- лады. Осы уақытқа дейін жоғары жылдамдықты принтер, магнитті лента мен магнитті дисктердегі ақпарат тасушылар жобаланған. Әскери мақсат- тағы борттық ЭЕМ жасау мүмкіндігі пайда болды. 1958 ж. ControlData америкалық компьютер компаниясымен дүниежүзі бойынша ғылыми зерттеулерге арналған алғашқы CDC1604 транзисторлы компьютері жасалды, ал екі жылдан соң ол топтамалық өндірісте меңгерілді.

1960 ж. Ресейде шалаөткізгішті машиналар семействосының: «Урал- 11», «Урал-14» и «Урал-16» жаңа буындарын жасауға көшті. Машина- лардың жаңа семействолары («Минск», МИР, БЭСМ және т.б.) пайда болды, олардың көбі топтамамен шығарылатын болды. Екінші ЭЕМ арасынан БЭСМ-6 (1957) ерекшеленеді. Ол кездерде бұл 1 млн опер./с-қа жуық тез әрекеттікке ие әлемдегі ең өнімділікті есептеуіш машиналардың бірі болды. Көптеген кеңестік ЭЕМ-да архитектура мен техникалық шешімдер соншалықты прогрессивті болғанынан олар біздің уақытқа дейін жетті. Мысалы, МИР-2 машинасында телевизионды дисплей экранның өзінде мәліметтерді өзгертуге және түзетуге мүмкіндік беретін жарықтық қауыр- сынмен бірге қолданылған. 1961 ж. DEC (DіgіtalEquіpmentCorporatіon) фирмасы PDP (Programmed- DataProcessor — бағдарламаланатын сандық процессор) семействосынан алғашқы мини-ЭЕМ жобалады. Екінші буынның ЭЕМ логикалық сұлбалары дискретті шала өткізгішті аспаптарда (диодтар, транзисторлар) және магнитті элементтерде (ферритті біліктерде) құрастырылған. Құрылымды-технологиялық негіз ретінде алғашқы рет баспа монтажымен платалар кеңінен қолданыла бастады. Электронды сұлбалар жұмысының тактілік жиіліктері жүздеген килогерцке дейін өсті. Бағдарламаларды жасау кезінде ассамблерден басқа «Алгол» және «Фортран» сияқты жоғарғы деңгейлі бағдарламалау тілдері қолданыла бастады. Бұл кезеңде бағдарламалаушы мамандығының қажеттілігі туындады.

ЭЕМ үшінші буыны.

Үшінші буынды ЭЕМ-ді жобалау 1962 ж. интеграцияның шағын содан соң орта деңгейімен кремнийлі интегралды сұлбаларын шығарудан басталған. Принципиалды жаңа элементтік базаны жасауда жаңа бағыт – микроэлектроника пайда болды; интегралды микросұлбалар өндірісіне мамандандырылған Іntel (ІntegratedElectronіcs- TechnologіesІncorporated) корпорациясының негізі қаланды. 1964 ж. ІBM (ІnternatіonalBusіnessMachіnes) компаниясы өнімділігі әртүр- лі, бірақ ортақ архитектурамен және толық бағдарламалық сәйкестікпен ІBM- 360 ЭЕМ топтамалық семействосын шығарды, олар соншалықты сұранысқа ие болғанынан компьютерлердің келесі буындарының аппаратты-бағдар- ламалық үйлесу принциптерін унификациялау, стандартизациялау және жүзеге асыру үшін негізге айналды. 1965 ж. DEC фирмасының — орта және шағын компаниялар үшін бағасы жағынан қолжетімді PDP-8 алғашқы топтамалық мини-ЭЕМ шығарылымы басталды.

1960-шы жж. екінші жартысынан бастап КСРО Экономикалық өзара көмек кеңесі (ГДР, Венгрия, Болгария, Польша, Чехословакия) елдерімен бірге ІBM машиналарына ұқсас Бірлік жүйедегі (БЖ) және шағын ЭЕМ жүйесіндегі (ШЖ) универсалды ЭЕМ қатарын жасап шығара бастады. 1972 ж. ЕС-1010 семействосының кіші моделінің өндірісі басталды, ал бір жыл өткен соң басқа да моделдерінің. Олардың тез әрекеттігі 10 мыңнан (ЕС- 1010) 2 млн-ға дейінгі (ЕС-1060) опер./с құрады. Интегралды гибридті сұлбалардағы алғашқы топтамалық отандық ЭЕМ 1970 ж. пайда болған «Наири-3» машинасы болды. Бұл ЭЕМ артықшы- лықтары: тұрақты есте сақтау құрылғысының бар болуы және ақпаратты өңдеуді басқарудың микробағдарламалық принципі. «Наири-3» ЭЕМ-ы агрегатты-блоктық (модульді) принцип бойынша жасалған. 1972 ж. АҚШ-та есептеу жылдамдығы бойынша рекорд (200 млн опер./с) орнатқан ИЛЛИАК-4 уникалды машинасы құрастырылған. Мұндай тезәрекеттік ЭЕМ классикалық архитектурасынан бас тарту – 64 процессордан құралған матрицаны қолданып мәліметтерді параллельді өңдеуге көшу есебінен қол жеткізілген. Үшінші буынның даму кезеңінде әлем бойынша үлкен көлемде  көпшілік коммерциялық қолданысқа арналған универсалды ЭЕМ шығара бастады. Оған жаңа бағдарламалау тілдерінің («Бейсик», «Паскаль»), реалды уақыт операционды жүйелерінің пайда болуы, қолданушының компьютермен диалогын (графикалық интерфейсты, «тышқан» манипу- ляторын қолдану) және қолданбалы бағдарламаларды (тексттік процессор) жетілдіру себепкер болды.

ЭЕМ төртінші буыны.

Төртінші буынды ЭЕМ пайда болуы микроэлектрониканың қарқынды дамуымен және сапалы жаңа функционалды құрылғыларды – үлкен (ҮИС) және аса үлкен (АҮИС) интегралды сұлбалар негізіндегі микропроцессорларды жасаумен байла- нысты. Ше1 4004 алғашқы 4-разрядты микропроцессоры 1971 ж. соңында 1Ме1 корпорациясымен жасалған. 1972 ж. 8-разрядты 8008 микросұлбасы ұсынылған. интегралды микросұлбадағы элементтер саны әр бір жарым жыл сайын екі есе көбейіп отыру керек деп болжанған белгілі Мур заңын дәлелдей отырып, 1974 ж. 8080 микропроцессоры, содан соң 8086, 80286, 80386, 80486 және АҮИС-да Pentіum семействосының заманауи процессоры жасалған. Функционалды арналымдылығына және өнімділігіне сүйенсек бірнеше жылға тұрақталған, қазіргі кезде ескіріп бара жатқан (мысалы, «мини- ЭЕМ» термины жоғалды) ЭЕМ классификациясы (суперЭЕМ, үлкен ЭЕМ, мини-ЭЕМ және микроЭЕМ) пайда болды.

Біздің өнеркәсіп 1980 ж. бастап ІBM-үйлескен интегралды сұлба- ларында СМ семействосының ЕС топтамасының мини-ЭЕМ; «Электроника 60» микроЭЕМ, диалогтық есептеу комплекстерін (ДЕК), БК топтама- сының тұрмыстық компьютерлерін шығарған. Орта оқыту мекемелерінде ММУ ядролық физика институның қызмет- керлерімен информатика сабағын жүргізу үшін бірнеше уақыт бойы мектептер қамтылған «Корвет» микроЭЕМ (Basіc тілінің интерпретаторы орнатылған) жасалған. МикроЭЕМ Ресейде мыңдаған радиоқолданушылардың соншалықты үлкен назарын аударды, тіпті өз қолымен үй компьютерлерін жасауда  нағыз бум болды. Алғашқылардың бірі «Радио-86РК» болды, содан кейін базасында бағдарламалық жасақтаманың ең кең фонды бар бірқатар үйлесімді радиомоделдер болған «Спектрум». Дисплей ретінде теледидар қолданылған, бағдарламалар катушкалы және касеталы тұрмыстық магнитофондардан жүктелген. 1980-ші жж. Кеңес Үкіметінде ашық архитектура принципі бойынша қажетті конфигурациялы көпплаталы микроЭЕМ жасауға мүмкіндік беретін «Электроника С5-21» микропроцессорлы платаларының тұтас қатары пайда болды. Платалар жиынтығы өзіне командалардың уникалды жүйесімен және көпмашиналы жүйелерді ұйымдастыру мүмкіндігімен бірплаталы ЭЕМ-ді; опаративті есте сақтау құрылғысы, тұрақты есте сақтау құрылғысы платаларын, ультрафиолетті өшіруі бар қайтабағдарламаланатын есте сақтаушы құрылғыны, параллельды және тізбекті енгізу-шығару каналдарын қосты. 1990-шы жж. басында арнайы техникада қолданыс тапқан «Электроника С5-31» біркристаллды ЭЕМ-ы жобаланған. Өкінішке орай, бұл уақыттарда отандық элементтік базаны жасап шығару тоқтап қалды, ал ЭЕМ-ның көпшілік өндірісі айтарлықтай мөлшерде сатымдық шетелдік өндірістегі құрамдас элементтер негізіндегі шетелдік есептеу техникасын тираждауға қайта бағдарланды. Белгілі бір мөлшерде оған отандық бағдарламалық жасақтамадағы унификацияның жоқ болуы негіз болды. 1970-ші жж. ортасына таман машиналардың төртінші буынының дамуының екі тенденциясы айқындалды: суперЭЕМ және дербес ком- пьютер. 1976 ж. CrayResearch компаниясы 100 млн опер./с өндіретін«Крей-1» суперЭЕМ-ын жасады.1985 ж. «Крей-2» суперкомпьютері 1,2 млрд опер./с тезәрекеттікке ие болған, ал 1997 ж. Іntel корпорациясының Janus суперЭЕМ-ы 1 трлн опер./с шекарасын жасады.

Берілген машиналар класына алғашқы рет платаларды сумен салқын- дату жылуды бұру үшін қолданылу керек болған кеңестік «Эльбрус-1» (өнімділігі – 10 млн опер./с-қа дейін) және «Эльбрус-2» (өнімділігі – 125 млн опер./с-қа дейін) көппроцессорлы есептеу комплекстері жатады. Дербес компьютердің пайда болуы микроЭЕМ-нің пайда болып жетілдірілуімен тікелей байланысты, сол үшін бұл терминдерді кейде синонимдар ретінде қолданған. Қазіргі кезде алғашқы толықфункционалды дербес компьютердің қашан жасалғанын анықтау қиын. Кейбіреулер алғашқы дербес ЭЕМ 1973 ж. Францияда жасалып шығарылған деп есептейді (оның авторы – Труонг Тронг Ти). 1973 ж. Xerox компаниясы Alto дербес микрокомпьютерін ұсынған, онда алғашқы рет экранға графикалық терезелер түрінде бағдарламалар мен файлдарды шығару принципі көрсетілген. Келесі жылы атағы шыға қоймаған америкалық фирма жасаған Altaіr-8800 компьютері сатылымға шықты, оның мүмкіндіктері өте шектеулі болғанымен (опертивті жады – 256 байт, пернетақта және экран болмаған) ол бірден танымал болып кетті. Компьютердің бұл танымалдылығына Билл Гейтстің (Mіcrosoft фирмасының негізін қалаушылардың бірі) кәсіби емес қолданушыларға өздігінше бағдарламаларды оңай жазуға мүмкіндік берген «Бэйсик» тілінің интерпретаторын жасауы негіз болған. Дербес компьютерлердің көпшілік өндірісі мен іс-тәжірибеге енгізілуі Стив Джобстың — 1977 ж. Apple дербес компьютерлерін шығарғанApple Computer америкалық фирмасының басшысы мен негізін қалаушысының атымен байланысты. 1981 ж. ІBM фирмасы Іntel фирмасының 16-разрядты 8088 микро- процессорында жасалған ашық архитектуралы ІBMPC (Personal Computer

Компьютер монохромды тексттік дисплеймен қамтамасыз етілген, 160 Кбайт 5-дюймдық иілгіш магнитті дискеталарға арналған екі дискжетекке, 64 Кбайт оперативтік жадына және Mіcrosoft фирмасынан тапсырыспен алынған MSDOS дисктік операционды жүйесінің алғашқы нұсқасына ие болған.

1982 ж. КСРО «Агат» ДЭЕМ-ын шығаруды бастады. 1984 ж. Apple компаниясы Motorola68000 микропроцессоры негізіндегі, қолданушымен экранды әрекеттесудің орнатылған құралдарымен – кішігірім суреттер – белгілер (пиктограмма) түріндегі басқару коман- даларын енгізуге (белгілерді «тышқан» манипуляторының көмегімен таңдай отырып) мүмкіндік беретін графикалық интерактивті интерфейспен

«Макинтош» (Macіntosh) компьютерін ұсынды.

Осы жаңартулармен және 3,5-дюймдық дискеталардағы жинағыштармен дербес компьютер кәсіби емес қолданушыларға қолжетімдірек болды.

а — үстел үстілік; б — ноутбуктар; в — қалталық

Ашық архитектура принципі ДЭЕМ-ға әсер еткені соншалық, тіпті ШМ РС компьютерлеріне арналған әртүрлі құраушы және қосымша құрылғылардың өндірісінде ғана емес, олармен үйлесімді әртүрлі есептеу машиналарын шығаратын фирмалардың санында да екпінді өсу байқалды. Осы кезден бастап дербес компьютерлердің өнеркәсіптік өндірісінің өсуі басқа да өндірушілерді – жобалау негізіне ашық архитектура мен ІBMPC стандарттарын алған^mpaq, Zenіth, АSТ, Арпто^ өндірушілерін қамтамасыз ете бастады. Мұндай ДЭЕМ қолданушылары өздерінің компьютерлерінің өмірлік циклын ұзартуға – әртүрлі өндірушілердің заманауи құрылғыларымен қамтып, бағдарламалық өнімдердің үйлесімділігін ойламай өз бетінше олардың аппараттық бөлімін жетілдіруге мүмкіндік алды. Қазіргі кезеңде компьютерлердің соншалықты көп түрлері өндіріледі, тіпті төртінші буын машиналарының барлық номенклатурасын қадағалау іс жүзінде мүмкін емес, олардың дамуын болжау тіпті қиын (1.1-сурет). ЭЕМ-ның төртінші буынының дамуына DOS-ты алмастырған Wіndows операционды жүйесін үздіксіз жетілдіру анағұрлым деңгейде әсер етті.

ЭЕМ бесінші буыны.

Бесінші буынды ЭЕМ-ға ақпаратты өңдеуден табиғи тілдерді қолданумен кәсіби білімдерді нысандандырылған өңдеуге өтуді қамтамасыз ететін жасанды интеллектпен оқытылатын жүйелер жатады. Қолмен енгізу, сөйлеу және кескінді тану мәселелерін шешу үшін 1990-шы жылдардан бастап биологиялық нейрон моделін және оның негізіндегі жасанды нейронды желіні қолдана бастады. Нейрон, шын мәнісінде, кіріс сигналдардың суммасын нейронның өзінің жағдайына байланысты функция мәніне түрлендіретін олардың қарапайым сумматоры болып табылады.

Әр нейрон бірнеше кірістер мен бір шығысқа ие болуы мүмкін. Нейронды желі бір нейрондардың шығысының басқаларының кірістерімен қосы- луынан пайда болады. Нейронды желі сандық күрделі сұлбаға эквивалентті, демек ол нейрокомпьютердің негізі бола алады. Белгілі бір мәселені шешу үшін желіні бағдарламалау сәйкесінше нейрондар арасындағы байланысты өзгерте отырып желі құрылымын өзгертетін оның оқытылуына негізделеді. Мұндай ЭЕМ-ды жасау мүмкіндігі нанотехнологиядағы жетістіктерді қолданумен, мүмкін басқа физикалық принциптер негізінде сапалы жаңа компоненттерді жасаумен тығыз байланысты. Параллельді жұмыс істейтін қарапайым элементтер – нейрондардың үлкен санының (бірнеше ондықтардан 10

-не дейін) үлестірілген желісімен ұйымдасқан нейронды құрылымды компьютерлер күрделі биологиялық құрылымдардың жұмысын өндіре алады. АҮИС өндіріс технологияларын жетілдіру дәстүрлі түрде жалғасуда. Мысалы, Іntel корпорациясы микропроцессорларды жинау үшін жеке-жеке дайындалған корпустарды қолданбай, оларды микросұлба кристалының айналасына «өсіруді» ұсынады. Алдын-ала бағалау бойынша бұл миллиардтан астам транзисторлардан тұратын және 20 ГГц-ке дейінгі тактілі жиіліктерде жұмыс істейтін көпядролы процессорларды жасауға мүмкіндік береді. Суперкомпьютерлер қазіргі кезде параллельді есептеулерді кеңінен қолданады. Зерттеулерден байқағанымыздай, орта есеппен алғанда үстел үстілік ДЭЕМ-ның есептеуіш қуаты суперкомпьютерлер өндірісінің деңгейінен 13 жылға қалып келеді, себебі заманауи дербес компью- терлердің өнімділігі бойынша сол кездегі суперкомпьютерлерге іс жүзінде толығымен сәйкес келеді. Көпядролы процессорлы архитектураларды енгізгелі параллельді бағдарламалау ДЭЕМ-да да тарала бастады. Көпядролы процессорлардың базасында құрастырылған жүйелердің саны шұғыл өсуде, сол себепті суперкомпьютерлердің дамуы келесі буынның дербес компьютерлерінің архитектурасының қалыптасу преспективаларына әсер ете бастайды. Бесінші буынды ЭЕМ-ды жасап шығару бағдарламалары көптеген елдерде қабылданған, және, мүмкін, алдағы уақыттарда олардың жүзеге асу нәтижелерін білеміз.

1.3.

ЭЕМ сандық сұлбаларында барлық сигналдар 1 және 0 логикалық мәндеріне сәйкес қойылатын кернеудің (тоқтың) жоғарғы және төменгі деңгейлері түрінде болады. Кіріс немесе шығыс сигналдар жағдайына байланысты бірлік екілік сигнал жоғарғы деңгеймен, ал нөлдік мән төменгімен бейнеленетін оң логика және бірлік екілік сигнал төменгі деңгеймен, ал нөлдік мән жоғарғымен бейнеленетін теріс логика ажыратылады.

а — импульсты сигналдар; б — потенциалды сигналдар; U пор

Сигналдың жоғарғы және төменгі деңгейі элементтік базаға тәуелді кейбір шектік мәндерге байланысты анықталады. Мысалы, егер сигнал шектік мәннен жоғары болса, онда ол 1-ге сәйкес келеді; егер сигнал  шектік мәннен аз болса , онда ол 0 ретінде қабылданады. ЭЕМ сұлбаларында сигналдардың физикалық шектік берілуінің екі әдісі қолданылады: импульсты және потенциалды (1.2-сурет). Бір импульсты сигналдың ұзақтығы ЭЕМ-ның бір жұмыс тактісінен аспайды, яғни кіріс сигналдың логикалық элементке әсер ету уақытынан аспайды. Потенциалды сигналдың ұзақтығы екіден көп тактіні ала алады (мысалы, құрылғының жөнделу сигналы). ЭЕМ логикалық сұлбаларының талдануы мен синтезі бульдік алгебраның математикалық аппаратын – кіріс және шығыс айнымалылары 0 жән 1 мәндерінің біреуін ғана қабылдай алатын бульдік функцияларды қолданумен жүзеге асырылады. Айнымалыларда үш негізгі түрлендірулер жүзеге асырылады: логикалық қосу, логикалық көбейту және логикалық терістеу, олар қарапайым базалық логикалық функцияларға: дизъюнкция (НЕМЕСЕ), конъюнкция (ЖӘНЕ) және инверсия (ЕМЕС) сәйкес келеді.

а — НЕМЕСЕ; б — ЖӘНЕ; в — ЕМЕС

Электрлік сұлбаларда бұл элементтер 1.3-суретке сәйкес белгіленеді. Қалауынша күрделі кез-келген логикалық сұлбаларды жүзеге асыру үшін логикалық элементтердің функционалды толық жүйесі қажет. НЕМЕСЕ, ЖӘНЕ, ЕМЕС үш типті элементтер жиынтығы функционалды толық емес болып есептелетіні дәлелденген, сол себепті кез-келген сандық құрылғыны осы логикалық операциялардың комбинациясы түрінде елестетуге болады. Бульдік функцияларды аналитикалық түрде логика алгебрасының өрнектері түрінде немесе олардың мәндерінің кестесінің көмегімен беруге болады. Логикалық элементтердің шығыс мәндерін сипаттау үшін кіріс айныма- лыларының барлық үйлесулері (жиындары) кезінде ақиқат кестесі қолданылады. Кез-келген логикалық элементтің ақиқат кестесі кірістер санына тең п

қатарлардан, шығыс мәнінің бір қатарынан және 2п

(кіріс айнымалылар жиыны) жолдардан тұрады.

Алғашқы рет бульдік функциялар теорисын релейлі-контактілі сұлбаларын синтездеу кезінде қолданған, оған мысал ретінде НЕМЕСЕ, ЖӘНЕ, ЕМЕС базалық операцияларының сұлбалық жүзеге асырылуын қарастырайық.

реле контактілері

Логикалық терістеу (инверсия) логика алгебрасында аргумент таңбасының үстіндегі сызықпен белгіленеді. Алгебралық формада сұлба

1 инверсиясы 0-ді береді, 0 инверсиясы 1-ді береді, ал қос инверсиялау айнымалының мәнін өзгертпейді (1.1-кесте). ЕМЕС функциясын жүзеге асыру үшін тұйықталған контактілі релені қолдануға болады (1.4-сурет).

Реле жұмыс істеп бастағанда к 1 контактісі кіретін тізбек ажыратылады, ал

кернеуі

лат . vel сөзінің бірінші әрібінен – «немесе») белгіленеді. Шығыста логикалық сумма 1-ге тең болады, егер бір немесе бірнеше кіріс қосылғыштар 1 болса (1.2-кесте). НЕМЕСЕ функциясының жүзеге асырылу мысалы ретінде 1.5-суретте тұйықталған контактілердің параллельді жалғануымен релейлі сұлба келтірілген. Тіпті болмағанда бір реле (Р1 немесе Р2) іске қосылған кезде к1 және к2 контактілері кіретін Z тізбегі тұйықталады. Уақыттық диаграммада реленің

және

сигналдарын қосындылауды қамтамасыз ете отырып қосылған кездегі Z тізбегінің жағдайы көрсетілген.

1.6-сурет. ЖӘНЕ релейлі сұлбасының нұсқасы (а) және оның жұмы- сының диаграммасы (б)

Берілген сұлбаны алгебралық формада келесі өрнекпен сипаттауға болады

аналитикалық түрде «&» таңбасымен белгіленеді. ЖӘНЕ элементі — бұл оның барлық кірісіндегі мәндер бірліктер болған кезде ғана шығысы 1-ге тең болатын сәйкес келу сұлбасы (1.3-кесте). Кейде конъюнкцияның екікірісті сұлбасын сигналды бір кірісте логикалық бірлік бар кезде ғана өткізетін шұра (клапан) деп атайды. ЖӘНЕ функциясын, мысалы, бірнеше релелердің тізбектей жалғанған тұйықталған контактілері жүзеге асырады (1.6-сурет).

к1 және к2 контактілерінің тізбегі жалғыз жағдайда тұйықталған болады

тізбе- гінде

және

Базалық логикалық элементтердің үйлесуі күрделі комбинациялық (кері байланыссыз) сұлбаларды жасауға мүмкіндік береді: НЕМЕСЕ — ЕМЕС (дизъюнкцияны терістеу) (1.4-кесте), ЖӘНЕ — ЕМЕС (конъюнкцияны терістеу) (1.5-кесте), дешифраторлар (1.6-кесте) және кіріс пен шығыстың әртүрлі санымен басқа да сұлбалары.

Дешифратор кіріс көпразрядты кодты оған сәйкес келетін бірразрядты шығыс сигналға түрлендіретін логикалық сұлба түрінде болады. Мысалы, егер

кірісі бар дешифраторға N-разрядты код берсе, онда шығысында 2

комбинациялы бірразрядты сигналдарды аламыз.

ЭЕМ-да дешифратор мекен-жай кодын есте сақтау құрылғысындағы сәйкес ұяшықты таңдау сигналына түрлендіру үшін қолданылады. Шығыс сигнал тек кірістегі айнымалылар жиынтығына ғана емес оның ішкі элементтерінің жағдайына да тәуелді

ЭЕМ-да екі тұрақты жағдайды қамтамасыз етіп, ақпараттарды (бір  екілік санды) (1.7-сурет) ұзақ уақыт сақтай алатын, яғни шығыста потенциалды сигналды қалыптастыра алатын

Диаграммадан көріп тұрғанымыздай триггердің бір тұрақты жағдайдан басқасына өтуі уақытта үлестірілген

немес

триггер қорек бар кезде осы ақпаратты сақтап, R сигналы пайда болғанға дейін статикалық жағдайда болады. Осылайша, кіріс сигналдарды шешкен соң триггер жазылған ақпарат битін сақтау режиміне (шығысында потенциалды сигнал пайда болады) көшеді. Мұндай триггер

асинхронды деп аталады, себебі оның шығыстары өз жағдайларын кіріс сигнал пайда болған сәтте өзгертеді. RS-триггер ЭЕМ-ның әртүрлі басқару блоктарында жиі пайдаланылады. Оның негізінде күрделірек жұмыс логикасына ие триггерлер қатары алынған: синхронды (тактіленетін) RS-триггерлер, есептік кіріске ие триггерлер (Т-триггерлер), бір тактіге сигналды кідіртетін триггерлер (D- триггерлер) және т.б. (1.8-суретте). Ақпаратты сақтау мен түрлендіруді қамтамасыз ету үшін бірнеше біртипті триггерлерден тұратын логикалық сұлбалар қолданылады.

Триггерлер п -разрядты регистрлі сұлбаларды (жылжу регистрлері, санағыштар, сумматорлар және т.б.) және статикалық жады ұяшықтарын құрастыруда кеңінен қолданылады.

кірісі

кірісі

Сақтау

Жазу

Сақтау

Жазу Регистрге ақпарат параллельді (бірден барлық разрядтармен) немесе тізбектей енгізіліп оқыла алынады. Регистрлер ақпарат блогындағы разрядтар санына сәйкес келетін санға ие болатын триггерлердің және мәліметтерді түрлендіруді орындау кезінде олардың жұмысын қамтамасыз ететін қосалқы сұлбалардың қосындысы түрінде болады. Бұл түрлендірулер, негізінен, екілік кодтың белгілі бір разрядтар санына оңға немесе солға жылжуына, тізбектей кодты параллельдіге және керісінше түрлендіруге негізделеді.

1.9-суретте синхронды RS-триггердегі п

разрядтардың кірістеріне триггерлерді нөлге келтіру үшін «Тастау» сигналы беріледі. х

,..., x і

,...,х п

кірістері бойынша ақпарат регистрдің сәйкес разрядтарында тек «Жазу» синхрондаушы импульстің әсері кезінде параллельді сақталып отырады және триггерлерді ауысытырып қосқанда z

,..., z і

,..., z п

шығыс- тарына беріледі.

ЭЕМ-да импульстерді санау үшін, жылжыту, адрестерді қалыптастыру үшін әртүрлі суммалайтын, азайтатын, реверсивті және циклдық сана- ғыштар қолданылады.

(Reset— тастау) — триггерді нөлдік жағдайға орнату кірісі;

(Set— орнату) — триггерді бірлік жағдайға орнату кірісі;

(Toggle— релаксатор) — триггердің санағыш кірісі;

(Clock— сағат) — синхрондаушы импульстер (тактілер) кірісі

Суммалаушы санағыш оның кірісіне келіп түскен сигналдарды санауды және нәтижені көпразрядты екілік сан түрінде тіркеуді жүзеге асырады. т

импульстерге дейін санауға мүмкіндік береді

т

Санағыштарда Т санағыш кіріске сигнал берген кезде өз жағдайын қарама-қарсы мәнге өзгертетін Т-триггерлар қолданылады .

1.10-суретте Т- триггерлерде құрастырылған суммалаушы т

-разрядты санағыштың үш разряды көрсетілген.

Импульстерді санау басталмас бұрын барлық триггерлер «Тастау» сигналымен нөлге келтіріледі (z шығыстары 0-ге орнатылады).

Кіріске (Вх) импульс келіп түсуімен алғашқы триггер 1 жағдайына ауысады, екінші импульс оны 0 жағдайына ауыстырады, бірақ, сонымен қатар келесі триггер 1-ге орнатылады және т.с.с. Мұндай санағыштар ЭЕМ- да таймерлер ретінде және ағымдағы уақыт пен датаны санау үшін қолданылады. Триггерлер ЭЕМ-да жинақтаушы және комбинациялы типті сумматорларды жүзеге асыру үшін қолданылады.

Сумматор екі екілік көпразрядты сандар кодтарын арифметикалық қосуды орындауға арналған логикалық құрылғы түрінде болады. ЭЕМ-да сумматор арифметикалық (азайту, көбейту, бөлу) және логикалық (дизъюнкция және конъюнкция) операцияларды орындау үшін қолданылады. Әдетте сумматордың кірісі мен шығысында сандар кодтарын және нәтижелерді сақтау және түрлендіру үшін регистрлар болады. Регистрлар оқжатар типті статикалық жадын жасаушы жүйелі біріккен құрылымға біріге алады. Оқжатар жады тізбектей жалғанған көпразрядты регистрлармен жасалады (1.11-сурет) және ЭЕМ-да командалардың, ішкі бағдарламалардың және т.б. орындалу тізбектілігін жасау үшін қолданылады.

1.11 б суретте келтірілген регистрлардан құралған жады FІLO (fіrst-іn— last-out— «бірінші кірді — соңғы шықты») алгоритмі бойынша жұмыс істейтін стектік жады деп аталады. Регистр

стек шыңы болып табылады, және ол арқылы оқу жүзеге асырылады. Кезекті блокты жазу кезінде стектің барлық құрамы N регистры жағына жылжиды. Егер шыңынан саналған ақпарат блогы алынып тасталынса, стек кері бағытта регистр 1 жағына жылжиды.

а

б

ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС үш базалық элементтерінде құрастырылған логикалық құрылымдардың көптүрлілігі синтездеуге және электрониканың дамуына қарай күрделі процессорларды, оперативті және тұрақты жадын, ақпараттарды енгізу-шығару микросұлбаларын және ЭЕМ-ның басқа да сандық түйіндерін жүзеге асыруға мүмкіндік берді.

1.4.

ЭЕМ архитектурасының пайда болуы мен алдағы жетілдірілуі ваку- умдағы, қатты денелердегі, олардың беттік қабаттарындағы, сұйықтық, газ және плазмадағы ионды және электронды үрдістерді зерттейтін электрониканың дамуымен тығыз байланысты. Электроника вакуумды, ионды, шалаөткізгішті, оптикалық және кванттық электронды құрылғы- лардың элементтік базасының өндірісіне арналған теориялық және практи- калық негізді жасады. Электромеханикалық есептеу машиналарынан электрондыларға (бірінші буынды ЭЕМ) сапалы өту электронды лампаларды қолданудың арқасында мүмкін болды (1.12-сурет).

Электронды лампа

Алғашқы электродты лампаны (вакуумды диод) ағылшын физигы Джон Флеминг 1904 ж. құрастырды, көп ұзамай триод жасалды, содан соң бесэлектродты лампа – пентод және т.б. жасалды. Электронды лампалар тек радиоэлектронды құрылғыларды ғана емес әртүрлі дискретті құрыл- ғыларды да жасауға себепші болды. Мысалы, орыс оқымыстысы Михаил Александрович Бонч-Бруевич (1918 ж.) ойлап тапқан триггер екі триодтан құралған және екі тұрақты жағдайдың біреуінде бола алатын, яғни 1 бит ақпаратты сақтай алатын болған. Дегенмен шалаөткізгішті электроникадағы жетістіктерді (транзисторды жасау) лампа негізіндегі ЭЕМ жасаудың келешегі жоқтығы шарттады.

Транзистор (шалаөткізгішті триод)

кристалл бойымен ток өтуі бір ғана таңбалы заряд тасушыларға – электрондарға ( п

) немесе «кемтіктерге» ( р

) негізделген.

Физикалық құрылымы және жұмыс істеу механизмі бойынша өрістік транзисторлар шартты түрде басқарылатын затворлы өрістік транзисторлар және оқшауланған затвордан басқаруға ие өрістік транзисторлар – МДШ (металл-диэлектрик-шалаөткізгіш) транзисторлары болып бөлінеді. Диэлектрик ретінде кеңінен кремний тотығын қолданады (осыдан МТШ- транзистор атауы шыққан).

МТШ-транзисторлар екі өткізгіштік түрімен ажыратылады: p

-типті және п

-типті. р -типті каналмен өрістік транзистор истокқа қатысты затвордағы кернеу теріс болған кезде ашылады, п

Өрістік транзистор өзекті элемент (ауыстырып қосудың шектік кер- неуіне ие) болып табылады, бұл сандық сұлбаларды құрастыру үшін өте маңызды. МТШ-транзисторлары кристал бетінің өте аз ауданын алады, ал дайындаудың салыстырмалы қарапайымдылығы және құрастырудың сұлбалық артықшылықтары олардың үлкен интегралды сұлбаларда және аса үлкен интегралды сұлбаларда айрықша қолданылуын анықтады.

иполярлы транзисторларда (немесе жай — транзисторларда) кристалл арқылы тоқтың өтуі екі таңбалы да заряд тасушылардың қозғалысына негізделген. Мұндай транзистор әртүрлі өткізгіштікті: кемтікті ( р

) және электронды ( п ) үш аймақ пайда болған монокристалды шалаөткізгішті пластина түрінде болады. Олардың кезектесу ретіне қарай транзисторлар

типті бола алады (1.14-сурет). Ортаңғы аймақ база деп, қалған екеуі – эмиттер және коллектр деп аталады.

Биполярлы транзисторлар кіріс база тоғымен ,

ал өрістік – затворға берілетін кіріс кернеумен басқарылады. Екінші буында ЭЕМ-да транзисторлармен бірге гистерезис – тікбұрышты формаға жақын сызықты емес магниттелу қисығымен ілмегі бар фериттік сақиналы біліктер кеңінен қолданылған.

а — n

және р

каналдарына ие басқарушы затворлы өрістік транзистор; б — n

және р каналдарына ие оқшауланған затворлы өрістік транзистор; З — затвор; С — сток; И — исток; П — төсем

Ферриттер

Ферритті біліктер ЭЕМ-де ерікті адрес бойынша шақыртуы бар оперативті жады ретінде және феррит-диодты және ферриттранзисторлы ұяшықтардан жасалған логикалық элементтер ретінде қолданылған. Феррит-диодты ұяшықтар ЭЕМ-да 1950-ші жж. қолданылған, ал 1960-ші жж. олар одан да жетілдірілген, өз кезегінде интегралды электроникамен алмастырылған феррит-транзисторлы ұяшықтармен алмастырылғын. Жартылай өткізгішті технологияның дамуы бір шалаөткізгіш кристалында ондаған мыңдық транзисторлардан тұратын электронды құрылғыларды жасауға мүмкіндік берді. «Интегралды сұлба» (ИС) деген атауды алған мұндай құрылғылар үшінші буынды ЭЕМ аппараттық базасының негізі болды.

1.14-сурет.        Биполярлы транзисторлардың графикалық белгіленуі: а — p

n

б

n

p

ИС қолданысына көшу «микроэлектроника» атауын алған азгабаритты және сенімді радиоэлектронды аппаратураны құрастыру мен өндірудің жаңа бағытын анықтады.

Микроэлектроника

Мұндай үрдіс «планарлы» деген атау алған. Ол сәйкес шарттарда технологиялық үрдістердің белгілі бір кезегімен бір уақытта дайындалатын функционалды біртипті түйіндердің үлкен санын орналастыру үшін шалаөткізгішті материалдан (монокристаллды кремнийден) тұратын пластина түріндегі бастапқы дайындама қолданысын болжайды (1.15- сурет). Үрдіс келесі технологиялық үрдістердің регламенттелген орындалуына негізделеді: кремний пластиналарын дайындау, эпитаксия, диэлектрлік қабаттарды жасау, p n өткелдерін қалыптастыру, литография, улау, металдау, бақылау, микросұлба денесін жинау және оның герметизациясы. Технологиялық үрдіс монокристалды кремнийдің металлургиялық құймасын алудан басталады. Содан соң оның механикалық өңделуі жүзеге асырылады: пластиналарды алмаз аралармен кесу, оларды тегістеу және жылтырлату. Улаған соң балқытқыш, азотты және сірке қышқылдарының қоспаларында кезекті шаюмен диаметрі 15...40 см, қалыңдығы 0,50...0,65 мм болатын кремнийлі жылтыратылған пластиналар алынады.

Эпитаксия үрдісі пластинаның жылтыраған жағында қажетті электро- физикалық қасиеттерге ие (өткізгіштік түрімен, меншікті кедергімен және т.б.) қабатты өсіруге негізделеді. Пластинада диэлектрлік қабаттарды жасау және өткізетін бөліктерді қалыптастыру металл мен кристалл бетін қоршаған орта әсерінен қорғау құралының арасындағы электрлік оқшаулағыш болып табылатын диэлектр- лік қабыршақтарды тұндырумен жүзеге асады. р п өткелін жасау үшін базалық және эмиттерлік аймақтардың және биполярлы технологияларда резисторлардың қалыптасуын, МТШ- технологияларда исток пен сток аймақтарының пайда болуын қамтамасыз ететін қоспалардың химиялық диффузиясы қолданылады. Оптикалық литография үрдісінде пластинаға фотошаблондар көмегімен бір-біріне кезекпен қойылып ИС функционалды сұлбасын қалыптас- тыратын суреттердің фрагменттерін қабат-қабатпен жағады. Фотошаблон мөлдір емес және жартылай мөлдір аумақтармен қалыптасқан суреті бар шыны пластина түрінде болады. Пластинаға сұлбаны ауыстыру үшін сезгіштігі жоғары лак – фоторезист қолданылады. Фоторезист қабыршағы пластинаға жағылады және фотошаблон арқылы ультракүлгін жарықпен сәулелендіріледі. Сәулелендіруден соң қабыршақ химиялық немесе плазмалық улауға – фотошаблон суретін айқындау үшін фоторезисттың бүркемеленбеген аумақтарын селективті жоюға шалдығады. ҮИС және АҮИС жасау кезінде пластинада әртүрлі суреттер қатарын көпқабатты электрлік сұлбаға біріктіру үшін, ал ол үшін ондаған жоғары дәлдікті фотошаблондар жиынтығы қолданылады, литографиялық үрдісті бірнеше рет жүргізу қажет етіледі. Электрлік сұлбалардың барлық массивын қалыптастыру аяқталған соң пластина жеке монокристалды ИС-ға кесіледі, олар кіріс бақылауда брак- таған соң монтажға түседі. Кристалды монтаждаудың негізгі әдістерінің бірі оның корпуспен қатты дәнекермен қосылуы болып табылады. Кристалды контактілі аудан- дарының корпус шығыстарымен қосылуы алюминилі немесе алтын сыммен балқытып біріктіру көмегімен жүзеге асады. ИС-ның герметизациясы үшін әдетте эпоксидты шайыр мен кремний- органикалық қосылыстар қолданылады. Корпусты герметизациялаудың негізгі мақсаты микросұлбаны сыртқы механикалық және климаттық әсерлерден қорғау болып табылады. ИС-ның интеграция дәрежесі бір кристалдағы қарапайым элементтердің (инверторлар) санымен сипатталады. ИС интеграция дәрежесі бойынша келесідей бола алады:

разрядты микропроцессор); Инвертордың геометриялық (топологиялық) өлшемі өндіру техно- логияларына байланысты және нанометрмен өлшенетін жобалық норма- лармен (жобалық нормалар қаншалықты аз болса, микросұлбаның интеграция деңгейі соншалықты көп болады) анықталады. Қазіргі кезде жобалық нормалар 45 нм-ден аспайды.

МТШ-транзисторлардағы логикалық сұлбалар функционалды элементтер қаптамасының жоғары тығыздығын қамтамасыз етеді, ол биполярлы транзистор негізіндегі ИС-ға қарағанда бір ретке жоғары.

КМТШ-құрылымдардағы микросұлбалар.

Логикалық МТШ-сұлба- лардағы тұтынылатын қуатты іс жүзінде төмендету үшін және олардың тезәрекеттігін көтеру үшін әртүрлі типті өткізгіштікке ие транзисторлар негізіндегі КМТШ (комплементарлы МТШ-сұлбалар) кеңінен қолда- нылады. Энергияны аз тұтынуы КМТШ-құрылымдарды CMOS (Comple- mentaryMetal-OxіdeSemіconductor — КМТШ технологиясы) өте аз тұтынудың арқасында сенімді және ұзақ уақыт (бірнеше жыл) гальва-

а — р

-каналды МТШ-транзисторларда; б — КМТШ-құрылымда; Т1 — р

-каналды транзистор; Т2 — п

-каналды транзистор

никалық элементтерден автономды қорек бар кезде ақпаратты сақтайтын статикалық есте сақтау құрылғысын құрастыру үшін қолдануға мүмкіндік береді. ИС алдағы дамуы интеграция деңгейінің және транзисторларды қаптау тығыздығының іс-жүзінде көтерілуіне байланысты. Бұл логикалық элементтердің геометриялық өлшемдерінің азаюына (жобалау нормалары төмендейді), схемотехниканың жетілдірілуімен, микросұлбалардың крис- талл ауданының өсуіне және жаңа технологияларды (мысалы нано- технология) өндірістік меңгерілуімен және микроминиатюризациялар аумағындағы физикалық эффектілерге байланысты.

2 тарау

2.1.

Абстрактілі есептеу машиналары деп аталатын ЭЕМ-ның алғашқы жеңілдетілген моделдерін бір-біріне тәуелсіз 1936 ж. математиктер Эмиль Пост (АҚШ) және Алан Тьюринг (Ұлыбритария) жасады. «Пост машинасы» және «Тьюринг машинасы» мүмкіндіктері бойынша ұқсас болды, және оларды жасау кезінде реалды есептеу машиналарының негізгі атрибуттары: жады, команда, бағдарлама қолданылған.

«Тьюринг машинасы» рұқсат етілген жұмыс алфавитіндегі символдар жазылған қағаз лентадан, бастиекті оқып жазатын лентасозғыш механизмнен және операционды (басқарушы) құрылғыдан тұрды. Қолданылатын ленталарға байланысты ол белгілі-бір математикалық немесе логикалық есептерді шеше алатын. Сәйкесінше, ол ЭЕМ-ның негізгі қасиеттеріне ие болды: лентада (жадыда) бағдарламаланған қарапайым операциялардың (командалардың) шектелген жиынтығын қадамдық (бір тактіде) орындау. Есептеуіш техниканы жетілдірудің және бірінші буынды ЭЕМ пайда болуындағы келесі маңызды қадамды америкалық математик Джон фон Нейман жасады. 1946 ж. «EDVAC машинасы туралы алдын-ала баяндама» есеп беруінде фон Нейман және қасындағы инженерлен компьютер құрылымына базалық талаптарды айтарлықтай нақты тұжырымдады, ол

Алғашқы рет есептеу математикасында бинарлы (екілік) есептеу жүйесін қолдануды XVІІ ғ. неміс математигы  Готфрид Лейбниц ұсынған, ол электрондық-есептеуіш машиналардың жасалу тарихында маңызды рөл атқарды. Джордж Буль, логика алгебрасын (буль алгебрасы) жасап алғашқы болып алгебралық және логикалық әрекеттерінің арасындағы ұқсастықты жүргізді, себебі олар тек «ақиқат» немесе «жалған», яғни 1 немесе 0 жауап нұсқасын ғана қолданады. ЭЕМ-да 1 немесе 0-дің физикалық бейнеленуі – бұл санның шектік берілуі (мысалы, кернеу бар – кернеу жоқ, импульс бар

Буль алгебрасы белгілі бір үйлесулерде екілік санау жүйесінде қосу, азайту, көбейту, бөлуді, символдар мен сандарды салыстыруды және т.б. орындайтын әртүрлі ЭЕМ сұлбаларын жасауға және жүзеге асыруға мүмкіндік беретін негізгі бинарлы функцияларды (терістеу, дизъюнкция және конъюнкция) қолданды.

Фон Нейманның келесі принциптері:

Фон Нейман машинасының негізгі фнукционалды түйіндері заманауи ЭЕМ-да орталық өңдеуші құрылғы – процессорға біріккен арифметика- логикалық құрылғылар (АЛҚ) болып табылады.

Фон Нейманның ЭЕМ-ның классикалық құрылымы 2.1-суретте көрсе- тілген. Командалар мен мәліметтерді жіберуге арналған бір шинамен және бас- қару сигналдарымен байланысқан АЛҚ, БҚ, ОЕСҚ, СЕСҚ және сыртқы

енгізу-шығару құрылғыларынан тұратын берілген сұлба фон-неймондық архитектура атауын алған, яғни құрамында бір ортақ жады бар (мәліметтерге де командаларға да) мәліметтер мен командаларға арналған ортақ (бірлік) магистральді архитектура. Мұндай архитектура бойынша құрастырылған ЭЕМ шектеулі командалар жиынымен жалғыз басқару құрылғысын басқарумен жұмыс істейді және ОЕСҚ-да жазылған бағдарламаға сәйкес жұмыс істейді. Оперативті жады орандалатын бағдарлама командалары мен ақпараттық сөздер (операндалар) уақытша сақталатын өздерінің уникалды мекен- жайлары бар ұяшықтар жиынынан тұрады. Басқарушы құрылғы бағдарлама командаларын орындай отырып машинаның барлық құраушы бөліктерінің үйлесімді жұмысын автоматты түрде қамтамасыз етеді. БҚ оперативті жадымен және компьютердің сыртқы құрылғыларымен ақпарат алмаса алады, сондай-ақ бағдарламаның орындалуын сыртқы құрылғылармен енгізу-шығару операциялары аяқталғанша тоқтата алады. ОЕСҚ-на бағдарламалар мен мәліметтерді енгізу құрылғысымен немесе СЕСҚ-нан автоматты түрде оператор енгізеді. СЕСҚ ұзақ уақыт бойы үлкен ақпарат көлемдерін сақтауға арналған қосалқы есте сақтау құрылғысы болып табылады. Әр уақыт моментінде (жұмыс тактісінде) ЭЕМ мекен-жайы арнайы БҚ регистрінде – командалар санағышында орналасқан бағдарламаның бір командасын орындайды. Бағдарлама командалар санағышының құрамының сызықты өсірілуіне сәйкес командадан соң команда болып тізбектей орындалады, немесе бұл тізбектілік есептеу процесінің аралық нәти- желеріне сәйкес өзгертіле алады.

Бұл тармақталу мен циклдерге ие күрделі бағдарламаларды қолдануға мүмкіндік береді.

ОЕСҚ-дан шақырылатын командалар басқару құрылғысымен кері шифрланады. Айтарлықтай бағдарламаның әр командасы бірмәнді нұсқаулықтар тізімінен (микробағдарламалардан) тұрады – қай ұяшықтан өңдеуге арналған мәліметтерді алу керек екендігін, АЛҚ-да олармен қандай арифметикалық немесе логикалық операциялар орындау керек екендігін, жадының қай аймағына нәтижені жіберу керек екенін, келесі команданы таңдау үшін команда санағыштарының құрамын қалай өзгертуге болатыны және т.б. АЛҚ мәліметтерге арифметикалық және логикалық операцияларды орындайды және әрбір такт кезекті оперцияны орындауға қайта бағыттайды. АЛҚ құрамына сумматорлар, санағыштар, ортақ мақсатты регистрлар, логикалық түрлендіргіштер және басқалары кіреді. Жеке операцияларды орындау нәтижелері АЛҚ-ның регистрлерінің біреуінде кезекті қолданылуына дейін сақталады, немесе оперативті жадыда жазылады. Бағдарлама орындалғаннан кейінгі алынған нәтижелер СЕСҚ-да сақталады, және адам қабылдауына ыңғайлы түрде ЭЕМ шығыс құрылғысына беріледі. Технологиялардың дамуымен фон Нейман архитектурасы аздап өзгеріп толықтырылып отырды, дегенмен екілік санау және жадыда сақталған бағдарламалар көмегімен компьютер жұмысын басқарудың классикалық принциптері фундаменталды болып қалды. Фон-неймандық архитектураның альтернативасы гарвардтық архитек- тура болып табылады. Оның моделі кейінірек бөлек үрдістердің парал- лельді орындалуы есебінен ЭЕМ тезәрекеттігін көтеру мақсатында Гарвард университетінің оқымыстыларымен ұсынылған. Гарвард (екішиналы) архитектурасы мәліметтер мен командалар үшін бөлек шиналарды және жады аумақтарын қолдану идеясы мен негізі қаланған. Ол бір шинаны нұсқаулықты таңдау (командалар шинасы) үшін бөлектеп, ал екіншісін операндаларды таңдау (мәліметтер шинасы) үшін бөлектеп фон Нейман архитектурасын жетілдірген. Командалар мен мәліметтерді бір мезетте жіберу іс жүзінде ЭЕМ тезәрекеттігін көтеруге мүмкіндік береді, себебі процессордың жады типтерінің әрқайсымен алмасуы бір мезетте барлық шина бойынша жүзеге асады (2.2-сурет). Ортақ шиналы архитектура (фон-неймандық) жеңілірек, себебі ол процессордан бір мезетте екі магистральға қызмет етуді, бірден екі шина бойынша алмасуды бақылауды талап етпейді.

Мәліметтер мен командалардың ортақ жадының болуы оны мәліметтер мен командалар кодтарының арасында оптималды үлестіруге мүмкіндік береді. Мәліметтер мен командалардың бөлек шиналарына ие классикалықар- хитектураға қарағанда күрделірек, себебі процессор әртүрлі ақпараттар ағынына ие екі шиналар бойынша бір мезетте жұмыс істеуі керек. Бағдарлама тек командалар жадында орналастырыла алады, ал мәліметтер – тек мәліметтер жадында, бұл жадының икемді үлестірілуіне мүмкіндік береді. Мәліметтер жады мен командалар жады бұл жағдайда үлкен емес көлемге ие, сол себепті берілген архитектура шектелген тактілі жиілікте максималды ішкі тезәрекеттікке қол жеткізу керек болғанда микросұлбалар процессорларының жүзеге асырылуы кезінде қолданылады. Ішкі екішиналы ұйымдастыруға ие заманауи процессорлар конвейерлі технологияларды және жылдам кэш-жадын қолдану есебінен командаларды орындау мен ОЕСҚ-нан мәліметтерді алмасуды үйлестіруге қабілетті. Осылайша, заманауи ЭЕМ фон-неймандық архитектурада базаланады, ал локалды мәселелерді шешу үшін гарвард архитектурасын пайдаланады.

2.2.

Заманауи ЭЕМ архитектурасы

Аппаратты жасақтама өзіне ЭЕМ жұмыс істеуінің жұмыс конфигура- циясын қамтатамсыз ететін негізгі құрылымдық компонеттерді қосады: процессор, жүйелік плата, есте сақтаушы құрылғылар, монитор, пернетақта және компьютерге енгізу мен қолданушыға шығару ыңғайлылығы үшін ақпаратты дайындау мен түрлендіруді орындайтын шеткері құрылғылар. Кейде «шеткері құрылғы» термині сыртқы құрылғылармен теңдестіріледі. Барлық заманауи ЭЕМ құрастырудың базалық принциптері бағдарла- малық басқару болып қалады.

болып табылады – бұл барлық ЭЕМ ресурстарын басқаратын, қолданбалы бағдарламаларды жүзеге асыратын және компьютердің жұмыс істеуі кезінде сервистік функция- ларды орындайтын бағдарлама. Сервистік бағдарламалар әдетте әртүрлі қосалқы функцияларды орындайды: қолданылатын ақпараттың резервті көшірмелерін жасайды, компьютер құрылғысының жұмыс қабілеттілігін тексереді. Заманауи ЭЕМ-да бағдарламалық басқару принципі әртүрлі әдістермен жүзеге асырылуы мүмкін. Есептеу үрдісін ұйымдастыру әдісіне байланысты ЭЕМ праллельді және тізбектей әрекетті болып бөлінеді.

Параллельді әрекетті ЭЕМ.

Паралельді әрекетті (кейде оларды есептеу жүйелеріне жатқызады) ЭЕМ бір немесе көп мәліметтер ағынын өңдеу үшін бірнеше командалар ағынын бір мезетте қолдана алатын екі не одан көп процессорлардан тұрады.

Параллель әрекетті ЭЕМ матрицалық (бір командалар ағынымен

және көп мәліметтер ағынымен) және конвейерлі (көп командалар ағыны- мен және бір мәліметтер ағынымен) болып бөлінеді (2.3-сурет).

Матрицалық ЭЕМ әртүрлі мәліметтер ағындарына бірдей команда- ларды орындайтын, бірнеше қарапайым бірдей процессорлардан тұрады. Күрделі құрылымдарда матрицадағы әрбір процессор өзінің вертикаль, горизонталь және диагональ бойынша іргелес «көршілерімен» ақпараттық байланысқа ие. Өңдеуге келіп түсетін мәліметтер көлемі жиі матрица өлшемділігіне сәйкес келеді, сол себепті әр процессор өзінің жадында осы мәліметтердің бір бөлігіне ие, мысалы өңделетін ақпараттың 1 байты. Қатты байланысқан матрицаларда кез-келген процессор өз жадында сақталатын ақпаратты өңдейді, сондай-ақ вертикаль, горизонталь және диагональ бойынша ақпараттық байланыстардан іргелес процессорлардан келіп түсетін мәліметтерді.

Конвейерлі ЭЕМ бір процессор шығысындағы ақпараты басқасының кірісі болып табылатын конвейерге тізбектей жалғанған біртипті процессорлардан тұрады. Бұл құрылымдағы әр процессор конвейер арқылы өтетін мәліметтердің тізбектілігіне бір команданы көп рет орындайды. Егер әртүрлі

блоктарды өңдеу үшін командалардың бір тізбектілігі сақталса, онда командалар тізбегіне тең ұзындықты, яғни

процессорлардан тұратын конвейерлі жүйе құрастырылуы мүмкін.

Есептеуші процесстің паралелльді ұйымдастырушы архитектурасы өте жоғары өнімділік пен сенімділікті қамтамасыздандырады, оны құрудағы қиындықтармен бағдарламалаудағы қиындықтар үшін әдетте мамандандырылған жекешеленген өндірістік ЭЕМ қолданылады. Компьютерлердің алғашқы буынынын құрудағы Нейманмен сурет- телген, универсалды ЭЕМ тізбекті іс-әрекеті мен жалпы қолданысының негізі архитектура болып табылды.

Тізбекті әрекетті ЭЕМ.

Олар ереже бойынша мекен-жайлармен сәйкес тізбекті ОЕСҚ-дағы командаларды таңдайтын бір орталықты процессордан (ОП) тұрады, олардың әрқайсысын кодсыздандырады, өз көрсеткіштеріне ақпараттарды санап, олардың үстінен микрооперациялар орындайды (командадағы жазылуына сәйкес) және көрсетілген жады ұяшықтарында нәтижелерді есте сақтайды. Әр түрлі уақытта қолжетімділік жүргізілетін бөлек функционалды түйіндер мен ЭЕМ құрылғысының ОП-мен байланысы ортақ шинамен (оны тағы да жүйелі магистраль деп атайды) жүргізіледі. Жүйелі магистраль бір шинадағы байланыс желілерін топтасуын: командалар мен ақпараттарды алмасу, сигналдарды бақылау мен басқару, ақпараттарды таратуды көрсетеді.

Ақпараттар шинасы

Команда мен ақпараттарды екі бағытта жіберуді көздейтін ақпараттар шинасы әрдайым екі бағытты болып табылады, сондықтан оның әр желіден шыққаны үш түрлі күйде болуы мүмкін: логикалық нөлдің деңгейі, логикалық бірлік және желінің қиылуы (үлкен кедергіден).

құрылғының мекен-жайын (номерін) анықтау мен жеткізу үшін қызмет етеді. Мекен-жай шинасы максималды мүмкін көлем мен қолжетімді оперативті есте сақтау, бағдарламалар мен ақпараттардың көлемін ескертеді. Мекен-жай шинасымен қамтамасыздандырылатын шинаның разряды әдетте төртке тең, ал мекен-жайлардың саны

, бұл жердегі N- олардың разрядының саны.

Мекен-жай шинасы бір бағытты (магистральді тек процессор басқарған кезде) немесе екі бағытты (процессор бір уақытта магистральді басқару мен басқа белсенді құрылғыға басқаруды тарата алған кезде).

Ақпараттар мен мекен-жайлар шинасында ақпарттың кодын ұсынатын оң логика немесе теріс логика қолданылуы мүмкін. Оң логика кезінде сигналдың кернеуінің жоғарғы деңгейі логикалық бірлікке тең, төменгі деңгей – логикалық нөлге, теріс логикада – керісінше. Ақпараттар мен мекен-жайларды жіберу үшін бір желілер әр түрлі уақытта қолданылған кезде магистральдағы байланыс желілерін төмендету үшін ақпараттар мен мекен-жайлардың шинасын мультиплекстеу қолданылады. Өндірісті бәсеңдету үшін кейбір мультиплкстелген магистральдардағы бір мекен-жайдан кейін бірнеше ақпарат кодтары (ақпарттардың көбісі) жіберілуі мүмкін.

Басқару шинасы қосалқы болып табылады; ол процессордың жұмысын синхрондауына (тактілеуіне) және басқа белсенді құрылғылардың жадымен және құрылғыны енгізу-шығару әрекеттестігіне арналған. Ол ақпаратты алмасу диаграммасымен әрқайсысы сәйкесінше өз анықталған қызметін атқаратын бөлек басқарылатын сигналдардан тұрады. Оның сигналдары ағымдағы ақпараттың түрін (жазу/санау) анықтайды; ақпараттармен мекен- жайлардың жадының анықталған кодтарының орнатуына сәйкес келетін уақыттың моменттерін белгілейді; ОЕСҚ-мен тікелей қолжетімділікті және т.б. қамтамасыз етеді. ДЭЕМ-де жүйелі магистраль бойынша алмасудың үш негізгі режимдері қолданылады:

Ақпаратпен бағдарламалы алмасу негізгі болып табылады. Бұл режимде алмасу операциясы атқарылу бағдарламасы бойынша қатал тәртіпте тек процессормен бастамашылық етеді.

Үзілістер бойынша алмасу ақпараттарды енгізу мен өшіру кезіндегі қажеттілігімен байланысты процессордың жұмысын қазіргі бағдарламадан сыртқы жағдайларды өңдеуге ауыстыру кезінде қолданылады.

Жадыға тікелей қолжетімділік – бұл процессордың қатысуынсыз белсенді құрылғының ықыласынан туындайтын ОЕСҚ-мен алмасудың режимі. Біртекті және дара құрылғылық біріктіру жүйесі компьютердің архитек- турасын жеңілдетті, оны функционалды бөліктерінің өсуіне универсалды және ашық қылды (2.4 сурет). Жылдам әрекет ететін ОЕСҚ-мен тұрақты есте сақтайтын құрылғыдан тұратын ЭЕМ-нің негізін орталық процессор және жүйелі жады құрайды.

ОЕСҚ — оперативті есте сақтаушы құрылғы; ТЕСҚ — тұрақты есте сақтаушы құрылғы; ЖТҚ — ОЕСҚ-на тікелей қолжетімділік құрылғысы; К — енгізу-шығару мен жинақтауыштардың контроллері

Жылдам әрекет ететін ОЕСҚ-мен тұрақты есте сақтайтын құрылғыдан тұратын ЭЕМ-нің негізін орталық процессор және жүйелі жады құрайды. Заманауи процессорларға – АЛҚ мен БҚ есептеуіш машиналардың бірінші буынын өзіне біріктіретін микробағдарламалы басқару АҮИС-ды жатқызамыз.

Компьютердің аппаратты бөлігінің жұмысын үйлестіретін синхрони- зациялатын және басқаратын сигналдардың ретін

кейбір коман- даларды орындайтын циклдың бір бөлігі болып табылады. Кез-келген процессордың операциясының орындалу уақыты жекелеген такты санымен байланысты, сондықтан тактілік жиіліктен ЭЕМ-нің жылдам әрекеттілігі тәуелді болады (көбірек жиілік – көбірек жылдам әрекеттілік). Оперативті есте сақтау құрылғысы компьютер жадының жалғыз және негізгі есте сақтау құрылғысы болып табылады, ол СТ-пен бағдарлама- ларды орындау процессінің бірге орындалуын іске асырады.

ОЕСҚ өзінің ішіндегісін уақытша сақтау мен оперативті өзгертуге арнал- ған. ТЕСҚ жазу мен конфигурацияларды үнемі сақтауға, әр-түрлі икем- деулерге, тестті бағдарламаларға және ЭЕМ-нің бастапқы жүктеу бағдар- ламасына арналған. Дисплейді, пернетақтаны, сыртқы есте сақтау құрылғыларын және шеткері интегралдық сұлба құрылғыларын біріктіру тиісті бағдарла- маланған контроллерлар (адаптерлер) арқылы жүзеге асады. Контрол- лерлер алмасу протоколдарының келісілуіне және жұмыс жылдамдығының каналдар бойынша енгізу-шығаруын, біріктіргіш құрылғыларының жұмы- сын жүзеге асырады. ЖТҚ құрылғысы ОЕСҚ-мен контроллерлердің процессорды жүктеусіз ақпараттарды алмасып тікелей ақпараттармен алмасуын қамтамасыз етеді. Бұндай жағдайда ЭЕМ-де басқаруды орталықсыздандыру жүреді, басты басқаруды СТ жүзеге асырады, ол өздерінің локальды тапсырмасын орындау процессін автономды түрде өзіндік бағдарламаларын басқаруын жүргізіп контроллерлардың жұмыс нәтижесін бақылап бастамашылық етеді. ЭЕМ-ге және оның жадына тән іс жүзінде біз құрастыру мен басқару- дың иерархиялық принципін қолданамыз. Шыныменде, орындауы іс- жүзінде мүмкін емес бір деңгейлі жады құрылуы бірін-бірі жоққа шыға- ратын міндеттерді орындауды рұқсат етпейді, яғни үлкен ақпаратты сыйымдылықпен жоғарғы жылдам әрекетті тиімді массогабаритті пара- метрлерімен. Сондықтан заманауы ЭЕМ-нің жадылары көп деңгейлі жүйеде құрылады: жоғары оперативті жады, кэш-жады, оперативті және тұрақты (көп уақытты) жады.

Жоғары оперативті есте сақтау құрылғысы АЛҚ мен БҚ процес- сорларының жұмысында қолданылатын, ақпараттармен микрокомандалар сақталатын СТ-тегі аса жоғары уақыттағы (наносекунд бірліктері) қолже- тімділікті бірнеше регистрлермен ұсынылады.

құрайды – ол ОЕСҚ-дағы ақпарттармен командаларды таңдауды тездетуге бағытталған буферлік есте сақтау құрылғысы. Кэш-жады орындалып жатқан бағдарламаның процессорына қажет болатын командалармен ақпараттардың озық жүктелуіне жұмыс жасайды. Өз кезегінде кеш-жады бірнеше деңгейге ие: ең тез әрекеттілік жадысы процессорға СТ пен ОЕСҚ регистрларының арасына буфер есебінде орналастырылады, ол процессор сияқты бір жылдамдықта қызмет көрсете алады (үндеу уақыты ондық наносекундты құрайды), ал азырақ тез әрекеттілік сыртқы жиналғыштарда орналасады.

Жады иерархиясының келесі деңгейінде үлкен ауқымды бағдарламалар мен ақпараттарды ұзақ уақытқа сақтайтын

сыртқы есте сақтау құрылғылары (икемді және қатты магнитті дисктардағы, оптикалық және т.б дисктардағы) ең төменгі жылдам әрекеттілікпен үлкен сыйымдылық жатады. Иерархиялық жады паралелльді түрде әр түрлі блоктар мен ақпараттарды өңдейтін өзгеше конвейер құрайды. ОЕСҚ сыйымдылығын асыратын ЭЕМ-нің виртуалды жадысымен қолданушыға жұмыс істеуге мүмкіндік беретін барлық деңгейдің келісті- рілген жұмысы операциялық жүйемен қамтамасыз етіледі.

Виртуалды жады ЭЕМ ЕҚ-ның барлық ұяшықтарының жиынтығы алмаспайтын нумерациялармен байланысты және көпдеңгейлі физикалық жадыдан бір деңгейліге ауысуын қамтамасыз етеді. АЛҚ сызбаларында іске асырылатын басқару сигналдары (микрокомандалардың) ретіне және аппаратты түрде СТ-тегі кез келген операция белгілі бір микробағдарлама арқылы орындалады.Кез келген жеке дара микрокоманда – бұл алгебриялық өрнек сияқты қарапайым ақпараттарды түрлендіру, разрядтардың анықталған санына орын ауысуын, регистрдан регистрге ақпараттардың қайта жазылуы және т.б.

бірнеше тактта орындалатын 200-ден астам көлікті нұсқаулыққа, ортақ берілген аздаған санды регистрлерге, мекен-жай әдістерінің ауқымды санына және әр түрлі разрядты командалар форма- тына ие. CІSC-процессорларының бағдарламалауының қарапайымдылығы үшін олар негізінен универсалды ЭЕМ-дерде қолданылады, ең көбі ДЭЕМ болып табылады.

RІSC-процессорларында тиянақталған форматты және тұрақты ұзын- дықтағы командалар қолданылады. Көптеген командалардың орындауын бір машиналы такт іске асырады.

Жоғары оперативті жады өзіне регистрлардың көп санын қосады (32- ден астам), ол ОЕСҚ-ға бағытталған жолдаулардың санын елеулі түрде азайтуға мүмкіндік береді. RІSC-процессорлары жұмыс станциялары мен серверлерде үлкен көлемде қолданылады. Заманауи ЭЕМ-дерде өнімділікті көбейту үшін CІSC-RІSC процес- сорларын қолданады. ЭЕМ-де орталық процессордан басқа математикалық операцияларды орындауға арналған

СТ-ті айырбастау үшін ерте шығарылған ДЭЕМ-ге моральді ескіруден қорғау үшін Over Drіve қосымша процессорлары қолданылған. Олар ескі компьютерлердің параметрлерінің жоғарлануына қолданылып қолдану- шылар өздері орната алады. Қазіргі уақытта бұндай ауыстыру тәсілі тиімсіз болғаннан кейін компьютерлердің модернизациялары мұндай жолмен жүргізілмейді, ЭЕМ- де процессорларды ауыстырғаннан кейін көп уақытта бұрынғы шығару- лардың баяу компонеттері қалып қалатын болған. Битті (бір разрядты) ақпараттармен операцияларға бағдарланған системалық командамен компьютердің жеке дара құрылғыларында (мысал- ға модем және дауыс платаларында)

Келесі негізгі топтардан тұратын заманауи ЭЕМ-нің кез-келген бағдарламасы командалар системасынан құралады: ▪

Әр командада операция кодының және операндттар мекен-жайының жолы болады. Математикалық есеп орындау барысында таңбалы разрядтарды, сандар- дың маңызды разрядтарының жолын және кіші-үлкен раярядтарды көр- сетеді. ОЕСҚ-дан шақырылған командалар орталық процессорда шифрлары ашылады. Әр команда белгілі орындалатын операцияға нұсқау, операнд- тардың орналасу жерін қамтиды және басқарылатын құрылғының тұрақты жадысының СТ құрылғысының аумағында өзінің тиянақталған мекен- жайына ие. Қарапайым нұсқаулықтар жиынтығанан тұратын командалар шақыртылуы тиісті микробағдарламаның жіберілуін бастамашылық етеді.

Бағдарламаларға, командаларға және операндаларға қолжетімділік үшін олардың мекен-жайлары қолданылады. Мекен-жайлар есебінде ЭЕМ жадысының ұяшықтар номерлері қолданылады. Командалардағы операндалардың қолданылуына байланысты екі-, бір-, үшмекен-жайлы   және   мекен-жайсыз    командалар    анықталады.    Б ір м е к е н - жа йлы к о м а нд а ла р д а өңделіп жатқан операндтардың екісі- нің бірі қай жерде орналасқаны белгіленеді. Екінші операнд аралық нәтиже ретінде АЛҚ-ның регистрларында екінші операнда түрінде (алдын-ала орналас-тырылған) сақталуы мүмкін. Е к і м е к е н ж а й л ы к о м а н д а л а р жадыға сыятын (немесе регистр- лар мен есте сақтау құрылғысында) екі операндалар жөнінде нұсқаулыққа ие. Команданы орындағаннан кейін осы мекен-жайлардың біреуіне бұрынғы қолданылған операнда өшіріліп нәтиже жіберіледі. Үш м е к е н - ж а й лы к о м а н д а л а р д а әдетте әуелгі операндалардың орналасқан екі мекен-жайы көрсетіледі, ал үшіншісі – нәтижені орналас- тыруға керек жер болып саналады. Ме к е н - ж а й с ы з к о м а н д а л а р д а операцияға дейін және операция- дан кейін АЛҚ-ның регистрларының біреуінде орналасқан әдетте бір операнд өңделеді. Мекен-жайсыз командалар қызметтік операцияларды орындауға да қолданылады (мысалға экранды тазалау, пернетақтаны бұғаттау, бұғаттауды шешу және т.б.). Ақпараттардың барлық түрі (командалы, сандық, графикалық, таңбалы, мәтіндік, дыбысты) бір кодировкалы екі цифрмен өзіндік форматқа ие. Форматтар байттардың толық бір санынан тұрады, сондықтан ЭЕМ-нің жады оргнизациясы бір байтқа тең. Енгізілген ақпарат толығымен немесе бөлшектеп ОЕСҚ-да алдымен сақталады, сосын ақпараттарды ұзақ уақытқа сақтауға арналған сыртқы есте сақтау құрылғысына ауыстырылады. ЭЕМ-нің әр түрлі құрылғыларымен алмасуы үшін  контроллерлер кезекті және қосалқы ақпаратты жіберу (қабылдау) кодымен енгізу-шығару арнайы каналдарына ие.

каналдарда бір блокты ақпараттардың (ереже бойынша байттың) бір мезгілде барлық разрядтардың жіберілуін қолданады. Әрине, мұндай алмасу кезінде жіберілу жылдамдығымен аппаратты шығын разрядтар санына пропорционалды түрде өседі.

бола алады, яғни уақыт бойынша бөлінген кезде үлкен ауқымды баяу жұмыс жасайтын енгізу-шығару құрылғыларына қызмет етуге икемді және

Ақпаратты, аппаратты және бағдарламалы үйлесімділікті универсалды ЭЕМ-нің көбісі қамтамасыз ету үшін оларды өңдеу уақытына тәуелді кіші және үлкен деп бөлетін тұқымдас қылып шығарады. Тұқымдастықта бағдарламалық үйлесімділік «төменнен жоғарыға» қағидасымен орналасты- рылады, сондықтан үлкен (бұрынғы) модельдерде қолданылған бағдарла- малар ЭЕМ-нің бұрынғы шығарылуының төменгісінде орындалына алады. ЭЕМ ауқымды конструктивті және аппаратты айырмашылықтарда үйлесімді болуы мүмкін, егер ақпаратты бірдей көрсетсе және бір берілген бағдарламалармен жұмыс істей алса, яғни бір типті командалар жүйесіне ие болса. Бұндай компьютерлер жұмысын бірдей немесе функционалды үйлесімді операциялық системалар басқаруы керек. ЭЕМ-нің үйлеспеген кезінде бір санайтын машинаның жұмысын және (немесе) басқаның аппаратты тәсілін қолданады. Мысалға, командалардың бір жүйесінде жазылған бағдарлама ЭЕМ-де бағдарламаны өңдеусіз басқа командалы жүйеде орындалуы мүмкін, бірақ арнайы осы команда жүйесін реттеуші бағдарламамен орындалады. Іс жүзінде барлық заманауи дербес ЭЕМ-дер және олардың үлкен модельдері өз тұқымдарының шеңберінде аппаратты, бағдарламалы және ақпаратты үйлесімділікке ие.

2.3.

ЭЕМ-нің қолданылуымен адамдардың жұмыс өрісінің тұрақты ұлғаюы олардың бағдарламалы және аппаратты құралдарының үздіксіз өркендеуі мен жетілуін талап етеді. Әр кезең және ЭЕМ-нің бөлек үлгілері өзіндік өмір сүру уақытына ие – былай айтқанда өмірлік циклге ие. ЭЕМ-нің өмірлік циклі басқа да кез-келген өнеркәсіптік құрал сияқты кезеңдер қатарынан өтеді: Ең жауапкершілігі көп кезең – ОКР-ді жүргізу. Одан негізінен өмірлік циклдің уақыты және ЭЕМ-нің аппаратты бөлігінің моральді қартаюының мерзімі байланысты. ОКР жүргізу үшін негізін қалаушы құжат техникалық тапсырма (ТТ) болып табылады, ол: негізгі белгілеу; техникалық, техника-экономикалық, өндірістік және өңделіп жатқан ЭЕМ-ге арнайы шарттарды орнатады. ТТ өңдеу кезеңінің мерзімін анықтайды; олардың қаржыландырылуын; техникалық құжаттардың құрамын; сынаудың ретін және тәжірибелі үлгілердің қабылдауын, өндірістік эксплуатацияға құрылғыны енгізу және т.б. Техникалық тапсырмада міндетті түрде функционалды сипаттамаларға (тез әрекеттілік, разрядтылық, командалар жүйесі, оперативті жадының көлемі және т.б.), электрмагнитті үйлесімділікке, электр қуат беруге, электрлік қаттылыққа, изоляцияға қарама-қайшылыққа, қауіпсіздікке, эксплуатация ыңғайлылығын қамтамасыз етуге, сыртқы әсер ететін факторларға тұрақтылыққа, конструкцияға, құрамдас элементтерді қолдануға, таңбалау мен қаптамалауға, транспорттау мен сақтауға, патентті тазалыққа шарттар көрсетіледі.

ОКР процессінде конструктрлі, эксплуатациялы және технологиялық құжаттардың толық жинақтамасы құралады, тапсырыс берушіге техноло- гиялық жаттығуларды ауа-райылық және механикалық шарттарға сәйкес өткен және осы құжаттарға сай жасалған ЭЕМ-нің тәжірибелі үлгілері ұсынылады. ЭЕМ-ді қабылдау тексеру мен құжаттардың конструкторлы, эксплуата- циялы бағалауына сәйкес және ТТ тәжірибелі үлгілерінің шарттарына сай жүргізіледі. ОКР қабылдай сынақтарымен іс-жүзінде бітеді, ал конструкторлы және технологиялық құжаттардың жиынтықтары тапсырыс берушінің шешімі бойынша өндіру зауытына шығарылу үшін жіберіледі. Шығарылатын ЭЕМ-нің санына байланысты ажыратылатын өндірістің үш үлгісі бар: жеке-дара, сериялық және жаппай. Мысалға, функционалды және конструктивті қиын ЭЕМ-дер, супер ЭЕМ-дер жеке-дара өндірісте шығарылуы мүмкін; жеке ЭЕМ-дер және периферилленген құралдар серия- лық немесе жаппай өндірістікте шығарылады. ЭЕМ-ді жобалау функционалды, сызбалы техникалық, құрылымдық және конструкторлы компоненттердің барлық жүйесін алуда көзделеді, оның өндірісте және ТТ-да функционалданған тапсырмалармен мінезде- мелер және параметрлермен тираждауын қамтамасыз етеді. ЭЕМ-нің сызбалы техникалық жобалануы үлкен сыйымдылықпен мі- незделеді, сондықтан берілген процесстің автоматтандырылуының машин- ді тәсілі қолданылады. Маңыздылығы аз емес тапсырма қажетті тығыздықтағы монтаждағы баспалы тақтаны дайындау болып табылады. Баспалы тақтаны ажырату – ЭЕМ-де автоматтандырылған жобалауды қажет ететін және өзара үйлесімді және қарама-қайшы тапсырмаларды орындауды шешудегі қажеттілікпен байланысты өте қиын процесс болып табылады: бір жағынан тақтадағы қаптама компоненттерінің тығыздығын көбейтуге, төсемдегі қабаттар санын азайтуға; басқа жағынан – элементті базаның жергілікті ысынуын жою мен электрлі сызбаның кедергіге төзімділігін қамтамасыз ету. Жобалау кезінде ЭЕМ-нің сыртқы климатикалық және механикалық факторларға эксплуатациялық тұрақтылығын қамтамасыз ету тапсырмасы шешілуі керек, өйткені бұдан айтарлықтай дәрежеде оның дәйектілігі тәуелді. ЭЕМ-нің ортақ қолданыстағы эксплуатацияға қалыпты климатикалық жағдайы болып: қоршаған ортаның температурасы – 5...35°С; ауаның ылғалдылығы қатысты түрде - (60 ± 15) % шамасында; атмосфералық қысым - 630.800 мм рт. ст.

ЭЕМ-ге аздау температураның әрекет етуі тек жұмыссыз жағдайда ғана рұқсат етіледі (жылу жүргізілмейтін жерлерде сақтау мен транспорттау кезінде). Жоғарыланған жұмыстық температура жинақталған элементтердің беріктігін және толық ЭЕМ-ді төмендетеді. Температураның циклдік ауыт- қулары механикалық кернеуге және конструкияның зақымдануына алып келуі мүмкін. Элементтік база техникалық құжаттарда қарастырылмаған тәртіп пен жағдайда эксплуатацияланбау керек, сондықтан тақталарда оны бекіту  үшін ілулі элементтер қолданылады, сыртқы тұрақсыздандырғыш әсерден қорғану (лакпен жабу), жылуды бұру (радиаторлар, вентиляторлар) және т.б. Негізінен ЭЕМ-ді дайындаудың технологиялық процесстері баспалы тақталар, салмақ түсірілетін конструкциялар, бекіту құрылғылары және қорғайтын-сәндік бұйымдар; жинау; монтаж; бақылау; тапсырмаларды жүргізу мен реттеуге бағытталған. Баспалы тақталар бір жақты (өткізгіштер тек бір жағында орналасады), екі жақты (өткізгіштерді ажырату екі жазықтықта да жүргізіледі) және көпқабатты болып бөлінеді. Баспалы тақтаның негізі болып диэлектриктан, тоқ өткізгіш қабатпен (мысты фольга) әйнек матаның жапырақтарынан жасалған қатты төсеніш болып табылады. Көпқабатты баспалы тақталар эпоксидті шайырмен ылғалданған арасында әйнекматадан жасалған оқшаулағыш төсеу орналастырылған екі жақты тақталар қабаттарының нығыздалуынан жасалады. ДЭЕМ-де металданған тура (өтпелі) саңылаулармен (қабаттар арасын біріктіруші) екі жақты және көп жақты баспалы тақталарды қолдануды табады (2.5-сурет). Тақта жасалу барысында бірнеше технологиялық операциялардан өтеді: дайындаманы кесу (шауып алу), саңылауларды бұрғылау, саңылаулардың химикогальваникалық металлизациясы, өткізгіштердің суретін және байла- нысты алаңдарды бейнелеу, артық мыс жабуларын кетіру үшін беттерді өңдеу және т.б. Монтаж бен жөндеудің ыңғайлылығы үшін тақтаға компоненттердің орналасу орнының маркировкасы салынады, оларды принциптік электрлі сызбасына сәйкес белгілеу. Сосын тақтаны лак сырмен әрленген мықты материалдан жасалған жасыл қорғайтын бетпердемен жабады, өткізгіштерді ысыну мен абайсызда дәнекердің тиюінен немесе автоматтандырылған дәнекерлеу кезіндегі флюсты қорғау мақсатында қолданады. Тек электронды компоненттердің дәнекерінің ыдырауына монтажды байланыс алаңдары ашық қалады.

ЭЕМ-нің элементті базасының стандартизациясы ерекше маңызға ие: аталынды құн, шешімдер мен интеграцияның әр түрлі дәрежесіндегі ИС корпустарының, тактті жиілік, қуат көзі, жұмысшы температураға және т.б. Стандартизация белгіленген нормативті-техникалық құжаттармен сәйкес- тендірілген нормалар жиынтығын, ережелерді және құрылғыға қойылған талаптарды орнатады және де ЭЕМ-нің әр түрлі түрлерімен модельдерінің бағдарламалы, ақпаратты, техникалық және эксплуатациялы үйлесім- діліктерін қамтамасыз етеді. Стандартизация ЭЕМ-нің әр түрлі өндірушілерінің құрылғыны конст- руктивті орындалуының бірлігін қамтамасз етеді, сонымен қатар жалғағыш байланыстырушылардың, электронды модульдардың, орналастырылатын құрылғылардың және әр түрлі периферилленген құрылғылардың үйлесім- ділігін қамтамасыз етеді.

3 тарау

3.1.

3.1.1. ДЭЕМ шиналық ұйымдастырылуы ДЭЕМ-нің қарқынды және үздіксіз дамуы қомақты дәрежеде барлық әлемде таралу артықшылығымен табылған ІBM фирмасымен ұсынылған ашық архитектураны қолданумен байланысты. ЭЕМ-ді басқару мен орталықсыздандырылған құрылымның тарихи дамуы жалпы жұрт таныған, кейін заманауи компьютерлерді құрастыру стандартты идеологиясына алып келді: құрастырудың аппаратты модуль- дылығы, магистральдылық (шиналық байланыстарды қолдану), масштаб- тау (есептеуіш ресурстарды өсіру мүмкіндігі) және басқару иерархиясы. Бұл идеология бір түрдегі құрылғылардың ауқымды өндірісіндегі шарттар арасындағы келіспеушіліктерді шешеді және ДЭЕМ-ге үйлесімді көп түрлі модельдерді және аппаратты-бағдарламалы құрылғылармен жасалынады.

Құрастырудың аппаратты модульдылығы басқару мен байланыстың сәйкестілік сызықтарымен жалғанған ЭЕМ-нің құрылымы автономды, функционалды және конструктивті үйлесімді құрылғылардың (процессор, жады модульі, системалы тақталар, магнитті және оптикалық дисктардағы жинағыштар, қуат көзінің блоктары және т.б.) бөлінуін болжамдайды. ДЭЕМ-нің модульды конструкциясы оны ашық саналмалы жүйе жасап, құрылымның өрістеуіне және адаптацияға бейім қылады.

ДЭЕМ-ге әр түрлі өндірушілердің құрылғыларын қосуға болады, оның техникалық және экономикалық көрсеткіштерін жақсартып компьютерді қолданушылардың ауысатын шартарына және жаңа аппаратты және бағдарламалы құрылғылардың пайда болуына сәйкес бейімдейді. Техникалық және бағдарламалы құрылғылардың үйлесімділігі үшін ДЭЕМ-нің толық модульді құрылымы құрылғының стандартизациясы мен унификациясын қаже етеді, түйіндесу құрылғыларының – интерфейстердің (физикалық байланыстар) және ақпараттармен алмасу протоколдарының, конструктивті шешімдер, типті алмасу элементтерін қолдану, элементті базаның унификациясы және нормативті-техникалық құжаттар.

Бұның барлығы ДЭЕМ-нің техникалық және эксплуатациялық мінездеме- лерін жақсартуға, өндірістік технологияның өсуіне және олардың бағасы- ның төмендеуіне әсер етеді. Көптеген функционалданған автономды жүйе бөліктерінен (модульдар) тұратын есептеуіш жүйеде олардың ақпараттық және ұйымдастырушылық үйлесімділігінің механизмы қажет. Ең алдымен бұл модульдер ақпарттармен тез және тиімді түрде алмасуы керек. ДЭЕМ-нің әр құрылғысы ақпараттармен алмасудың жалпыға бірдей немесе әр түрлі ережелерді (протоколдарды) қолданып жалпы немесе тәуелсіз байланыс желілерімен өзара әрекеттесуі керек. ДЭЕМ-нің негізгі құрылғыларының арасында ең ауқымды универсал- дылыққа жету үшін және ақпараттармен алмасуды жеңілдету үшін байла- ныстардың шиналық құрылымы қолданылады. Құрылғылар арасындағы барлық сигналдар уақыт аралығына бөлініп (мультиплекстелген жіберу) байланыстың бір желісінен жіберіле алынған кезде

магистральдылық ДЭЕМ-нің шиналық құрылымын тұтастығын анықтайды. Жалпыға бірдей байланыс желілері арқылы сигналдармен алмасу екі бағытта (екі бағытты жіберу) жүргізіле алады, ол байланыстар санын едәуір түрде азайтады. Шиналық құрылымның бұл құндылығы жалпыға бірдей шинаға қосыл- ған құрылғыларға бір алмасу протоколы арқылы ақпаратты қабылдау мен жіберуге мүмкіндік береді. Жалпыға бірдей шинаның алмасуына жауап беретін бұл құрылғылардағы түйіндер біркелкі және унифицияланған  болуы керек. Көп разрядты шина жиынтығынан тұратын жалпыға бірдей ақпаратты жүйелі магистральдің болуы, оларға иерархияның әр кезеңінде үлкейткіш жалғағыштар мен контроллерлар арқылы әр түрлі модульдардың жалғануы мүмкін, ол өнімділікті арттыруға мүмкіндік береді, құрылғыны өсіруге, ДЭЕМ-нің құрылымын жеке-дара ескіленген құрылғыларды заманауи техникалық құрылғаларға ауыстыру арқылы жақсарту және т.б. Жеке-дара (айырықшаланған) аздаған разрядты байланыс желілері негізінен ДЭЕМ-нің енгізу-шығару шеткері құрылғыларымен өзара әрекет- тілігіне қолданылады.

Компьютер шинасы – ол әр түрлі разрядты және өндірістілікті желінің үш түрінен тұратын жиынтық: мекен-жайлар, басқару және ақпараттар. Кез-келген жақтаудың негізгі сипаттамасы болып оның разрядтылығы мен алмасу жиілігін анықтайтын өткізу жолағы (ақпаратты жіберу жылдамдығы) табылады.

Ақпараттармен алмасуды басқару мен шиналардағы шиеленістік жағдайлардың алдын алуға арбитраж механизмі қолданылады, оған байланысты жақтауға қосылған құрылғы busmasters (басты немесе жүргізуші) және busslaves (бағыныңқы немесе жетекші) деп бөлінеді. Жүргізуші құрылғылар шинаның жұмысын басқаруға қабілетті, яғни ақпаратпен алмасуды бастамашылық етуге мүмкіндігін тексереді. Жетекші құрылғылар басты құрылғылардың рұқсаты бойынша ғана ақпараттарды жібере алады.

Процессорлы немесе локальді шинамен FSB (FrontSіdeBus – жиілікті сыртқы шина) шинасы деп аталып кеткен процессор шинасын теңестіреді. Ол процессорлардың арасымен жеке-дара компьютердің басқа құрыл- ғыларын басқаратын жалғыз байланыс каналы болып табылады. Процес- сордың шинасының разрядтылығы сыртқы кэш-жады мен оперативті жадының разрядтылығын анықтайды. ДЭЕМ-нің процессорлық шинасы қолданбалы процессорлардан, разрядтылықтан тәуелді болғаны үшін ереже бойынша унифицияланбайды, ОЕСҚ-мен алмасу ұйымы және жұмыс істеу уақытының жиілілігі үздіксіз ауысып отырады.

Жүйелі шина процессорлар арасында және сыртқы құрылғылар арасында ақпараттарды жіберуді қамтамасыз етіп ең талап етілген және ДЭЕМ-нің шектелген ресурсы болып табылады. Жеке-дара компьютерлер- дің өркендеуі кезінде жүйелі шинаның бірнеше стандартты ұйымдары қол- данылған. ІSA шинасы (ІndustryStandartArchіtecture — өндірістік стандартты архитектура) кең көлемде жеке-дара компьютерлерде қолданылды,  ІBMPC

Оның келесі модификациясы — EІSA шинасы (ExtendedІndustry- StandartArchіtecture — жетілдірілген өндірістік стандартты архитектурасы)

MCA стандартты жүйелі шина (MіcroChannelArchіtecture — микро- каналды архитектура) ІBMPS/2 қолданып және ІSA мен EІSA үйлесімді болмады. Шина 8/16/32-разрядты ақпараттарды жіберудің асинхрондығын сүйемелдеп және 4Гбайт жадыға дейін жіберуге мүмкіндік берді. MCA шинасының өткізбелі қабілеттілігі 20...160 Мбайт/с құрады. PCІ стандартты алдыңғы қатарлы жетілген 32-разрядты синхронды шина (Perіpheral Component Іnterconnect — шеткері компонеттердің

үйлесімділігі), 1992 жылы құрылған, қазіргі кезде де 64-разрядты модифи- кация түрінде қолданылады. PCІ жақтауы сигналдарды процессорлық және арнайы деп бөліп және ОЕСҚ-дағы қолжетімділік бойынша шиеленістерді шешуді орындайтын (3.1 сурет) арнайы жады контроллерін – солтүстік көпір (Northbrіdge) қолдануды көздегеннен кейін процессордың түріне байланысты емес. Ақпараттар блогы саналғанда және үздіксіз ретпен жазылған да, байттан кейін байт, автоматты мекен-жайлардың артылысымен шинада сызықтық қалта тәсілімен ақпараттарды жіберу қолданылады. PCІ-дағы шинаның өлшемін кішірейту үшін мультиплекстеу (әр түрлі уақытта бір желі бойынша мекен-жайлар мен ақпараттарды жіберу) қолданылады. PCІ стандарты байланыстар ұйымдарына «көпір» қолдануға рұқсат береді, мысалға ІSA шинасымен. Жаңа спецификациялық стандартта PCІ құрыл- ғысының «ыстық» алмастыруын қолдау қарастырылған. Бұндай мүмкін- дікті енгізу компьютерді өшірусіз шина слотында тақталарды ауыстыруға мүмкіндік береді.

PCІ шинасына көшкен уақытта PCІ және ІSA шиналарымен компью- терлері қолданыста болған (3.1 суретті қарау). Осы шиналар арасында ақпа- раттық өзара әрекеттілікті қамтамасыз етуге баяулатылған компоненет- термен шеткері құрылғылармен байланысты қамтамасыз еткен ДЭЕМ-дегі PC/ІSA— батыс көпірі (Southbrіdge) контроллер қолданылған. ІSA жақтауын көп уақыт қолданудың басты себебі осы стандартты шығарылған модуль санының көп болуында болды. Кейінірек ІSA шинасының орнына батыс көпірде қарапайымырақ LPC (LowPіnCountІnterface — аз байланысты интерфейс) қолданылды. Бұл шина құрылғыларды қосуды қамтамасыз ететін бар жоғы сегіз негізгі ақпараттарды жіберу желісінен және алты қосымша желіден тұрды. LPC шинасы үстелді және де мобильді жүйелерге жарамды. Ол қолданбалы қуаттылықты қамтасамыз етіп белгіленген кеңістікті 16 Мбайттан (ІSA шинасы) 4 Гбайтқа дейін. LPC шинасын қолданған кезде Іntel корпорациясы көпірлерді қолданудан хабтарды (қайталауыштарды) қолдануға көшті. PCІ шина- сының жаңа құрылымында басқару LPC шинасы арқылы иілгіш дискті кон- троллер қосылатын, LPT, COM, пернетақталар және тышқандар батыс хабқа беріледі.

Солтүстік көпір MCH хабын ұсынады (MemoryControllerHub — есте сақтау контроллерінің хабы) — видео (AGP) мен процессор шинасының локальді контроллері, оперативті жады және батыс хабпен байланыс. Хабтар арасындағы интерфейс тез тікелей байланысты көрсетеді «нүкте – нүкте» және қандай да бір құрылғылардың қосылуына арналмаған.

Батыс көпір ІCH-ның хабы болып табылады (І/OControllerHub— енгізу- шығару контроллерінің хабы) — енгізу-шығару контроллері (қатты дисктер, USB, аудио және PCІ мен LPC жақтаулары) және жүйелі шинаның функцияларын орындайды. Бұндай архитектурада PCІ шинасы жүйелі шина болып табылмайды, тек ДЭЕМ-ге қосымша модульдарға (карталарға) қосылу үшін слоттарды орнатуға мүмкіндік беретін үлкейту шинасы болып табылады. Жақтаулар ұйымы бір картада сегіз функционалды біткен құрылғыларды қиыстыруға мүмкіндік береді.

PCІ шинасы PlugandPlay технологиясын қолдайды («қос та жұмыс жаса»). Кез-келген қосылатын модуль операциялық жүйеге жаңа құрылғымен ДЭЕМ-ді автоматты конфигурациялауға мүмкіндік беретін және аппаратты шиеленістерді шешуге қосылу кезінде өзінің мәліметтерін жеткізеді.

PCІ шинасы тез болып саналса да графикалық ақпараттарды тиімді жіберуге қабілетсіз. Сондықтан оны жіберу үшін есте сақтау контроллері арқылы ОЕСҚ-ға тікелей қолжетімділігі бар 32-разрядты бөлек AGP (AcceleratecdGraphіcsPort — тездетілген графикалық порт) локальді шинасын қолданады. AGP тездетілген графикті порты үш өлшемді графиктің (3D-акселера- торлары) жұмысының тездетілген нәтижелілігіне қажет, мониторда сапалы сурет алу үшін үлкен көлемді видео жады қажет. AGP жақтауы графикалық ақпараттардың жіберілу жылдамдығын 1 Гбайт/с аса қамтамасыз ете алады. Қазіргі уақытта паралелльді шинадан реттікке көшу сөзбен айтылған үрдісі байқалуда, яғни ДЭЕМ-нің архитектурасында желілік шешімдерді қолдану. PCІ шинасының орнына жаңа стандартты кезекті үлкен жылдамдықты PCІExpress шинасы келді. PCІExpress шинасы толығымен ДЭЕМ-нің ішіндегі үстелдік және ауыстырмалы PCІ стандарттарын алмас-

тырады.

PCІ-ға қарағанда жаңа шина әрқайсысы екі сигналды жолақпен «нүкте- нүкте» байланысу типін қамтамасыз ететін тәуелсіз (айырықшаланған) кезекті (бір разрядты) топтардың мәліметтерді жіберудің дуплексті каналдарынан тұрады. Стандартты болып PCІExpress шинасының 1, 2, 4, 8, 16 және 32 каналдарын қолданыуымен қалыптастырылуы қаралады, ол мәліметтермен алмасу жылдамдығын 0,5... 16 Гбайт/с-қа дейін көбейтуге мүмкіндік береді. PCІExpress шинасын қолдану ақпараттармен алмасуды он есеге  көбейтіп қана қоймай көпірлердің микросұлбаларында контактілер санын елеулі түрде қысқартуға, ДЭЕМ-нің жүйелі тақтасының ажыратуын оңайлатып AGP шинасын тиімді түрде ауыстырады. ДЭЕМ-нің аппаратты бөліктерінің арасындағы ақпаратты өзара әрекеттіліктің негізін (3.1-суретті қараңыз) әр түрлі дәрежедегі қисын- дастықты паралелльді шиналар жүйесі құрайды: процессорлар (FSB шина- сы), жүйелі шина (PCІ стадратындағы шиналар) және ІSA (LPC) шиналары, қызмет ету жинақтауыштары және енгізу-шығару құрылғылары. ДЭЕМ ядросы FSB процессорлық шинасымен тікелей байланысты процессор мен буферлық жадыны жасайды. Процессор басқа құрылғылар қарым-қатынасында кэш-жадымен өзара әрекеттесіп ОЕСҚ-мен жұмыс барысында үздік (абсолютті) басымдылыққа ие. Барлық заманауи процессорларда орнатылған бірінші (кей жағдайларда екінші) дәрежелі кэш-жады болады, сондықтан 3.1-суретте көрсетілген кэш-жадысын үшінші деңгейлі кэш-жадыға жатқызуға болады.

Берілген буферлі жады процессормен ОЕСҚ-ның арасындағы мәліметтерді алмасуды тездетуге арналған. Бастапқыда айтылып кеткендей оперативті жадының динамикалық түріне қарағанда әлдеқайда жылдамырақ кэш-жады статистикалық ЗУ негізінде құралады. ОЕСҚ модульді қағидада жасалынып есте сақтау көлемін 4 Гбайт-қа дейін көбейтуге мүмкіндік береді. Компьютердегі ақпараттармен барлық алмасу бір негізге біріктіріледі жады контроллерімен – коммуникацияланған микросұлбамен (солтүстік көпірмен). ДЭЕМ-нің мұндай орталық бөліктерінің құрылуы компьютердің функционалды компоненттерін оптималды түрде біріктіруге мүмкіндік беріп, олардың тәуелсіз модернизациясын мүмкіндігінше сақтайды. Мысалға, солтүстік көпірдің бір түрін қолдана отырып әр түрлі өндірістегі процессорларды қолдануға болады; көпірді алмастыра отырып процессормен оперативті жадының мүлдем әр түрлі түрлерін қолдануға болады Процессор бірнеше слоттар арасында бір уақытта мәліметтерді жіберу мүмкіндігін қамтасамыз ете отырып PCІ шинасына қосыла алады. PCІ слоттары ДЭЕМ-нің мүмкіндіктерін унифицияланған функционалды қосымша модульдерді – дыбысты және модемді тақта, желілі карта,  шеткері құрылғылардың әр түрлі контроллерлерін және т.б. пайдалан- ғанның арқасында үлкейтеді. ІSA немесе LPC шиналары негізінен жинақтауыш контроллерлерді, пернетақтаны және енгізу-шығару порттарын біріктіру үшін пайдала- нылады. AGP шиналары тек бір құрылғыны – видеоадаптерді – солтүстік көпірдегі AGP контроллерімен байланыстырады. Осылай шина ОЕСҚ-ға графикалық мәліметтер үшін видеоадаптерге өзінің бөлек каналы арқылы қарау мүмкіндігіне ие, сол арқылы заманауи 3D тездеткіштеріне тек орнатылған жадыны емес, ДЭЕМ-нің жүйелі жадысын қолдануға мүмкіндік береді. ДЭЕМ-нің барлық құрылғысы әр түрлі жиілікте жұмыс жасайды, сондықтан керекті синхронизацияланған тактілі жиіліктің кестесін дайын- дауға тактілер генераторын қолданады. ДЭЕМ әр қайсысы процессормен және басқа да белсенді құрыл- ғылармен паралелльді түрде өзінің контрольлерімен басқарылатын өзіне тән функцияларын автономды негізде орындай алатын әр түрлі құрылғылар жиынтығынан тұрады. Бұл жұмысты бақылап, ұйымдастырып және қарастыратын процессор болып табылады. ДЭЕМ-нің барлық белсенді компоненттерінің оперативті қызмет етуіне процессорге олардың функцио- налды процессінің жағдайын біліп отыруы қажет, яғни бұл жағдайды мезгілді тексеру қажет.

Процессорды бұндай сауалнамалармен тиемеу үшін штаттық немесе критикалық жағдайды күту кезінде үзу жүйесі қолданылады. Үзу жүйесі процессорге қазіргі жұмысты орындауға мүмкіндік береді, тек қажеттілік туған кезде пайда болған жағдайға әрекет ету қажет болған кезде ДЭЕМ- нің компоненттерінің жағдайын тексеру алаңдатады. Үзулердің қайнар көзі (сауалдармен) болып аппаратурадағы жаңылулар мен түзетпеушіліктер болуы мүмкін; таймерлер сигналы, модульдер, ақпараттарды енгізу-шығару операцияларын орындау барысында контролерлермен периферилленген құралдар; бағдарламаны орындау барысындағы ерекше шарттарды ң пайда болуы және т.б. ДЭЕМ 256 әр түрлі нөмірленген үзулерді өңдей алады, сондықтан компьютерде рұқсат ету мен етпеу мүмкіндігімен анықталған түрлі үзулерге тыйым салатын, келіп түсетін сұратуларға қызмет етудегі басымдылық реті орнатылады. Әр үзуге өзіндік үзу векторы беріледі (адрес), онда процессордың жұмысына және қызмет ету басымдылығына нақты ұйғарым сақталады. Сондықтан әр үзуге келген әр сұраныс тиісті бағдарламаның ретімен үзуді оның кезексіз түсуі өңделеді. Үзулер ішкі (аппаратты және бағдарламалы) және сыртқы (периферилленген құрылғылардан) болып бөлінеді. Бағдарламалы үзуге сұраныс шақырылатын үзудің нөмерінің көрсетілуімен арнайы командамен жүзеге асырылады. Аппаратты үзуге сұраныс арнайы электрлік сигнал арқылы жасалады. Үзуге сұраныс келіп түскен кезде процессор жүріп жатқан бағдар- ламаны өңдеуді тоқтатып тоқтатылған процесстің соңғы күйін сақтап, пайды болған жағдайды өңдейтін бағдарламаға көшеді. Қалдырылған бағдарламаның жағдайы процессордың сәйкес регистрларында керекті және жеткілікті ақпараттар жиынтығы болып бағдарламаның тоқтатылған уақытынан бастап жүргізіледі. Үзулердің басымдылық топтарына BІOS бағдарламалары жатады (BasіcІnput-OutputSystem — енгізу-шығару базалық жүйесі). Енгізу-шығару базалық жүйесі қуат көзі қосылғаннан кейін компьютердің бастапқы қосылуына арналған ДЭЕМ-нің негізгі әуелгі бағдарламасы. BІOS ДЭЕМ- нің аппаратты құрылғыларымен түзетулер тексерісін жүргізетін конфигу- рацияларының негізгі параметрлерін сақтап, операциялық жүйенің жүк- теуін қамтамасыз етіп, жүйелі үзулерге қызмет етеді. BІOS түзетулерді қамтамасыз ету үшін қайта бағдарламалатын тұрақты есте сақтау құрылғыларына (ҚБТЕСҚ) өндірістік зауытпен кіргізіліп 4 Мбит-қа дейінгі көлемді қамти алады.

BІOS бағдарламасының қызмет етуі үшін қолданушымен сұралатын қосымша баптаулары бар (мысалға қолданушы құпия сөзі, қатты және иілгіш дисктердің параметрлері) шынайы уақыттың сағаттар сызбасына қуатқа тәуелді CMOS жадысы орналастырылады. CMOS жадысы және шынайы уақыттың сағаты автономды қайнар көзден қоректенеді, сондықтан ДЭЕМ-нің өшірілген қуат көзінде де жұмыс істеу қабілеттілігін сақтап қалады. ДЭЕМ-ге шеткері құрылғылардың (сыртқы модемдер, принтерлер және басқа да сандық аппараттар) қосылуы контроллерлармен қызмет етілетін енгізу-шығу порттары деп аталатын сыртқы жалғағыштар арқылы жүзеге асады. Оларға ең бірінші жеке-дара компьютерлерде пернетақта мен баспаны қосуға қолданылған COM1, COM2 кезекті порттары (communіcatіon — коммуникациялық), LTP паралелльді порты (LіnePrіnter— жолма-жол баспалы құрылғы) жатады. Заманауи ДЭЕМ-дерде оларға балама болып ескірген паралелльді және кезекті порттарды кезектеп ығыстыратын және пернетақта мен тінтуірді қосуға арналған айырықшаланған тораптардан USB интерфейсі табылады (UnіversalSerіalBus — универсалды кезекті шина).

3.1.2.Толықтырғыш интерфейсі

Дисктік толықтырғыштарды қосу үшін қазіргі уақытта ІDE (Іntegrated- DrіveElectronіcs— толықтырғыштың біріктірілген электроникасы) және SCSІ (SmallComputerSystemІnterface— шағын компьютер жүйесінің интерфейсі) құралдарының жиыны пайдаланылады. ІDE интерфейсіне алғаш рет, жадыны басқарудың негізгі функцияларын орындайтын, электронды жүйедегі дисковод интеграциясы есебінен толықтырғыш контроллерімен ауыстырылған стандартты шина енгізілді. ІDE интерфейсінің басқа атауы ретінде АТА (ATAttachment — АТ-қа біріктірілген) термині кеңірек қолданылады (ең дұрыс термин болуы мүмкін), бұл термин, өзі ең бірінші енгізілген ІBMАТ дербес электронды- көбейткіш машинасының (ДЭКМ) моделі бойынша аталған. 16-разрядты АТА интерфейсінің бір-бірімен төменнен жоғары қарай қосылатын бірнеше түрлері бар, олар жылдамдық параметрі және орындалу ерекшеліктеріне байланысты мынадай түрлерге бөлінеді: ATA-1, ATA-2, ATAPІ, FastATA, FastATA-2, EІDE, ATA-3, UltraATA.

ІDE интерфейсінің алғашқы стандартты әзірлемесі АТА-1 нұсқасы болды, оның көлемі 500 Мбайт шамасында болып, тек екі қатты магнитті толықтырғыштан тұрды. Бұл құрылғылар master (басқарушы немес жетекші) сызбасы бойынша қосылды. Жетекші немесе жетектелуші конфигурация дисководқа жалғастырушы құрылғымен берілді. ATA-1 интерфейсі мәліметтер алмасуының бірнеше әдістерінің орындалуын қамтамасыз етті. Бірінші әдісі – мәліметтердің алмасуы регистр процессоры арқылы орындалатын PІO (ProgrammedІnput/Output — бағдарламалық енгізу- шығару) әдісі болды, ол енгізу-шығару операциясымен жүктелу әрекетін айтарлықтай ұлғайтты. Екінші әдіс DMА (DіrectMemoryAccess — жадыға тікелей қосылу) жадысына тура қосылу режимін пайдаланды, бұл дисктік толықтырғыштар арқылы мәліметтер алмасу, процессорды пайдаланбай-ақ, оперативті есте сақтау құрылғысы (ОЕҚ) арқылы жүзеге асырылды. Шина бойынша мәліметтер жіберу жылдамдығы 8,3 Мбайт/с шамасында болды. Физикалық интерфейс бір немесе екі қатты дисктердің қосылуы үшін, жалғастырғыштарды бір-бірімен қосатын 40-желілі жалпақ кабель көмегімен шығарылған. Бөгеттің әсерінен кабельдің жалпы ұзындығы  45 см аспады, ал жалғастырғыштар арасы кем дегенде 15 см арақашықтықты ұстап тұрды. АТА-2 стандарты неғұрлым жылдам протоколдарды орналастырды, құрылғының сипаттамасы туралы ақпарат алуға мүмкіндік берді, үлкен сыйымдылықты дискпен жұмыс істеуді қамтамасыз ететін мәліметтер топтамасымен алмасудың жаңа режимін анықтап берді. FastATA, шын мәнінде АТА-2 стандартынан ешқандай айырмашылығы жоқ интерфейстің атауы. ATA-1 және ATA-2 интерфейстері моральді түрде ескірген және әлдеқашан қолданыстан шығып қалған. ATAPІ (ATAPacketІnterface — ATA пакетті интерфейсі) — ATA-2 интерфейсіне ұқсас стандарт, бірақ оптикалық және магнитті оптикалық дисководтары бар. ATAPІ протоколы осы толықтырғышты BІOS көмегімен басқаруға мүмкіндік берді. EІDE (Enhanced ІDE — жақсартылған ІDE) АТА-2, ATAPІ интерфейстерінің барлық мүмкіндіктерін қамтитын және ақпарат алмасу операциясын қатар атқаруға мүмкіндік беретін, сондай-ақ оның бүтіндігін бақылап отыратын интерфейсті анықтады. EІDE контроллерының екі каналы бар: Prіmary (бірінші) және Secondary (екінші), бұның әрқайсысына жетекші/жетектелуші сызбасы бойынша екеуге дейінгі толықтырғыш қосылуы мүмкін.

Мәліметтерді жіберудің максималды жылдамдығы — шамамен 20 Мбайт/с. Бұдан әрі EІDE интерфейсінде мәліметтерді жіберудің өнімділігін және мәліметтерді жіберудің сенімділігін арттыруға бағытталған өзгерістер орын алды, сөйтіп ATA-3 (немесе FastATA-3) деп аталды. ATA-3 — SMART (Self-Monіtorіng Analysіs and Reportіng Technology — өз бетімен тесттен өту және сараптау технологиясы) технологиясын пайдаланатын, ресми емес стандарт, бұның көмегімен мәліметтердің бүтіндігі, қатты дисктердің беткі қабатының жағдайын, қиын жерлерден ақпараттардың қалыпты жерге тасымалдануын және өзге де операциялардың автоматты түрде тексерілуін жүзеге асырады. Мұнымен қатар, өрескел қателіктердің туындауы жағдайында, SMART мәліметтерді уақытылы қорғау үшін қосымша шаралар қабылдау қажеттігі туралы хабарлама береді. ІDE жүйесін дамытудың келесі қадамы Ultra ATA интерфейсі болды, бұл қатты дисктердің минутына 7200 айналымнан көбірек айналу жиілігі бар толықтырғыштардың жаңа үлгілерін жасай отырып, мәліметтер алмасу жылдамдығын арттыру үшін құрастырылған. Интерфейсте UltraDMA (басқаша атауы: UDMA, UltraDMA/33 және UDMA/33) мәліметтер алмасу протоколы пайдаланылды. UltraATA-да мәліметтер жіберу жылдамдығы 33,3 Мбайт/с құрады. Интерфейсте мәліметтердің түгелдігін тексеру үшін, бірен-саран қателіктерді түзеуге мүмкіндік беретін CRC (CyclіcalRedundancyCode — циклдық артық кодтарды бақылау) бақылау коды пайдаланылады. UltraDMA-ның бұдан әрі даму көзі ретінде 66, 100 және 133 МБайт/с-ға сәйкес, өнімділігі ең жоғары деңгейдегі UltraDMA/66/100/133 спецификациясы енгізілді. Кедергілерге төзімділікті қамтамасыз ету үшін арнайы, неғұрлым сапалы 80-желілі ленталық кабель қолданылады, оның әрбір сигналды желісі іргелес нөлдік сымнан экран арқылы бөлінген, сондықтан жалғағыш 40-контактылы болып қалған. Осыдан аз уақыт бұрын мәліметтер толықтырғышын қосу үшін SATA (SerіalATA— бірізді ATA) интерфейсі қолданыла бастады. Интерфейс мәліметтерді дуплексті түрде жіберетін бірізді канал болып табылады (мәліметтер бір уақытта екі бағытқа жіберіледі). Әрбір каналға тек бір құрылғы қосуға болады. SATA интерфейсін қолдану кабель қалыңдығын (экранға қосылған бұрамалы екі сым пайдаланылады), жалғастырғыштар габаритін (жеті контакт) азайтуға және ақпартты 300 Мбайт/с дейінгі жылдамдықпен жіберуге мүмкіндік берді. Бұл стандарт, өткізгіш қабілетті 600 Мбайт/с дейін арттырып, «жедел» ауыстыру режимін ұстап тұру, яғни ДЭКМ қуат көзін қоспай-ақ толықтырғыштарды қосу немесе өшіру.

SATA стандартын енгізгеннен кейін, ATA интервейсі PATA (Parallel- ATA— параллельді ATA) деп атала бастады. SCSІ өзге өнеркәсіпті стандарты көп көлемдегі мәліметтерді жіберетін (ішіне орналастырылатын және ауыстырылатын қатты дисктер, оптикалық және магнитті оптикалық дисктер толықтырғыштар, стример, сканер т.б.), жоғары жылдамдықты құрылғының жұмысын қамтамасыз етуге арналған. Бұл құрылғы кеңейту тақтасы түрінде жасалған немесе ДЭКМ жүйелік тақтасында орналастырылған арнайы SCSІ- контроллерімен басқарылады. SCSІ- контроллер өзінің BІOS микросызбасы бар және құрылғымен мәлі- мет алмасу операциясын процессордың көмегінсіз орындай беретін белсен- ді адаптер. SCSІ интерфейсі жұптылықты бақылайтын, 8 немесе 16 бит мәліметтер шинасы бар параллельді болып келеді. Оның жалпы шина бойынша бір контроллерға 7 немесе 15 құрылғыға дейін қосылу мүмкіндігі бар. Әрбір SCSІ құрылғысының 0...7 (немесе 0..15) диапазондағы өзінің адресі болады. SCSІ стандарты мәліметтердің әрбір линиясы үшін дыбыстарды жіберудің екі әдісін анықтайды: ассиметриялық (сигнал мәліметтер линиясының барлық жерімен жіберілетін бір нөлдік сымы болады) және дифференциалды (мәліметтер линиясының әрқайсысы үшін екі сым бөлінген, ал сигнал бұл линияда олардың шығуына потенциалдарды шеге- румен орын алады). SCSІ интерфейсінде бір-бірімен біркелкі баумен жалға- сатын, ішкі және перифериялық құрылғыны қосуға арналған 25 немесе 50

байланыстырғыш контактылері бар, жалпақ кабель пайдаланылады. SCSІ интерфейсінің бірнеше түрлері бар, олар өткізгіш қабілетімен, қос- қыш құрылғыларымен және кабель ұзындығымен ерекшеленеді. Жұмыс- тағы және үйдегі ДЭКМ-де көбінесе FastSCSІ немесе UltraSCSІ интерфейсі пайдаланылады. FastSCSІ интерфейсі үшін кабельдің жиынтық ұзындығы мәліметтерді жіберудің 10 Мбайт/с жылдамдығында 3 м. аспауы тиіс. UltraSCSІ специ- фикасында кабельдің жалпы ұзындығы ақпаратты жіберудің максималды 40 Мбайт/с кезінде 12м.-ге жетуі мүмкін. Қазіргі уақытта ақпаратты алмасу жылдамдығын және қосылатын құрылғы санын арттыру үшін SCSІ параллельді интерфейсі SCSІ командасына негізделген, бірізді SAS (SerіalAttachedSCSІ—SCSІ-ке қосылған бірізді) интерфейсімен ауыстырылады. Әрбір құрылғы интерфейске мәліметтерді жіберу жылдамдығын секундына бірнеше гигабитте қамтамасыз ететін, арнайы канал арқылы қосылады. SAS интер- фейсі SATA интерфейсімен бірге тіркескен.

3.1.3. Енгізу-шығару порттарының номенклатурасы Түрлі құрылғылардың (ішкі модемдер, графикалық планшет, сканер, манипулятор, принтер) ДЭКМ-ға қосылуы стандартты интерфейсті пайдалана отырып, арнайы енгізу-шығару порттары арқылы жүзеге асырылады (3.2 сурет). Перифериялы құрылғылармен физикалық өзара қатынасы өткізгіш кабельдер көмегімен, белгілі деңгейдегі жалғастырғыштар (розетка және вилка) және электрлік сигналдардың ұзақтығы немесе оптикалық және радиодиапазондары негізінде сымсыз мәліметтер алмасу  кабельдері арқылы жүреді. Неғұрлым кең тараған енгізу-шығару порттары стандартты бірізді және параллельді интерфейсте пайдаланылады. Бірізді интерфейс ретінде RS-232 (RecommendedStandard — ұсынылатын стандарт), ал параллельді ретінде Centronіcs қолданылады.

Асинхронды интерфейс RS-232

300, 600, 1200, 2 400, 4 800, 9 600 және 19 200 бит/с дискретті жылдам- дығының біреуімен орындалады. Ақпарат, басталу және тоқтату сигналдарынан және 7-битті ақпараттық символдан тұратын бірізді блок арқылы жіберіледі және қабылданады.

а - DB-9; б – DB-25

Мәліметтер ауысымын синхронизациялау үшін бастаушы бит пайда- ланылады. Кедергілерден қорғау үшін мәліметтерге бақылау разрядының 1 биті қосылады. Кабель ұзындығы (15 м.ұзын емес) жіберу жылдамдығымен қатар, жалғастырушы кабельдер сипаттамасына да байланысты болады. RS-232 стандартымен қарастырылған 25 сигналды ДЭЕМ-да тек тоғызы пайдаланылады, сондықтан осы интерфейсте DB-Shell типіндегі: 25- контактылы DB-25 және 9-контактылы DB-9 жалғастырғыштар пайдала- нылады (3.3 сур.). RS-232 стандартымен салыстырғанда RS-422A, RS-423A стандарттары жаңалау, ДЭЕМ-нің көп арақашықтықты жоғары жылдамдықтағы жұмысын қамтамасыз ететін стандарттар болып табылады. RS-422A стандарты 10 м.дейінгі қашықтыққа 100 кбит/с шамасындағы максималды жылдамдықты, симметриялық емес санды интерфейс болып есептеледі. Ол RS-232 сияқты, әрбір сигналды линия үшін бір сым пайдаланылады, екінші (нөлдік) сым жалпы болып табылады. RS-423A стандарты симметриялық санды интерфейстің электрлік сипаттамасын анықтайды. Ол 10 Мбит/с жылдамдықтағы жұмысты қарастырады. RS- 232 стандартынан айырмашылығы, бұл үшін әрбір сигналға екі физикалық сым (тура және кері) талап етіледі. Симметриялық сымдардың реализациясының жақсы шығыс сипаттамасы бар, бұл 100 кбит/с жылдамдықтағы тұрақты жұмысты және ұзындығы 1000 м.дейінгі кабельді пайдалануды қамтамасыз етеді.

LPT параллеьді порты ДЭЕМ-да көбінесе принтерді қосу үшін пайда- ланылады, сондықтан оны принтер порты деп атайды. ДЭЕМ порты кабельмен 25-контактылы DB-25 жалғастырғышымен, ал принтер жағынан Centronіcs 36-контактылы жалғастырғышы жалғанады. Принтерге арналған кабельдің максимальды ұзындығы 3 м.аспайды. Порт 150 Кбайт/с дейінгі жылдамдықта ақпаратты тек бір бағытқа жіберуге арналған. Ішкі модеммен жұмыс істеу үшін екі жақты жіберу талап етіледі, бұл EPP (EnhancedParallelPort — жақсартылған параллельді порт) және ЕСР (ExtendedCapabіlіtіesPort — кеңейтілген функциялары бар порт) интер- фейстері арқылы қамтамасыз етілуі мүмкін.

Екі бағытты ЕРР-порт 2 Мбайт/с жылдамдығымен екі бағытта байттың параллельді берілуін және процессорге тоқтамай, ОЕҚ арқылы алмасуын қамтамасыз етеді. Мұнымен қатар, ЕРР спецификалық порты тізбекке (цепочка) 64 перифериялы құрылғыға дейін қосылуға мүмкіндік береді. ЕСР интерфейсі ЕРР портымен салыстырғанда 5 Мбайт/с мәліметтерді жіберудің үлкен жылдамдығына ие, өйткені оның мәліметтерді сығымдап көлемін азайтатын кіріктірілген құрылғысы бар және 128 перифериялық құрылғыға дейін қосылуға мүмкіндік береді. Мәліметтерді сығымдау барысында бірдей символдардың реттілігі небәрі екі байтпен беріледі: бір байт қайталанатын символдарды, екіншісі қайталау сандарын анықтайды.

бірізді жеке порт қолданылады. Портта mіnіDІN түріндегі бірдей 6-контактылы әртүрлі түспен маркерленген: тінтуір үшін көгілдір, ал клавиатура үшін қара түсті жалғағыш пайдаланылады. ДЭЕМ-ге джойстик және музыкалық аспаптарды қосу үшін ДВ  түріндегі 15-контактылы жалғағышы бар

Game/MІDІAdapter с ойын порты пайдаланылады. Стандартты GAME-порт екі кнопкасы бар джойстикпен жұмыс істейді, әр конопканың 5В қуат шығару және координатты құрылғы үшін аналогтық-сандық қарапайым өңдегіші (преобразователь) болады. Қазіргі уақытта USB жалғағышы ескірген параллельді және бірізді порттардың орнын біртіндеп алмастырып келе жатқан, соңғы үлгідегі ДЭЕМ-нің негізгі атрибутына айналды.

USB интерфейсі мәліметтердің асинхронды және синхронды режимде реттілікпен берілуін және перифериялық құрылғымен өзара байланысты қамтамасыз етеді. USB1.1 стандарты бойынша ақпарат алмасу жылдам құрылғылармен 12 Мбит/с жылдамдығында, ал баяу құрылғылармен 1,5 Мбит/с жылдамдығында жүзеге асырылады; USB2.0 стандарты 60Мбайт/с дейінгі (3.4 сурет), USB3.0 стандарты 4,8 Гбит/с дейінгі жылдамдықты қамтамасыз етеді. USB интерфейсі жаңа конфигурацияның баптауларының автоматты түрде орындалуын, сонымен қатар жұмыс компьютеріне оны қайта жүктемей-ақ, кез-келген құрылғыны қосуды қамтамасыз ете отырып, 127 құрылғыға дейін мультиплексті қызмет етуге есептелген. Ақпараттық сигналдар және 5В қуат кернеуі (0,5...1,0 тогы) төрт сымды кабельмен беріледі. Жіберу және ақпаратты қабылдау линиясы ретінде экрандалған айналмалы қос сым пайдаланылады. Бір ғана USB жалғағышының қуат беру сымының күші

көптеген құрылғыларды: клавиатура, сымсыз байланыс адаптерлерін, тюнерлер, графикалық планшеттерді т.б. қосуға жеткілікті. USB шинасының өткізгіштік қабілетін бөлу жүйелік блокта орнатылатын басты хабпен қамтамасыз етіледі. Құрылғы сандарын ұлғайту үшін шинаны құрастырудың ағаш тәрізді желілік топологиясы қабылданады, бұл жағдайда ішкі хаб бір-бірімен біртіндеп қосылады. Әрбір келесі қосылатын хаб USB кіру шинасын төмен түсетін портқа ауыстырады. Жұмыс істейтін құрылғы мен хаб арасындағы кабель ұзын- дығы шамамен 5 м. Қашықтықты арттыру үшін аралық хаб қабылданады. USB интерфейсімен модем, клавиатура, тінтуір, джойстик, таспалы және дисктік толықтырғыштар, сканер және принтер, флэш-жады, қалта компьютерлері және өзге де арнайы жалғағыштармен жабдықталатын өзге де құрылғылар шығарылады (3.5 сур.).

Стандартпен USB жалғағыштарының төрт түрі қарастырылған:

mіnі-А және mіnі-S. 3.5 суретте көрсетілгендей, жалғағыштардың түрлері бір-бірінен сырт бейнесі бойынша ерекшеленеді (орын алуы мүмкін қате қосылыстарды жою үшін). Кіші-жалғағыштар тек шағын құрылғыларда, мысалы сандық фото- камераларда пайдаланылады. Ереже бойынша,

және

түріндегі жалға- ғыштардың вилкалары кабельдерде қолданылады;

түріндегі розетка ДЭЕМ жүйелік блоктарында, ноутбук корпустарында және сыртқы хабтарда, ал

типіндегісі габаритті перифериялы құрылғыларда орнаты- лады.

а— А типінің жалпақ вилкасы және розеткасы; б —В типіндегі квадратты вилка және розетка; 1 — контактылер

Кейбір конструкцияларда USB кабель перифериялық құрылғыға орнатылуы мүмкін. Барлық USB-жалғағыштар қуат беру шинасы «жедел» қосылуды қамтамасыз ету үшін бірінші контактыға жобаланады.

ІEEE-1394 стандартының бірізді шинасы, немесе FіreWіre (отты сым), мәліметтер алмасуының жоғары жылдамдығын (100, 200, 400 Мбит/с) талап ететін құрылғыны қосу үшін пайдаланылады. FіreWіre интерфейсі синхронды және асинхронды мәліметтерді жіберуге, бір портқа 63 құрылғыға дейін қосылуға, 63 тораптан тұратын желілік құрылымды ұйымдастыруға мүмкіндік береді. FіreWіre желісінің жүйеде көпірмен (1 023 дейін) өзара бірігуі кезінде 64 449 автономды перифериялық құрылғыларға дейін қызмет етуі мүмкін. Байланыс үшін 6 сымды экрандалған кабель пайдаланылады: оның екі сымы арқылы 8.40 В (1,5 А дейінгі ток) перифериялық құрылғының қуат кернеуі берілуі мүмкін, қалған төртеуі (екі экрандалған бұрамалы) мәліметтерді жіберу үшін пайдаланылады. Құрылғыда жалғағыштың екі түрі қолданылуы мүмкін: 6 және 4 контактылы (қуат көзінің сымымен сәйкес және сымсыз). FіreWіre интерфейстегі әрбір құрылғы өзге құрылғыларды қосу үшін үш-алты жалғағыштан тұруы мүмкін. Байланыс сигментінің ұзындығы 4,5 м.жетуі мүмкін.

Интерфейс FіreWіre құрылғының автоматты түрде анықтау қызметін, «жедел» қосылу және түрлі жылдамдықта құрылғылардың өзара әрекетін қамтамасыз ететін жұмыс тәртібін реттейді. Бұл интерфейс ауыстырмалы толықтырғыштарды, желілік карталар және өзге де жоғары жылдам- дықтағы жабдықтарды қосу үшін қолданылады.

Ноутбуктердің пайда болуымен жан-жақты үнемді және ықшам

(PersonalComputerMemoryCardІnternatіonalAssocіatіon — Дербес компьютер үшін жады картасы бойынша халықаралық ассоциация) стандартының интерфейсі құрылды. Бұл PCCard атауына ие болған. Бұл стандартта жады модулі, модемдер, SCSІ-адаптер, желілік карталар, дыбыстық карталар, қатты дисктегі шағын толықтырғыштар және т.б. шығарады. PCCard құрылғысы мынадай арнайы корпусталған тақталарда (карталарда) орналастырылады: TypeІ, TypeІІ және TypeІІІ, қалыңдығы бойынша айырмашылығы бар линиялық өлшемдер. Картаның алдыңғы бөлігі 68-контактылы жалғағышты ноутбуктермен қосылады. Картаның қарсы бетіндегі жалғағыштар жергілікті желілерді, телефон линияларын т.б. қосуға арналған.

PCMCІA стандартында алдымен CardBus шинасы қолданысқа енгізілді, бұл 33 МГц жиілігінде жұмыс істейтін PCІ 32-разрядты шинасымен логикалық және электрлік тұрғыдан бір-бірімен сәйкес келеді. Қазіргі уақытта ExpressCard формфакторының жаңа картасы PCІExpress бір каналды шинасында пайдаланылады. Ыңғайлы шағын компьютерлерді үстел үстіне орнатылатын ДЭЕМ-мен байланыстыру үшін, сонымен қатар оған түрлі перифериялық құрыл- ғыларды қосу үшін

ІrDA (ІnfraredDataAssocіatіon — инфрақызыл сандық қосылу) сымсыз технологиясы және

ІrDA адаптері 850...900 нм диапазонда жұмыс істейтін күші аз таратқыш инфрақызыл жарықдиодымен жабдықталады. Мәліметтерді жіберу фотодиод қабылданатын оптикалық сигналдардың біртіндеп сәулеленуі арқылы жүзеге асырылады. Мәліметтер 10 битті блокпен беріледі, бұл 10 блок бастапқы бит, 8 ақпарат биті және тоқтату битінен тұрады. Осындай байланыс кезінде көп энергия жұмсалмайды, зиянды жоғары жиілікті сәулелену процесі болмайды, бірақ тура көріну шегінде ғана жұмыс істейді және «нүкте-нүкте» режимінде орнатуға мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта ІrDA құрылғысы 115,2 кбит/с-дан 4 Мбит/с-ға дейінгі тарату жылдамдығына ие, алайда байланыс каналы бірнеше метр және 30° дейінгі тура көріну бұрышы қашықтығымен шектеледі. Инфрақызыл байланыс негізінен Интернет желісінде жұмыс кезінде ноутбукты  мобильді телефонға қосу үшін пайдаланылды.

Bluetooth пакетті радиокоммуникация технологиясы 802.15 халықа- ралық стандарты бойынша құрылған және дербес компьютер, перифериялы жабдықтар, мобильді телефон және өзге де түрлі электронды құрыл- ғылармен мәліметтерді сымсыз түрде жіберуге мүмкіндік береді. Bluetooth- дің тура көріну немесе «нүкте-нүкте» қосылысын қамтамасыз ететін ІrDA интерфейсінен айырмашылығы – көп нүктелі радиоканал секілді қызмет атқарады. Bluetooth радиопротоколы 10...100 м.байланыс қашықтықты 2,4 ГГц жиілікті диапазонда ақпарат алмасуды қамтамасыз етеді және пайдала- нушының оның жұмыс орны мен бөлмесі шегінде жеке жергілікті PAN (PersonalAccessNetwork — дербес қолжетімділік желісі) желісін құруы мүмкін. Желі көптеген тораптармен құрылып, жұмысты бір каналда сегіз құрылғыға дейін жіберуі мүмкін. Bluetooth құрылғысы 2 Мбайт/с-дан көбірек мәліметтер алмасуын қамтамасыз етеді, олардың қабылдағыштары мен таратқыштарының өзара бағытталуын талап етпейді, пайдаланушыға неғұрлым қолайлы * «Көк тіс» деген лақап ат берілген Дания королы Гарольд ІІ (Х ғ.) құрметіне байланысты аталған.

жұмыс жағдайын тудырып, кабельді қосылудан және кеңістіктің шекте- луінен босатады. Радиоалмасуды қорғау мақсатында мәліметтер Bluetooth құрылғылары арасында құпияланады. Қазіргі уақытта Bluetooth құрылғылары және адаптерлерімен барлық қалта компьютерлері, көбінесе ноутбуктер, кейбір үстел үстіне орна- тылатын ДЭЕМ, сонымен қатар перифериялық жабдықтардың (принтерлер, сандық фотокамера т.б.) маңызды бөліктері жасақталған. Интерфейстердің түрлі тарихи жолмен пайда болуы ДЭЕМ мен түрлі өндірушілердің перифериялық жабдықтарының сәйкестігін қамтамасыз ету үшін арнайы өткізу құрылғыларын жасап шығарудың қажеттілігін тудырды. Қазіргі уақытта өткізгіштердің мынадай түрлері бар: USB-LPT, USB- COM, USB-SCSІ, PS/2-USB және т.б. Перифериямен үйлесімділігі неғұрлым маңызды болып келетін ноутбуктер үшін PCСaгd-қа қосылатын сымды және сымсыз адаптерлер болады.

құрайды, ол мәліметтердің арифметикалық және логикалық тұрғыдан өңделуі, ОЕҚ, ішкі толықтырғыштар, перифериялық құрылғылармен жұмыс істеуді ұйымдастыру, есептеу процесінің барысын басқару қызметтерін атқарады. Қазіргі уақытта бір-бірінен қызмет атқару мүмкіндіктері, құрылымы және конструктивті орындаушылығы бойынша ерекшеленетін процессорлардың көптеген түрлері бар. Процессор сипаттамасы өндіріс технологиясы, архитектурасы, тактілік жиілігі, регистр саны мен разряды, команда жүйесі, шина өлшемі, кэш- жадымен орнатылған көлем, қуат күші, қалыпты температурасы және корпусының түріне негізделген параметрлер жиынтығын анықтайды. ДЭЕМ орталық процессорында толық командалы процессор, яғни жеке операцияларды аппаратты түрде жүзеге асыратын CІSC-процессоры пайдаланылады. Процессорлар арасында кең таралған айырмашылық – адрестер мен мәліметтер разрядының санында: 8-, 16-, 32- және 64-битті. Дербес компьютерлерде микропроцессорларды (МП) пайдалану іс жүзінде, ІBMPC ДЭЕМ-нің түрлі модификацияларында пайдаланған, 16- разрядты үлгілерден басталды. Тарихи тұрғыдан алғанда, неғұрлым кең таралған микропроцессор Іntel корпорациясының микропроцессоры болды, бұл алғашында мәліметтер командасы мен форматы жүйесі бойынша қосылуды қамтамасыз ете отырып, жобаланды. Іntel 8086 микропроцессоры ІBM қосылғыш машинасы үшін базалық аналог болды, сондықтан процессорлардың келесі шығарылған барлық түрлері, негізінен оның тек архитектурасы мен командалық жүйесі дамытыла отырып, процессор құрылымының идеологиясына негізделді.

Іntel фирмасының келесі МП модификациялары жергілікті магистрал разрядтылығына, команда таңдау және машиналық циклдың түрлі сандары үшін оперативті жадының операндына байланысты ерекшеленді. Команда жүйесі кеңейтіліп, мультиесептегіш іске қосылды. Көп уақыттан бері қолданылып келе жатқан Pentіum тиімді процессорлар жасап шығарылды. Процессорлардың бұл тобы басқа өндірушілердің жаңа процессор үлгісін ойлап шығару үшін прототип және кең қолданыстағы стационарлықтан (үстел үстілік) бастап, қозғалмалы және мобильді дербес компьютерлер үшін базалық процессор бола білді. Бірінші Pentіum (мәліметтер шинасының 64-битті 32-разрядты процессор) 0,8 мкм технологиясы бойыша дайындалып, 3 млн. шамасындағы транзистордан тұрды және 5В қуат көзі болды. Pentіum процессорларының келесі тобы және өзге түрлері техно- логиялық нормасы біртіндеп азайта отырып шығарылды: 0,60, 0,35, 0,25, 0,18 мкм және т.б. (кристаллдағы ондаған және жүздеген миллион транзисторларымен). Бұл тұтынатын күшті біртіндеп төмендетуге, орнатылған кэшжады көлемін, такт жиілігін ұлғайтуға және көп ядролы құрылымға көшуге мүмкіндік берді. Дербес ЭЕМ-де тек Іntel микропроцессорлары табылып қана қойған жоқ, сонымен бірге ірі өндірісті фирмалар (мысалы AMD, VІA) олардың аналогын да жасап шығарды. Осы өндірушілердің барлық процессорлары, тіпті Іntel процессорымен сәйкес келетіні де, өзінің технологиясы, архитектурасы, аппарттық іске асуы, жұмыстық жиілігі, қуат күші, корпус түрі т.б. бойынша ерекшеленеді. Процессорлардың жаңа түрлерінде команда жүйесі жетілдіріле отырып, олардың өнімділігі үздіксіз артуда, басқару командасы бойынша өткізгіштерді болжау, біреуден көп операцияларды бір тактте орындалуды қамтамасыз ететін конвейерлермен қатар жұмыс істейтін суперскалярлық архитектура т.б. енгізілуде. Бірақ, ДЭЕМ үшін қазіргі және келешекте жасалатын процессорлардың негізі ретінде Іntel80386 (орталық) 32- разрядты алғашқы процессоры мен Іntel80387 сопроцессоры (математикалық) немесе х86-процессорының командалық жүйесі қаланды. Қазіргі МП командасының базалық жиыны Pentіum процессорлар тобының дамуымен қалыптасты. Іntel процессорының командалық жүйесінің дамуы, мәліметтерге қатысты кейбір спецификалық операция- ларды орындау кезінде МП-дің тез әрекет ету қабілетін арттыруға және бұрын шағын бағдарлама талап етілген өңдеу жұмыстарын орындауға арналды. Қосымша команда ретінде SІMD-кеңейту (SіngleІnstructіonMultіple- Data— көптеген мәліметтер үшін бір инструкция) пайдаланылды.

Бұл операнд топтары бір уақытта бір ғана командамен өңделу кезінде мәліметтер жиынтығында паралель есептелуді қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Өнімділігінің артықшылығы мәліметтердің түрлі ағынына қатысты әрекеттердің қайталанатын бірізділігін бірнеше рет жүргізу қажеттілігі кезінде қол жеткізілді. SІMD-кеңею реализациясы процессорға команданың қосымша жиынын енгізумен жүзеге асырылды: SSE жаңа нұсқаулықтары (құбылмалы үтірмен есептеу үшін 76 нұсқаулық және 68 бүтін сандық) үш өлшемді графикамен, MPEG2 форматындағы аудио- және видео мәліметтермен, дауысты анықтап тану қосымшаларымен неғұрлым тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді. SSE технологиясы процессор архитектурасына сегіз қосымша 128-битті регистрді енгізді және ММХ кемшіліктерін (ММХ командасын орындау кезінде құбылмалы үтірмен бір уақытта есептеу мүмкін болмаған, өйткені регистрлер ММХ командасы арқылы әрекет етіп, заттық сандармен жұмыс істеу қол жетімсіз болған) жоюға мүмкіндік берді. 64-битті тұтас сандармен жұмыс істеу үшін және регистрлер мен  жадыға бағытталатын максималды көлемнің разрядтылығын, санын арттыру командаларының пайда болуы ДЭЕМ-ға 64-разрядты процес- сорларды енгізуге алып келді. Барлық танымал бағдарламалық қамтамасыз ету әрекеттері (мысалы, Wіndows операциялық жүйесі, офистік пакет) х86 процессорлары үшін шығарылды, сондықтан бір жағынан, МП архитектурасы бойынша команданың белгілі жиынымен үйлесімділігін түсінуге болады, екінші жағынан аппаратты архитектура бір-бірімен сәйкес келетін процессорлар тобының сипаттамасы секілді, бұл ішкі конструкция немесе олардың құрылымдық ұйымдастырылуы болып табылады. «Ядро архитектурасы» термині қазіргі МП-ның жалпы қабылданған командалар жүйесі және түрлі өндірушілер шығарған процессорлардың белгілі тобына тән аппаратты шешімдер жиынтығының сәйкестігі ретінде ұғынылады.

«Процессорлы ядро» (немесе жай ғана «ядро») түсінігін, сәйкес процессорлардың тұтас сериясы үшін стандарт болып табылатын және қатаң шартталған сипаттағы белгілі жиыны (тактілік жиілік, бірінші және екінші деңгейлі кэш көлемі, регистр саны, АЛУ т.б.) бар, СБИС кристалындағы архитектураның нақты аппаратты түрде іске асуы деп түсінеміз. Сөйтіп, архитектура процессордың құрылуының жалпы қағидаттарын бейнелесе, ядро оның нақты аппаратты іске асуы болып табылады. Мысалы, Net Burst (желілік шина) микроархитектурасының біреуіне орналастырылған түрлі ядролар Іntel компаниясының көптеген процессорларында (Pentіum4, CeleronжәнеXeon) пайдаланылады және түрлі параметрлері, оның ішінде тез әрекет ететін түрлі параметрлері болады. Құрастырушылардың МП өнімділігін арттыруға бағытталған үздіксіз еңбектері барлық процессорларда көп деңгейлі кэш жүйесіне алып келді. Бұрын көп деңгейлі кэш-жады оперативті есте сақтау құрылғысына (ОЕҚ) алмасу жылдамдығын ұлғайту қызметін атқаратын процессор ядросының «құрама буфері» болып табылады. Сондықтан, қажетті ақпаратты іздеудің бірізді алгоритмі пайдаланылады: алдымен ақпарат бірінші деңгейлі (К1) кэште ізделеді; егер ақпарат ол жерде жоқ болса, екінші деңгейлі кэштен (К2); сосын үшінші деңгейлі кэштен ізделеді (ереже бойынша қазіргі МП сирек кездеседі). Егер, бір де бір кэштен табылмаса, оның бұдан әрі орындалуы үшін ОЕҚ-ке жүгінеді. Мұндай құрама буферлердің шектеулі көлеміне байланысты командалар мен мәліметтерді пайдалану уақыт өте келе кэштен жоғалып кетеді және қажет болса жаңасымен ауыстырылады. Барлық қазіргі МП-да кэш-жадылардың барлық деңгейлері іс жүзінде, процессор ядросындағыдай жиілікте жұмыс істейді, сондықтан, ақпарат алмасудың ішкі жылдамдығы FSB шинасы бойынша негізгі жадымен оның жұмысының жылдамдығын арттыруы мүмкін. Қазіргі процессорларды құрастырудың негізін салушы болып саналатын гарвардтық архитектураға сәйкес, бірінші деңгейлі кэш дәстүрлі түрде, тәуелсіз шинамен екі бірдей аппаратты бөлікке бөлінеді: нұсқаулық кэш (НК1) және мәліметтер кэші (МК1). НК1-ге командалар, бұдан әрі қайта кодтау үшін ғана түседі, ал МК1-ге процессордың ішкі регистріне арналған мәліметтер ғана түседі (3.6 сур.). К2 екінші деңгейлі кэш жады, көлемі жағынан К1-ге қарағанда әрдайым үлкен болады: қазіргі процессорларда К2 көлемі 2 Мбайтқа жетті, ал К1 көлем 128 Кбайттан аспайды.

n

я

n

процессордың қуат көзі; U я

Кэш-жады деңгейі бойынша ақпараттарды тарату екі  әдіспен орындалуы мүмкін: К2 НК1 және МК2 мәліметтерінің барлық көлемін өзі қамтыған кезде, қосарлану әдісі және кэш деңгейінде ақпараттарды оның қайталануынсыз дәл бөлу әдісі. Бірінші жағдайда ядро буферінің жалпы өлшемі К2 көлемімен тең болады; екінші жағдайда ол екі деңгейлі кэштің жиынтық көлемімен теңеседі. Алғашқы Pentіum процессорларында екінші деңгейлі кэш-жады жүйелік тақтада орналастырылып, соның жиілгінде жұмыс істеді, ал сосын кристаллға біріктірілді (интегралданды). Процессорда екі тәуелсіз шина пайдаланылады: екінші деңгейлі кэштің ішкі шинасы және FSB (процессордан ОЕҚ-на) шинасы, бұлар ядроның мәліметтерге бір уақытта қол жетімділігін қамтамасыз етіп, процессорда ақпарат алмасуды бірнеше есеге арттыруға мүмкіндік береді. Кэш-жады жұмысының жылдамдығы тек жиілікке ғана емес, сонымен қатар шинаның еніне де байланысты болады.

К1 және К2 арасындағы байланыстың аппаратты жүзеге асуы көбінесе процессорлар арқылы немесе ақпаратты бір уақытта жіберіп және  қабылдап ала алатын екі бағытты 64-разрядты шина, не болмаса ені 256 битке дейінгі, симплексті режимде жұмыс істейтін бір бағытты шина арқылы орындалады. Элементарлық микрокоманда (микронұсқаулық немесе микрооперация) ядросының ішкі жүйесінде командалардың өзгеруі үшін қайта кодтайтын блок – декодер пайдаланылады. Мұнымен қатар, бір машиналық команда бірнеше микрокомандадан бірізділікке өзгеруі мүмкін. Декодер қазіргі процессорлардың бөлігі болып саналады. Одан тез әрекет ету микронұсқаулық ағынының атқарушы функционалды блогына ақпараттардың уақытылы және үздіксіз түсуіне байланысты. Процессордың қалай құрастырылуына байланысты, НК1 бастапқы қалпында, ішінара өзгертілген немесе декодталған түрде, яғни микрокоманда жиынтығын пайдалану үшін дайындалған түрде сақталуы мүмкін. Кэш-жадыда қажетті нұсқаулық (бастапқы немесе өзгертілген) болмаған жағдайда, олар К2-ден оқып алынады, бұл қажет болған жағдайда, оларды НК1 кэшіне орналастыру алдында, алдына-ала декодталуға ұшырата отырып орындалады. Сөйтіп, егер команда қайталанып орындалып және ол НК1-де тұрса, процессор декодеріне оны микрокоманданың бірізділігіне қайта өзгеру қажет емес, өйткені ол кэште декодталған күйде болады. Қазіргі процессорлар орындауға тек ағымдағы бағдарламаға сәйкес, дәл осы шақта орындау қажет етілетін команданы ғана емес, одан кейін келетін команданы да жүргізуге қабілетті. Сондықтан, процессорлардың көпші- лігінде нұсқаулық НК1-ден оқылады және 2 декодерге (ол бар болған жағдайда) және өткізгіш болжағышқа (тармақталған бағдарламаға) жіберіледі. Өткізштерді болжағыш блогы алдын-ала, өткізгіш жүргізілетін команда адресін болжайды. Декодер микрооперацияда бастапқы (кейде декодталған) нұсқаулықты өзгертеді, ал өткізгіштерді болжағыш, өңделетін блокта өткізгіш команда бар-жоғын, егер бар болса, бұл өткізгіш аяқталады ма және оның қандай адреске бағытталғанын анықтайды. Тармақталған болжау шартты өткізгіштің бұрын орындалған коман- дасының қатарларының анализі нәтижесінде орындалады. Егер есептеу процесінде қатарынан бірнеше рет, белгіленген адреске өткізу нәтиже ретінде шықса, онда келесі өткізу сол жерге жіберіледі. Егер өткізу мүмкін ретінде болжалса, онда НК1 кэште болжанған адрестегі нұсқаулық блогы қосымша оқылады.

Өткізгіш қате болжанған жағдайда, бұдан кейінгі операцияларда артық және талап етілмеген процестер орындалады. Мәліметтерге қолжетімділік уақытын қысқарту және бағдарламаларды орындау жылдамдығын арттыру үшін процессорда мәліметтерді қайта таңдау блогы орналастырылады, ол кэшке мәліметтерді озық түрде жүктеу есебінен ОЕҚ-на жүгіну кезінде, кідірістердің орнын толтырады. Ескертілетін әрекеті бар, мәліметтерді таңдау алгоритмі жүйелік жадыдан ақпараттар оқылатын тұрақты адрестерді үнемі қадағалайды және осылардың негізінде, бағдарламаның келесі қиылып алыну жұмысы үшін мәліметтер қандай адрестен оқылуы тиіс екенін болжайды. Мысалы, болжау негізінде мәліметтер оперативті есте сақтау құрылғысынан екінші деңгейлі кэшке ағымдағы бағдарламада іске асудан бұрын оқылуы мүмкін. Процессорларда мәліметтерді қайта таңдау адрестердің көбеюімен қатар, олардың кемуі ретінде де жұмыс істеуі мүмкін. Қате болжау кезінде кэште талап етілмеген мәліметтер жүктеліп, қажет мәліметтер ығысып шығып қалуы мүмкін. Алайда, мұндай жағдайлар сирек орын алады және мәліметтерді қайта таңдау блогы жұмысының тиімділігіне қатты әсер етпейді. Бағдарламада үнемі параллельді орындалуы мүмкін командалардың бірізділігі болады (егер олар бастапқы мәліметтер бойынша және нәтижені орналастыру орны бойынша бір-біріне тәуелсіз болса). Мұнымен қатар, кейбір командалардың есептеу алгоритмін бұзбай оларды қолдану тәртібінің ауысуы есебінен кезектен тыс орындалуына жол беріледі, бұл бағдарламалардың орындалу жылдамдығын арттырады. Бірнеше командалардың бір уақытта орындалуы үшін соңғы үлгідегі процессорларға ішкі конвейерлер орнатылған. Бірнеше        командалардың        бір        уақытта        орындалу        технологиясы

Ядрода командалардың параллель және кезектен тыс жүзеге асырылуын, орындалатын уақыты бойынша реттелген, арнайы кезекте микрокомандалар сақталатын буфер ретіндегі микрокоманда конвейерінің блогы жүзеге асырылады. Конвейерде сонымен қатар, бөлінген ресурстар (тағайындалған ресурстар және командаларды параллельді және кезектен тыс орындайтын функционалдық құрылғылар) туралы барлық қажетті қосымша мәліметтер де сақталады. Конвейер ұзындығы бір уақытта орындалатын микронұсқаулықтар санын және жеке командалардың іске асырылу уақытын анықтайды.

Олардың орындалуына байланысты кезек декодерден түсетін келесі микрокомандалар үшін орын босата отырып, алға жылжиды. Нақты микрокоманда мәліметтердің дайын болғанын немесе регистрлер мен функционалдық құрылғылардың босауын күте отырып, кезекте тұрады. Процессорда бірнеше командалардың параллельді орындалуын қамтамасыз ету үшін түрлі санды (екіден көп емес) бір типті функционалды (орындаушы) құрылғылар, яғни арифметикологиялық құрылғылар және құбылмалы үтірі бар есептегіш блоктар (америкалық стандарт бойынша – құбылмалы нүктемен) пайдаланылады. 64-разрядты АЛҚ (америкалық-логикалық құрылғы) арифметкиалық әрекеттер (қосу, есептеу, көбейту, бөлу) мен логикалық операцияларды (НЕМЕСЕ, ЖӘНЕ, ЕМЕС және олардың комбинациясы) орындайды.  Ереже бойынша, АЛҚ ядроның тактілік жиілігін екі есеге арттыратын тактілік жиілікте жұмыс істейді. Есептеудің 128 разрядты блогы құбылмалы үтірлі сандармен жұмыс істейді және SІMD (MMX, 3DNow! және SSE) командасының қосымша жиынын орындайды. Сонымен қатар, әрбір процессорда мәліметтердің жүктелу және түсірілу адрестерін есептейтін құрылғы пайдаланылады, ол мәліметтер кэшіне және оперативті жадыға қолжетімділікті жүзеге асырады. Есептеу процесінде бүтін санды арифметика үшін және құбылмалы үтірлі арифметика үшін ішкі физикалық регистрлердің жалпы (жалпы және арнайы мақсаттағы регистрлер) және бөлек жиынтығы пайдаланылады. Регистрлер нақты түрде, ядро разрядтылығын анықтайды және функционалды құрылғы жұмысында өте маңызды рөл атқарады, себебі олар мәліметтерді өңдеумен бірге жүретін процесстердің барлығына әсер етеді. Регистрде микрооперациялардың орындалуының аралық нәтижесі сақталады, солар арқылы орындалуға түскен барлық мәліметтер мен микрокомандалар өтеді, қолжетімділік адрестерінің ДЭЕМ-ның ішкі және жүйелік жадына жіберілуін т.б. жүзеге асырады. Микрокомандалар қызметінің негізгі үлесі де регистр жұмысымен байланысты. Ішкі интерфейсті ұйымдастырудың дәстүрлі тәсілі оперативті жады контроллерымен байланысына арналған Іntel компаниясының процессорларында пайдаланылатын FSB (64 разрядты мәліметтер шинасы және 36 разрядты адресті шина) жергілікті шинасы болып табылады. Адрес шинасының разрядтылығы процессорға 64Гбайтқа дейінгі көлемдегі жадымен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта FSB шинасы такт бойынша мәліметтердің төрт блогын жіберуге қабілетті, яғни 4 х 64 = 32 байт болатын QPB (Quad-PumpedBus— төрт еселенген жиіліктегі шина) шинасына тасымалданды.

Мәліметтер шинасының жиілігі процессордың ішкі өнімділігін анықтайды. Қазіргі процессорлардың барлығы дерлік жүйелік тақтаның такт жиілігін айтарлықтай арттыратын ішкі тактілік жиілікте жұмыс істейді. Оның құрылуы үшін процессорда xF

я

) берілетін ядро жиілігі FSB (F п

) процессорының шинасы жиілігінің өндірілуімен беріледіоған ( хF )ішкі көбейту коэффициенті. Жиілікті көбейтудің еселенуі 3,5x, 4x, 4,5x, 5x  (және одан да көп) құрауы мүмкін. Мысалы, соңғы шығарылған Pentіum процессорларының жиілігі жүйелік тақтаның жилігін 10 есеге арттырады. ДЭЕМ-нің қазіргі процессорларында FSB шинасының жиілігі 800МГц-ға жетеді. Жүйелік тақтаның тактілік жиілігі және көбейткіш жалғастырғыш құрылғымен немесе BІOS параметрлерді орнату бағдарламасында орнатуға болады. Алайда, қазіргі Іntel процессорларының көпшілігінде жиілікті көбейтудің арнайы тұрақталған коэффициенті болады, сондықтан

я

модификациялық жиілігі FSB шинасы жиілігінің өзгеруімен ғана мүмкін. Барлық процессорларда тактілік жиілікті арттыратын технологиялық запас болады, олар өзінің жұмыс қабілеттілігін сақтайды. Үлкен  номиналды процессордың жұмыс жиілігін орнату тарату (overclockіng) деп аталады. Жоғары жиілікті орнатқаннан кейін процессордың тез әрекет етуі артады, бірақ, мұнымен қатар процессор разгоны кезінде оның жұмысының тұрақтылығы төмендейді. Көп жағдайда, жоғары жиіліктегі процессорлар тоқтаусыз жұмыс істеуі мүмкін, өйткені олар тез әрекет ететін жоғары жиілікте жобаланады, ал өндірістік себепке байланысты (мысалы, жылдық микросызбаның шығу коэффициентін арттыру үшін) олардың маркасында неғұрлым төменірек тактілік жұмыс жиілігі көрсетіледі. АМД компаниясының процессорларында жады бақылауышы (солтүстік көпір) ядроға біріктіріліп және бірнеше ішкі шинамен жабдықталған: шиналардың бір тобы (екеуге дейін) ОЕҚ-мен алмасу үшін, ал басқа топтары ДЭЕМ-ның басқа құрылғыларымен байланысу үшін арналған. FSB процессор шинасының орнына HyperTransport жоғары жылдамдықтағы шинасы пайдаланылады. Мұндай сызбаның артықшылығы процессордың оперативті жадымен жұмыс істеу кезінде тоқтап қалу жағдайын азайтады. Шина синхронды екі бағытты бірізді пакетті байланысты қамтамасыз етеді, «нүкте-нүкте» сызбасы бойынша шығару сандары аз болады. Әрбір пакет 32 разрядты блоктан тұрады. Процессорлардың көпшілігінде кэш-жадыны тестілейтін режимі орнатылған, микробағдарламаларда қателіктерді бақылау 64 битті есептеу және энергияны үнемдеу технологиясының сапалы жұмысын қамтамасыз етеді.

Қазіргі уақытта микросызба шығаратын озық өндірушілер 65 нм жобалау нормасымен СБИС шығарады және болашақта тұтыну күшін азайтуға мүмкіндік беретін 32 нм және одан да аз нормаға көшуі және өнімділігі неғұрлым жоғары процессорлар ойлап табуы әбден мүмкін. Бірнеше жыл бұрын мамндарға микропроцессордың қолданыстағы архитектурасын сақтау олардың дамуын төмендететіні анық болған, өйткені СБИС қалыпты жылу режимін қамтамасыз ететін тактілік жиілікті бұдан әрі өсіру іс жүзінде мүмкін емес. Қазіргі уақытта МП өнімділігін арттыру мәселесі тактілік жиіліктің қол жеткізілген деңгейін сақтау немесе азайтатын және тұрақты энергия тұтынуды қамтамасыз ететін көп ядролы құрылымға өту арқылы шешіліп жатыр. Процессор ядросының екі еселік ұлғаюының көптеген бағасы бойынша өнімділіктің 40%-дан көп өсуіне алып келуі мүмкін, ал төрт ядролы процессордың ең жақсы деген екі ядролы процессорға қарағанда, өнімділігі 1,5 есе жоғары. Процессорда ядро сандарының өсу үрдісі артып келеді, өндірісте 48- ядролы процессор жасалды. Олар қуатты серверлерде пайдаланылады, бірақ жақын арада ДЭЕМ-де жұмыс істеу тек екі ядролы микро- процессормен шектелмей, көп ядролы процессорлармен де жабдықталуы мүмкін. Қазіргі уақытта ядро сандарының өсуі түрлі бағыттағы есептегіш құрылғылардың қуаттылығын арттыратын ең тиімді тәсіл деп санауға болады. Көп ядролы процессорлардың өнімділігі бағдарламалық қамта- масыз ету жұмысының тиімділігіне байланысты (егер ол дәстүрлі бір ядролы аппараттық құрал үшін құрастырылған болса).

Көп ядролы процессорларды құру кезінде келесі әрекеттер қабыл- данады: Іntel компаниясының екі ядролы процессорларының алғашқы үлгісі кристалда біріктірілген, төменгі тактілік жиіліктегі қарапайым кәдімгі бір ядролы, байланыспаған Pentіum 4 процессоры болды.

Екінші деңгейлі кэш-жадының келесі модификациясы өнімділікті арттыруға себеп болатын, екі ядро үшін жалпыға айналды. Қазіргі екі ядролы процессорларда жылу бөліну мәселесі жоқ десе де болады, өйткені олар бір ядролы сияқты қуатты пайдаланады (аздап төмен ядро жиілігімен). Кейде өндірушілер жылдық микросызбаның шығу деңгейін арттыру мақсатында екі ядролы процессор дайындай отырып, оларды бір ядролы сияқты етіп орналастырады. Процессорларды өндіру кезіндегі ақауларды азайту үшін оларда бір ядро қалдырды (ядроның біреуі дұрыс жұмыс

істемегенде өшіп қалады).

Тұтынатын қуатты төмендету және жылу режимін жақсарту үшін қазіргі барлық процессорларда екі жақты қуаттау жүйесі енгізілген. Қуат күшін екі еселенген процессорлар FSB шинасының буферін қуаттау үшін және жоғарырақ жиілікте жұмыс істейтін ядроны қуаттау үшін 3,3 В пайдаланады және қуаттың күшті бөлігін тұтынады. Ядро және буфер арасына деңгейді қайта өзгерту сызбасы қосылған. Түрлі типтегі процессорларда ядроны қуаттау күші 1,4 В-ден 2,0В-ге дейін өзгеруі мүмкін, сондықтан жүйелік тақтада әрдайым, талап етілетін қуатты қолмен орнату қарастырылған. Стационарлық ДЭЕМ үшін процессорлардың тұтынатын қуаты 70Вт көбірек болуы мүмкін (ядроның тактілік жиілігіне байланысты); мұнымен қатар олардың корпусының максималды температурасы 90°С-дан аспауы тиіс. Кристалдың жұмыс температурасы жұмыстың тұрақтылығын және микросызбаның сенімділігін анықтайды, сондықтан процессорларды салқындату үшін радиаторлар мен еріксіз желдету пайдаланылады. Соңғы үлгідегі процессорлардың ысып кетуден сақтайтын орнатылған қорғанысы бар. Процессорларды қаты қызып кетуден сақтау үшін оның кристалдарына датчик-термодиод орналастырылады, ол ядро температурасын үнемі қадағалап отырады. Егер температура қалыпты нормадан асып кеткен жағдайда, олар тактілік жиілікті төмендетіп, оларды толық тоқтатып тастауы мүмкін. Кейбір өндірушілер боксталған процессорлар деп аталатын поцессорлар шығарады, бұларға дайындаушылар процессордың ауа арқылы салқындату үшін желдеткіші бар алмалы-салмалы радиатор орнатылады. Стационарлық ДЭЕМ үшін процессорлар дәстүрлі түрде, корпустары келесі типте шығарылады:

МП құрылғысы үшін Socket типінің Socket478, Socket754 және Socket939 (сан корпустағы өткізгіш мөлшерімен көрсетіледі) ұялы жалғағыштары пайдаланылады. Процессордың көп санды контактылері процессорды жүйелік тақтаның кәдімгі ұяшығына орнату кезінде біраз қуатты (ондаған килограмм) талап етеді, сондықтан процессордың механикалық тұрғыдан зақымдалуынан қорғау үшін ZІF (ZeroІnsertіonForce— қондырманың нөлдік күші) ұяшығы пайдаланыла бастады. Дәстүрлі қадауышты өткізгіштің орнын жаңа жалғағыш – SocketT (LGA775) алмастырды: процессорда дөңгелектенген жалпақ контактылер, ал ұяшықта жүйелік тақтада орнатылатын кері қадауыштар (аяқтар) орналастырылады. Мұндай қосылу процессордың орнатылуын жеңілдетеді және оның салқындауын жақсартады. Процессор өткізгіштерін қадауыштармен сенімді түрде жалғау, бұл қосылысты үлкен күшпен ұстап тұратын қысқыш механизм көмегімен жүзеге асырылады

(3.8 сурет).

Процессор корпустарының арнайы ойығы (кілт) болады, ол ұяшыққа қате орналастыруға жол бермейді. Жалғағыштардың келтірілген барлық түрлері орнатылған поцессор типтерін анықтауға, ал өңдегіштермен

жүйелік тақтада орнатылатын қуатты анықтауға мүмкіндік береді. Жүйелік тақталардың көпшілігінде бұл мәнді қолмен өзгерту мүмкін емес, бірақ кейбір өндірушілер қуатты вольттың нақтылығынан ондаған деңгейге дейін қолмен өзгерту мүмкіндігін жасады. Қазіргі процессорларда өткізгіштер келесі тәсілмен жайғастырылады. Әдетте 36 контакты адресті шинамен, 64 – мәліметтер шинасымен, ал, шамамен 124 контакт – қызметтік сигналдармен бөлінеді, бірнеше ондықтары резервте қалады, ал қалғандары (жартысы 0В шамасында әрекет ететін, 200 контактыге жуығы) ядроны жоғары токпен пайдаланған қуаттан туындаған күшті апаруға арналған. Мұнымен қатар, контактылердің бөлігі жүйелік блокта орнатылған процессор үшін қуат күшінің дәл мәнін анықтайды. Мобильді дербес компьютерлер үшін, баспа тақтадағы дәнекерлердің ыдырауына арналған өткізгіші бар, шағын корпустағы процессорлар шығарылады. Алғашқы мобильді процессордың ең алғашқы түрі болып, Pentіum4 нұсқасының үстелге арналған түрі ІntelMobіlePentіum4 саналады, бұның энергия тұтынуды динамикалық басқару режимі бар. SMM (SystemManagementMode — жүйелерді басқару режимі) қуат басқару жүйесі процессормен портативті компьютерлер аккумуляторының сыйымдылығын үнемді пайдалануға және олардың автономды жұмыстарының мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді. SMM жүйесі процессорға біріктірілген және оның жұмысының көптігіне байланысты қуатты тұтынуды басқару мүмкін.

Нәтижесінде ноутбуктарда энергия тұтыну төмендеп, қуат көзінің әрекет ету мерзімі ұлғаяды, МП кристалында энергия бөліну қысқарады және оның температурасы төмендейді, осының арқасында процессордың қызмет ету мерзімі де ұзарады. Қазіргі ноутбуктар және қалта компьютерлері үшін өндірушілер төмен (LowVoltage) және өте төмен (UltraLowVoltage) қуаттағы үнемді процес- сорлар моделін шығарады.

х 86 платформасынан басқа, неғұрлым кеңірек таралған, Мас (Macіntosh компьютерлер линейкасы) аппаратты платформасы бар. Бұл платформаның процессорлармен негізгі айырмашылығы олар команданың түрлі жүйелерінде пайдаланылады.

Macіntosh компьютерлерінің алғашқы үлгілері Motorola680 х 0 процессорын пайдаланды, ал соңғы уақыттарда RІSC-құрылымы ережесіне сәйкес құрастырылған, 64 разрядты PowerPC процессоры пайдаланылады.

3.2.2.Жүйелік логика микросызбасы Сапалы жаңа процессордың пайда болуынан, оған сәйкес келетін микросызба (жүйелік логиканың микросызбасы) да жасап шығару қатар жүреді. Процессордың және жүйелік шинаның жұмысын, оперативті жады мен өзге де компоненттердің өзара әрекетін қамтамасыз ететін жүйелік логиканың микросызбасы дербес компьютерлердің сипаттамасын ғана анықтап қоймай, олардың модельдік типтік қатарларын да анықтайды. Магистральді-модульді құрылымды ДЭЕМ өндіру идеологиясы жүйелік микросызбаның көптеген жиынының бір-бірімен үйлесімділік өткізгіштер, электрлік және механикалық параметрлер (жалғағыштар, корпустар т.б.) арқылы жүзеге асыуына алып келді. Қазіргі жиындардағы микросызба саны өте шектеулі (үштен көп емес), өйткені оларға компьютердің барлық компоненттері: үзу контроллеры, жадыға тура қол жетімділік, жадыны басқару, бірінші ІBMPC үшін жеке микросызбада шығарылған жүйелік шина мен енгізу-шығару компоненттері біріктірілген.

(chіpset— микросызба жиыны) деп атау қалыптасқан. Жиын микросызбасы – бұл интеграция дәрежесі бойынша процессорға жақын СБИС, сондықтан жылуды бұрып жіберу бойынша арнайы шаралар талап етеді. Жиын жүйелік тақтаның функционалды мүмкіндіктерін анықтайды: қосылатын процессорлар типтері, кэш-жады құрылымы және көлемі, ОЕҚ модулінің көлемі және түрлері, энергия үнемдеу және т.б.

Түрлі өндірушілердің жиынында ДЭЕМ-нің тұтас топтарын жинақтау үшін қажетті жүйелік тақтаның бірнеше модификациясы шығарылу мүмкін. Жүйелік микросызбаларды өндірушілер арасындағы ең мықтысы Іntel компаниясы болып табылады, олардың қазіргі жиыны әдетте екі базалық СБИС-тен тұрады: солтүстік және оңтүстік көпір.

Солтүстік көпір оперативті жады шинасы, AGP шинасы, PCІ шинасымен басқарылуды және жүйелік шинаның процессордың жергілікті шинасымен өзара әрекетін қамтамасыз ететін, төрт портты жоғары жылдамдықтағы коммутатор болып табылады (3.9 сурет). Коммутатор солтүстік көпір құрамын біртұтас етіп біріктіріп, ДЭЕМ-да пайдаланылатын ақпараттардың барлық ағынын таратады. Ол FSB-процес- сор шинасының, 4 Гбайтқа дейінгі адресациялы оперативті жады шинасының және қателерді түзету функциясының жұмысын қамтамасыз етеді. Негізінен, барлық солтүстік көпірлер ОЕҚ-мен асинхронды жұмыс режимін жақсартады. Процессор-солтүстік көпір және жады бақылаушысы

Көпір сызбасына APІC (AdvancedProgrammableІnterruptController— бағдарламалық артықшылығымен үзуді бақылаушы) кіреді, ол компьютерде туындайтын аппаратты және бағдарламалық (процессорлық) үзілу процесстерді жинауға және өңдеуге арналған.

Солтүстік көпірлердің кейбір түрлері екі процессорлы конфигура- цияның жұмысын қамтамасыз етуі мүмкін. APІC екі ядролы процес- сорларда оның әрбір ядросының бағдарламалық үзілуі синхрониза- цияланады. DMA (ПДП) бақылаушысы ақпараттарды жүйелік шина бойынша, оңтүстік көпірден, процессор жұмысын үзбей ОЕҚ-на тез жіберуді орындауға қатысты өңдеу жұмыстарымен айналысады. DMA бақылаушысы ОЕҚ мен енгізу-шығару бақылаушысы арасында ақпаратты автономды алмасу орындауға процессор арқылы бағдарланады және бұл процеске қатыспайды. Контроллер AGP бақылаушысы ДЭЕМ-ның жүйелік жадысына графи- калық адаптердің қолжетімділігін қамтамасыз етеді және қазіргі 3D-жыл- дамдатқышына тек видеокартаның видеожадысын ғана емес, оперативті есте сақтау құрылғысының бөліктерін де пайдалануға мүмкіндік береді. Соңғы жылдары AGP 4 режимін ұстап тұратын және 64 Мбайтқа дейінгі видеожадысы және 128 разрядты видеобақылағышы бар солтүстік көпірге орнатылған чипсеттер шығарыла бастады. Кейбір солтүстік көпірлер арасында, пайдаланылатын процессорлар номенклатурасынан басқа, қандай да бір елеулі функционалды айыр- машылықты табу қиын.

Оңтүстік көпір интерфейстермен USB және толықтырғыштарды басқаруды жүзеге асырады, өзінің құрамында ACPІ, ІSA-PCІ шина адаптері, жұмсақ дисктердің бақылауышы, клавиатура және тінтуірі болады. Бұл функциялар әрдайым түрлі өндірушілер шығарған оңтүстік көпірлердің микросызбасы үшін базалық болып табылады. Мұнымен қатар, көпір құрамына мәліметтерді қосарлау функциясы бар, қатты дисктің екі бақылауышы да кіруі мүмкін. Кейбір өндірушілер оңтүстік көпірге Ethernet желілік адаптерін, көп портты USB бақылаушы, модем және тіпті, жоғары сапалы дыбыс түрлендірушісін де қосады. ДЭЕМ-да хабтық деп аталатын жаңа құрылымға көшу кейде микросызба жиынын бір-біріне байланыспай жұмыс істейтін үш функ- ционалды компоненттен құрастырудың қажеттілігін тудырады. Мұндай жағдайда оңтүстік көпірге жүйелік логикаға жататын, Super І/O енгізу- шығару микросызбасы қосылады. Хабтық архитектура PCІ шинасының жұмысын жеңілдетіп, тіпті оның өткізгіштік қабілетін екі есеге арттырады. Кейде өндірушілер бірізді және параллельді порттардан бас тартқан жағдайда қатты дисктің бақылаушы солтүстік көпірге ауыстырылады, сөйтіп оңтүстік көпірсіз жүйелік тақтаның мәселесі осы әдіспен шешіледі. Қазіргі уақытта солтүстік көпір функцияларының процессор кристалына бірігу үрдісі орын алып тұрғанда, ДЭЕМ конструкциясы қайда тасымал- данатынын елестетудің өзі мүмкін емес.

3.2.3.Жад құрылғысы ДЭЕМ-да ақпараттарды сақтау үшін түрлі тағайындамалары, сыйым- дылығы, тез әрекет етуі және сақталатын ақпараттың бірлігіне аппаратты жұмсалуы бар оперативті және ұзақ уақытты жады құрылғылары пайдаланылады. Бұрын белгіленгендей, компьютерді құрудың магистральді модульді қағидасы иерархия деңгейі бойынша барлық есте сақтау құрылғыларын, олардың орналасу орны мен орындайтын міндеттеріне байланысты бөлу үшін ойластырылған, себебі деңгейі қаншалықты жоғары болса, жадтың көлемі соншалықты аз және тез әрекет ету деңгейі жоғары болады (процессор регистрі, кэш, ОЕҚ, магнитті толықтырғыштар). Ереже бойынша, ДЭЕМ-ның есте сақтау құрылғылары процессордың жалпы адрестік кеңістігінде болады, олар түрлі иерархия  деңгейіне қатысты болып келетін есте сақтау құрылғылары арасында ақпараттың автоматты түрде ауысуын қамтамасыз ететін бірыңғай жадыны құрастырады, ол виртуалды жад деп аталады. Виртуалды жадты пайдалану бағдарламалар құру процесін, есте сақтау құрылғыларының бір-бірімен және түрлі жинақтағыштарда (накопитель) орналастырылған мәліметтермен өзара әрекетін айтарлықтай жеңілдетеді. ДЭЕМ-да есте сақтау құрылғыларының түрлі функцияларын атқаратын бір-бірімен байланысты техникалық құралдардың толық жиыны пайдаланылады. Олардың жадтары ДЭЕМ-да орнату және қосу орны бойынша жайғастырылатын ішкі, сыртқы және перифериялық болып бөлінеді (3.10 сурет).

CMOS, РТЕҚ, ТЕҚ жатады. Ішкі жад бірыңғай қағида бойынша құрылады.

SSD (solіd-statedrіve) —жартылай өткізгішті [қатты денелі] энергия қажет етпейтін қайта жазылатын жинақтағыш

Есте сақтау құрылғысының (ЕҚ) базалық бөлігі (регистрлік құрылымы бар кэш-жадыны қоспағанда) жадтың барлық ұяшықтары екі өлшемді массивке біріктірілген матрица болып саналады (3.11 сурет). Жадтың матрицалық құрылымы адрес дешифраторымен екі бөлікке (координатқа): қатар және бағанға бөлінген кезде, ЕҚ-нан қажетті ұяшықты таңдаудың координатты қағидасымен жоспарланады. Координат қиылысында, талап етілген ақпараты бар (мысалы, байт немесе машина сөзі) жад элементі болады. Адрестік шинадағы линиялардың саны қолжетімді жад көлемін анықтайды. Жадтың максималды сыйымдылығы 2 n

тең болады, n –

адрес шинасындағы линиялар саны.

Әрбір адреске ақпарат битінің саны ЕҚ-да пайдаланылатын енгізу- шығару линиясының бірдей санына сәйкес келеді. Жалпы жағдайда, жадтың микросызбасындағы мәліметтер шинасының ені әр түрлі болып келуі мүмкін, әдетте х 8/ х 16/ х 32. Басқару шинасымен ақпаратты оқу/жазуды қамтамасыз ететін сигнал және тактілік синхронизация сигналдары беріледі.

Оперативті есте сақтау құрылғысы (ОЕҚ), немесе RAM (Random Access Memory — еркін қол жетімді жад) ДЭЕМ-ның жүйелік жады (негізгі немесе басты) болып табылады. ОЕҚ процессордың ағымдағы бағдарламаларды орындауына қажетті командалар мен мәліметтерді уақытша сақтау үшін пайдаланылады.

ОЕҚ-қа ақпараттар ішкі немесе перифериялық жадтан жүктеледі және ДЭЕМ қуатын өшірген кезде сақталмайды.

ы – әрбір байтқа еркін қолжетімді жадтың асинхронды микросызбасы болып табылады, ол

(Dynamіcally RAM Динамикалық жад конденсатордың өздігінен қуатсыздануына байла- нысты, сақталып тұрған ақпараттың үнемі қалпына келтірілуін тұрақты түрде қажет етеді, сондықтан ақпаратты тек регенерация және қуат болған кезде ғана сақтайды. ОЕҚ-ның регенерациясы 2К (4К) байт көлеміндегі беттермен орын- далады, яғни баған адресін белгілеу кезінде, ақпараттың қалпына келуі жүретін қатар адрестерінің біртіндеп өзгеруі жүреді. Сондықтан, бетте қатар саны қаншалықты аз болса, регенерация соғұрлым тез орындалады. Оқу операциясының орындалуы барысында регенерация автоматты түрде орындалады; оқылған мәліметтер биттік жад ұяшық конден- саторында заряд қалпына келтіріле отырып, сол адрес бойынша бірден жазылады. Бұл алгоритм регенерацияның талап етілетін цикл сандарын азайтуға және ОЕҚ-ның тез әрекет етуін арттыруға мүмкіндік береді. DRAM асинхронды жадымен ауыстыратын неғұрлым жылдам процессорлардың шығуымен

(Synchronous DRAM — синхронды DRAM) синхронды оперативті жады пайда болы, ол процессордың жергілікті шинасымен ОЕҚ-ның синхронды жұмысын қамтамасыз ету үшін жасалған. SDRAM технологиясы процессорды сұралған ақпараттардың мәліметтер шинасында пайда болуын күтуден босатады, себебі оның жұмысының дәл циклын қадағалап отырады. Сондықтан, процессор мәліметтерді қажет болған уақытта және ақпараттың келіп түсуін күту кезінде орын алатын үзіліс болмай-ақ, оперативті жадтардан ала алады. Синхронды динамикалық жад процессордың жергілікті шинасының ішкі жұмыстық жиілігінде мәліметтер блогымен алмасуға қабілетті. SDRAM жад ұяшығы екі тәуелсіз банкке (банк деп аталған) бөлінген, олар процессор жұмысында екеуінің бір-бірімен қосылуын жүзеге  асырады. Банктердің алмасуы процессордың оперативті жадқа жүгіну циклінің санын төмендетеді және ақпараттардың үздіксіз берілуінен алмасу жылдамдығы артады. Мұнымен қатар, синхронды ОЕҚ-да ақпараттарды жылдам жіберу процесінің пакетті (конвейерлі) режимі пайдаланылады, ол кэш-жадыда қабылданады.

Конвейерлі жіберу процесі кезінде, процессорға ұсынысты бірінші адрес бойынша жібергеннен кейін, бұдан әрі ретімен келетін адрестердің келесі сериясы бойынша ақпарат талап етіледі. Осындай жетілдірілген синхронды динамикалық ОЕҚ асинхронды жадтан тезірек әрекет ететін болды және өз параметрлері бойынша статикалық есте сақтау құрылғысына айтарлықтай жақындады.

Технологияның дамуы

(Double Data Rate SDRAM — мәліметтерді жіберудің екі еселенген жылдамдығы) неғұрлым жетілдірілген жадтың жасалуына алып келді. DDR SDRAM ақпараттарды басқару шинасының импульсті сигналдарының алдыңғы фронтымен қатар, артқы фронтымен де жібереді, бұл жиіліктің бір тактісімен мәліметтерді жіберудің екі есе тиімді жылдамдығына жетуге мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта ДЭЕМ-да осы жадтың DDR2 SDRAM модификациясы кеңінен қолданылады, бұл DDR-мен салыстырғанда мәліметтерді таңдау көлемін екі есеге ұлғайтады. DDR2 микросызбасын қуаттайтын күш 1,8 В құрайды. Ол DDR қуат күшімен (2,5 В) салыстырғанда аздау, сондықтан ақпаратты алмасу жиілігінің айтарлықтай артуы көп энергия тұтынуды болдырмайды. ОЕҚ-ның өнімділігіне тек қолжетімділік уақыты ғана емес, сонымен бірге тактілік жиілік параметрі және процессордың жергілікті шинасының мәліметтер разрядтылығы мен жүйелік магистраль да әсер етеді. ОЕҚ және шинаның тактілік жиілігінің бір-бірінен айырмашылығы болмауы керек. Мәліметтер шинасының разрядтылығы (16, 32 немесе 64 бит) процессордың бір рет жүгінуінен ОЕҚ-нан (-на) оқылатын (жазылатын) ақпараттар өлшемін анықтайды. ОЕҚ өнімділігінің жиілік пен разрядтылықты есепке алғандағы интегралды сипаттамасы өткізгіштік қабілеті, ол Мбайт/с-мен өлшенеді. Пакетті алмасу кезінде, бірінші адрес бойынша мәліметтерді оқу үшін жадқа келесі ақпарат келіп түскен кездегі уақыттан көп уақыт қажет болады. Бірінші және келесі түсетін ақпараттар үшін қажетті тактілер саны да ОЕҚ-ның сипаттамасы болып табылады.

ақпараттарды сақтау ұяшықтары триггер болып саналатын статикалықесте сақтау құрылғысында құрылады. Кэш-жады өзінің тез әсер ету қабілетімен, ал CMOS-жад энергияны өте аз тұтыну қасиетімен ерекшеленеді.

Тұрақты есте сақтау құрылғысы (ТЕҚ), немесе ROM (Read Only Memory) ДЭЕМ пайдалану кезіндегі процестерде өзгермейтін ақпараттарды қамтиды.

Ақпараттар ТЕҚ-на микросызбаны өндіру процесінде немесе арнайы құрылғы – бағдарламалағыш көмегімен компьютерге орнату алдында кіргізіледі. ТЕҚ тек ақпаратты оқу режимінде ғана жұмыс істейді және оны қуатты өшіру кезінде сақталуын қамтамасыз етеді. Бірнеше рет бағдарламаланатын ТЕҚ-тің жад ұяшықтары матрицада баған мен қатардың екі координатты линиясын жалғайтын тез ерігіш жалғағыш ретінде саналады. Жалғағыш құрамына өткізгіштер, жартылай өткізгішті диодтар немес транзисторлар кіреді. Матрицаны 0 жазу қажет болатын ұяшық адрестері бойынша бағдарламалау кезінде бағдарламалаушыға ток импульсі беріледі. Оқу адрестері мен линиялары арасындағы байланыс сақталатын ұяшық жадтарында 1 жазылады. Бағдарламаланбайтын ТЕҚ заводта өндіріледі, оның 1 жағдайындағы ұяшықтарға арналған диод немесе транзистор түріндегі координатты өткізгіштері арасындағы үзіліссіз қосылысы болады және 0 жағдайындағы ұяшықтар үшін мұндай байланысы болмайды.

Репрограммалы тұрақты есте сақтау құрылғысы ОЕҚ пен ТЕҚ арасындағы орында орналастырылады және ақпаратты энергияға тәуелсіз сақтауды және оның көп рет өзгеруін (қайта жазылуын) қамтамасыз етеді. РТЕҚ аббревиатурасының орнына «флэш-жад», «қатты денелі жад» және EEPROM (Electrіcally Erasable Programmable Read-Only Memory — электрлі өшіп кететін бағдарланатын ТЕҚ) терминдері де пайдаланылады. РТЕҚ алдын-ала блок бойынша өшірмей тұрып, жеке ұяшықтардың қайта жазылуына жол бермейді. Мұнымен қатар, басқа блоктан тәуелсіз, таңдалған блок ішінен барлық ұяшықтар өшеді. Өшу процесі арнайы өшіру күшінің берілуі арқылы жүреді. Бір ретте өшірілген мәліметтер саны жадтың сызбатехникасы бойынша анықталады және блоктың өлшеміне байланысты болады. Бағдарламалау кезінде мәліметтер РТЕҚ-на бит, байт бойынша немесе сөзбен енгізіледі. Ақпаратты жазу ұяшықтардың нөлге айналуымен орындалады, өшу процесі оларды логикалық 1 жағдайына өткізеді. РТЕҚ- ның соңғы үлгідегі микросызбалары кем дегенде өшу/жазудың 1 млн.циклын орындауға және ақпараттарды өшірілген қуат кезінде де 10 жыл көлемінде сақтауға қабілетті. BІOS бағдарламасын сақтау үшін бұрын ТЕҚ пайдаланылған, ал қазіргі ДЭЕМ-да РТЕҚ-ның микросызбалары пайдаланылады. Ішкі және перифериялық жад құрылғысы әр түрлі болады және төменде келтірілген белгілер қатары бойынша ерекшеленеді:

Сыртқы жад.

Ұзақ мерзімді ішкі толықтырғыштар ретінде (ДЭЕМ-да орнатылған) дәстүрлі түрде, электрлі-механикалық магнитті және оптикалық дисктік толықтырғыштар: орнатылған интерфейстер көмегімен жүйелік тақтаға қосылатын DVD (Dіgіtal Versatіle Dіsk — сандық универсалды диск), CD оптикалық дисктерде (Compact Dіsk — компакт- диск), жұмсақ магнитті дисктерде (ЖМДТ), қатты магнитті дисктерде (ҚМДТ) пайдаланылады. Барлық магнитті және оптикалық дисктердің типтік өлшемдері олардың диаметрімен сипатталады. Магнитті дисктерде гистерезистің тікбұрышты ілмегі бар магнитті материалдар пайдаланылады, ол феритті білікпен аналогы бойынша магниттенудің екі бағытын белгілеп және ажыратуға мүмкіндік береді. Толықтырғыштардағы магнитті материалдың тасымалдаушысы алюминді немесе шыны төсемесі бар, түрлі қоспалы ферромагнитті материалдар қабатымен жабылған қатты және жұмсақ лавсанды дисктер болып табылады Ферромагнитті қабат тізбектелген байланыстырушы заттары бар майда бөлшектерден (домендерден) тұрады және өзі қарапайым магниттер болып саналады. Сыртқы магнитті алаңы жоқ болған кезде домендер ретсіз орналасқан жағдайда болады, алаң оларды бір-бірімен өзара бейтараптандырады, сондықтан дисктің қалған магниттенуі нөлге тең болады. Егер дисктің жоғары бетінің бөлігі магнитті алаңның әсеріне ұшыраса, онда бұл орында бөлшектер белгілі бағытпен орналастырылады, олардың магнитті алаңы бұдан кейін бір-бірінің орнын толықтырмайды, сондықтан бұл учаскеде қалдық магниттену пайда болады, бұған қоса магнитті алаң бағытының өзгеруіне байланысты қалдық магниттену бағыты да өзгереді. Қалдық магнитті алаңның бағытының (белгісінің) бұл өзгеруін арнайы бастиекпен (головка) анықтауға болады. Дискті айналдыра отырып және оған  жергілікті сыртқы магнитті алаңға ауыстырыла отырып, мұндай өзгеріс- терді оның барлық беткі қабатына жазуға болады. Айналып жатқан дискте ауыспалы магнитті алаңды құру үшін жазу мен оқудың магнитті бастиектері пайдаланылады. Мәліметтердің жазылатын биттері дисктің қалдық магниттенуінің полярлығын өзгертетін оң немесе теріс бағыттағы импульс болып есептеледі.

Жазып алатын магнитті бастиек берілген қуатқа сәйкес, магнитті алаңының айырмасын қалыптастырады және бұл кезде оған бағыттың ауысуының жергілікті зонасын біртіндеп орналастыра отырып, мәліметтерді дискке жазады. Ақпараттың жазылған биті аумағының өлшемі домен, бастиек параметрі, жылдамдық және жазу сигналының жиілігіне байланысты болады, бұл жағдайда бастиек пен дисктің жоғарғы беті бір-бірімен ауысады. Оқу бастиегі тек бағыт ауысу зонасында түйісетін нүктелерде ғана беріледі (ақпарат битін белгілейді), яғни дискте қалдық магнитті алаңның айырмасын анықтайды. Оқу бастиегінен түсетін амплитуда өте аз болады, сондықтан сенімді сигнал қалыптастыру үшін күшейткіш құрылғы және мәліметтерді қалпына келтіретін декодтайтын сызба мен кедергілерді бейтараптандыру құрылғылары пайдаланылады. Мәліметтердің әрбір биті тек синхронизация және сақталатын ақпараттың бөлінуіне қажетті белгілердің ауысының қосымша зоналарымен қатар жүреді. Дискке жазуға болатын бағыт ауысу зонасының саны тасымалдағыштар және бастиектер өндірісінің мүмкіндіктері бойынша физикалық тұрғыдан шектеулі болады, сондықтан жинақтағыштарда (накопитель) пайдалы ақпараттар көлемін арттыру үшін FM (Frequency Modulatіon — жиілікті модуляция) негізіндегі MFM (Modіfіed Frequency Modulatіon — модификацияланған жиілікті модуляция) және RLL (Run Length Lіmіted — жазу алаңының ұзындығын шектеумен кодтау) кодтау әдістері пайдаланылады. Кодтауды пайдаланудың негізгі мақсаты бағыттың ауысу зонасының санын мәліметтер көлемін бірге қысқарту және тұрақты магниттелетін учаскелерді тиімді пайдалану болып табылады.

MFM әдісі жұмсақ магнитті дискке жазу үшін пайдаланылады, кезекті ақпараттыңкелесі битін кодтау үшін бұдан бұрынғы бит кодының мәні туралы мәліметтер пайдаланылады.

мәліметтерді тасымалдағыштың беткі қабатындағы магнитті өріс бағытының өзгеруі арасындағы қашықтықтың (жазу өрісінің ұзақтығы) шектелуіне негізделеді, бұл нөлдік биттердің ұзын қатарларының пайда болуына жол бермейді, мұндай қатарлар пайда болған жағдайда ақпарат дұрыс оқылмауы мүмкін . MFM әдісімен салыстырғанда RLL әдісі тиімдірек, дискке ақпараттың жеке биттерін емес, мәліметтердің сандық блогын кодтау есебінен ақпараттарды 1,5 есеге көп орналастыруға мүмкіндік береді, нәтижесінде белгілердің ауысу зонасының саны көлем бірлігіне азаяды.

Қазіргі уақытта магнитті дисктердің сыйымдылығын арттыру және габаритті өлшемдерді азайту үшін жазу және оқу бастиектердің құрылымдық бірлігі болы табылатын әмбебап бастиектер пайдаланылады. Магнитті дискте ақпаратттарды жазу және оқу құрылғысы дисковод немесе привод деп аталады. Магнитті дискке ақпараттар шоғырланған жол (трек) бойымен магнитті бастиек арқылы жазылады және оқылады (3.12 сурет). Шоғырланған жолдар саны және олардың ақпараттық сыйымдылығы диск түріне, дисковод конструкциясы, магнитті бастиек және магнитті жабынды түріне байланысты. Магнитті жабындының қалыңдығы неғұрлым аздау болса, жолдардың бір-біріне әсер етуі соғұрлым аз және мәліметтерді дискке соғұрлым көп жазуға болады. Магнитті дисктер беткі қабаттың төменгі және жоғары жағында жолдары болады және пакетке шоғырлана алады. Дисктің әрбір жолы секторларға бөлінген. Секторлар саны жолдардың саны мен толықтырғыштардың типіне байланысты әр түрлі болуы мүмкін. Мысалы, жұмсақ дисктің бір жолы 18 секторға дейін қамтуы мүмкін, қатты дисктің бір жолы бірнеше жүздеген секторларға дейін қамтиды. Стандартты секторлар 571 байтты сыйымдылыққа ие және магнитті дисктерді физикалық (төмен деңгейлі) форматтау бағдарламасы көмегімен құрылады. Магнитті дискке мәліметтерді жазу үшін оның жоғарғы бетіне белгі қою қажет, яғни форматтау керек. Әрбір сектордың басында және аяғында дискті форматтау кезінде қызметтік мәліметтерді жазу үшін шекаралары анықталатын қосымша аумақтар құрылады.

3.12 сурет. Магнитті дисктің жоға- ры бетінің құрылысы (белгілері):

Әрбір жолдардағы секторлар арасында аралас секторлардың мәліметтерін кенеттен өшіп қалудан қорғайтын аралық болады. Сондықтан, формат- талғаннан кейін сектордың мәліметтерге қатысты қолжетімді сыйым- дылығы 512 байтқа дейін төмендейді және дисктің жалпы көлемі азаяды (мысалы, 1,6 Мбайт сыйымдылықтағы жұмсақ диск форматталғаннан  кейін, қолданушыға сыйымдылығы 1,6 Мбайт қолжетімді болады). Толықтырғыштар мен ОЕҚ арасында мәліметтер алмасу секторлардың бүтін сандарымен біртіндеп жүзеге асырылады. Дисктің ортасынан бастап бірдей қашықтықтықта жатқан магнитті жолдарының жиынтығы

Жұмсақ екіжақты дискте бір цилиндрге екі жолдан келеді (дисктің жоғары және төменгісі); қатты дискте пакетте 10 магнитті дискке дейін жиналуы мүмкін, сондықтан бір цилиндрге 20 жолдан келеді. Жолдар арасында өзара бөгетті болдырмау үшін арнайы белгіленген қорғаныс аралықтар болады. Дискеттегі мәліметтер үнемі кластердің белгіленген санына еселенген файлдарда сақталады.

Кластер

Жұмсақ магнитті дисктер немесе флоппи-дисктер барлық уақытта ақпаратты резервті көшірме жасаудың негізгі және ең қолжетімді құралы ретінде, сонымен қатар мәліметтерді дербес компьютерлер арасында алмасу үшін пайдаланылды. ДЭЕМ-да жұмсақ дисктің екі типтік өлшемі: 5-дюмдік (133 мм) және 3- дюмдік (89 мм) өлшем пайдаланылады. 3,5-дюмді дискетке деген қажеттілік жыл өткен сайын төмендеуде, ал 5,25-дюмдік диск шығару оның сыйымдылығының аздығына және дисковод көлемінің үлкендігіне байланысты әлдеқашан тоқтатылған. Диаметрі 133 мм дискеттер иілгіш тығыз қағаз конверттер (футляр) ретінде саналды, оған тозуға төзімді ферромагнитті қабатпен жабылған жұмсақ лавансты ақпарат тасымалдағыш орналастырылған. Футлярда дисктің дисководта айналуын қамтамасыз ететін орталық ойығы, дисктің беткі қабатын магнитті бастиекпен байланыстыратын терезесі және ақпаратты жазуға және оқуға тыйым салатын оқшаулағышы (мысалы, жабысқақ лента жабыстыру), бүйір жағында кішкене ойығы болды. 89 мм диаметрлі дискеттің конструкцияға ұқсас, бірақ пластиктен жасалған неғұрлым қатты футляры болады, оған қоса ол қоршаған ортаның қолайсыз әсерінен жақсы қорғалған (3.13 сур).

Дискеттің беткі қабатының зақымдалудан қорғау үшін ақпаратты оқу/жазу терезесі серіппелі металл пердешемен жабылған, ол дискетті дисководқа салған кезде ашылып, бастиекті дисктің магнитті бетіне жетуін қамтамасыз етеді. Жұмсақ диск арнайы жабындымен қорғалады, ол дисктің магнитті қабатын және оған жазылған ақпаратты кірден, шаңнан, судан, майдан, саусақ іздерінен және кейбір ерітінділерден сақтайды. Футлярдың келесі бетінде орнатылған тесігі бар металл шайбамен дөңгелек ойық жасалған, бұл жұмсақ дисктің дисководта айналуын қамтамасыз етуге арналған. Жазуды блокадалау дискке, футлярдың сол жақ бұрышына орналасты- рылған, арнайы ажыратып-қосқыш (пластикті жапқыш) арқылы орнаты- лады. Диск жазудан терезе ашық кезде қорғалады; егер жапқыш терезені жабатын болса, онда жазуға рұқсат етіледі. Футлярдың оң жақ төменгі бұрышында дисковод датчигімен дискеттің тығыздық деңгейін анықтайтын ойық болады. Егер дискет типіндегі датчик ойығы қорғаныс ойығына қарама-қарсы орнатылған болса, онда дискет сыйымдылығы 1,44 Мбайтты құрайды. 2,88 Мбайтты аса жоғары сыйымдылықты дискетте ойық дискеттің жоғарғы бөлігіне жылжытылған. Дискеттердің жұмыс қабілеттілігі 5°C-ден 50°C-ге дейінгі темпера- турада сақталады.

Қатты магнитті дисктерде толықтырғыштар көбінесе, дисководта орналастырылады, бірақ бірнеше дисктен тұратын ауыстыратын картриджі бар перифериялық құрылғы да болады, мысалы,Jaz желісі. Жазу/оқу бастиектері ауыстырмалы картридж немесе дисководта болады. Қатты дисктердің неғұрлым кең тараған типтік өлшемдері мыналар: көлемі 2 Гбайттан асатын 3,5; 2,5; 1,8 және 1. Қатты дисктердің сыйымдылығын арттыру үшін түрлі жолдарда секторларды ауыспалы сандарымен форматтайды. Сыртқы цилиндрлер шеңберінің ұзындығынан көбірек ақпаратты қамтиды, сондықтан оған ішкі цилиндрмен салыстырғанда секторлардың көбірек саны форматталады. ДЭЕМ-да қатты магнитті дисктерді пайдаланудың қолайлылығы үшін бірнеше логикалық дисктерге (томдарға) бағдарламалық құралдармен жиі бөледі, мысалы жүйелік аумақты пайдаланушы файлдардан бөлу үшін. Бұл үшін операциялық жүйе көмегімен жоғары (логикалық) деңгейдегі форматтау пайдаланылады. Қатты дисктерде мәліметтерді сақтауды және атау беруді ұйымдастыру үшін ақпаратты физикалық сақтау форматын анықтайтын және оның атрибуттарын (мысалы, файл атауы, өлшем, тек оқу үшін, жүйелік) операциялық жүйемен байланыстыратын файлдық жүйе пайдаланылады.

Алғашында көптеген файлдық жүйелер

(Fіle Allocatіon Table — файлдарды орналастыру кестесі) негізінде құрылды: FAT 12, FAT 16, FAT 32 (кластер нөмірімен тағайындалған код разрядтылығымен ерекшеленеді); олар қазіргі уақытта белгілі барлық операциялық жүйелермен басқарылды. ДЭЕМ-да кеңінен таралған файлдық жүйе 16 Мбайтқа дейінгі сыйымдылықтағы бөлімдерде (мысалы, жұмсақ дисктерде) пайдаланы- латын ҒАТ 12 және қатты дисктермен жұмыс жасайтын кезде пайдала- нылатын, том көлемі 512 Мбайттан 2 Тбайтқа дейінгі FAT32 (Fіle  Allocatіon Table 32-bіt — файлдарды орналастырудың 32 разрядты кестесі) жүйелері болды. FAT файлдық жүйесіндегі әрбір логикалық диск жүйелік (қызметтік) аумақтан тұрды, ол өз ішінде жүктеме секторын, файлдарды орналастыру және түбірлі каталог кестесінің екі көшірмесі (тоқтап қалудан қорғау), сонымен қатар мәліметтер (кластерлер) аумағын қамтиды. ҒАТ-та қуатталатын кластердің максималды өлшемі 32 Кбайтты құрайды. Жүктеме секторы қатты дисктегі (цилиндр 0) бірінші сектор болып табылады, ол дисктегі бөлімдер тізбегінен тұрады.

Файлдарды орналастыру кестесі жеке файлдар орналастырылған кластерлер нөмірінің тізімі түрінде ұйымдастырылған. Әрбір кластерлер үшін кестеде оның жағдайы көрсетіледі: кемшілігі бар, бос, нақты файлға және оның соңғы бөліміне қатысты болуы. Файл өшірілген кезде, оның барлық кластерлері бос кластер ретінде белгіленеді, бірақ ол жердегі мәліметтердің өзі өшпейді. Олар тек басқа мәліметтердің жазбасымен орын ауыстырып жойылады. Файлдарды орналастыру кестесі өте маңызды, онсыз қажетті кластерден файлдарды жинау мүмкін емес, әсіресе егер файл кластерлері ретпен емес, арасында өзге файлдар орналасқан аралық арқылы жазылады. Сондықтан, аса сенімді болу үшін файлдарды орналастыру кестесі екі рет жасалады.

Түбірлі каталог

Кез-келген логикалық дисктің мәліметтер аумағы түбірлі аумақтан соң орналасады. Бұл аумақта ішкі каталогтар және мәліметтің өзі орналасқан. Ол файлдарды орналастыру кестесінің және түбір каталог көмегімен бақыланады. Компьютердегі барлық қатты дисктер томының саны 24-ке жетуі  мүмкін (С-дан Z-ке дейінгі латын алфавитінің әріптерінің санымен шектелген), сондықтан ДЭЕМ-да саны 24-тен аспайтын, ал томдарының саны әр түрлі болып келетін қатты дисктерде бірнеше жинақтағыштар пайдаланылады.

Соңғы уақытта

(New Technology Fіle System — жаңа технологияның файлдық жүйесі) файлдық жүйесі FAT32 жүйесін қолданыстан ығыстыра отырып, өзі кең өріс ала бастады. Оның логикалық диск көлемі шектелмеген. Диск NTFS дискі шартты түрде екі бөлікке бөлінеді. Дисктің бірінші бөлігі MFT (Master Fіle Table — файлдардың жалпы кестесі) қызметтік зонасымен қайтарылады – барлық файлдар үшін орталықтандырылған каталог. MFT зонасы файлдарды іздеуге қажетті жеке жазуларға бөлінген. Дисктің қалған көлемі файлдарды сақтау үшін бөлінеді. NTFS 64 Кбайтқа дейінгі кластер өлшемімен жұмыс істейді, бірақ негізінен, ең тиімді болып саналатын 4 Кбайтты кластер өлшемі пайдаланылады.

NTFS файлдық жүйесі жетілдіріле түскен, үлкен өлшемді файлдармен жұмыс істейді және қауіпсіздік құралы бар: файлдарды автоматты түрде құпиялау және жариялауды қамтамасыз етеді, ДЭЕМ-ды ұжымдық түрде пайдалану үшін логикалық дискті пайдалануда түрлі мүмкіндіктерді (мысалы толықтай қолжетімділік немесе тек оқу) орнатуға жағдай  жасайды. Файлды қатты дискке жазу барысында одан кейбіреулері фрагмент- теледі, яғни кластер дискісінің барлық жері бойынша жайылып кетеді. Кластердің қатты дискісінің барлық жеріне таралып сақталып тұрған файлдар фрагменттелген файлдар деп аталады.

, яғни ақпарат кластерде еріксіз орналасады, келесісі бірінің соңынан бірі орналасады. Мұнымен қатар, файлдар дискте үздіксіз аумақты алған кезде, бастиек және диск желілерінің тозуы баяулайды. Файлдарды үнемі қосып отыру, ауыстыру немесе жою файлдардың фрагменттелуіне алып келеді, бұл олардың өңделу жылдамдығын баяулатады, сондықтан пайдаланушыға қатты дискке тұрақты түрде дефрагментация жүргізіп тұру қажет.

Оптикалық дисктер диаметрі 120 және 80 мм, қалыңдығы 1,2 мм металл шағылыстыратын жабындысы және дәл ортасында 15 мм диаметрлі ойығы бар,таңбаланған айқын поликарбонатты негізден тұрады (3.14 сурет). Ақпарат оптикалық дискте дисктің ішкі жағынан басталып, сыртқы жағынан аяқталатын бұрамалы жолға жазылады, сондықтан диск көлемі жол ұзындығымен немесе оның орамдарының санымен анықталады. Бұрамалы жол бір-бірінен қалып қалған шағылысатын тегіс метал алаңдардың реттілігімен құрылады, бұл металл алаңдар бөліктерге бөлінген, олар штрих деп аталады (учаскелері шағылыспайтын), олардың ұзындығы екі өлшемді болып, 0 және 1 биттерді кодтауға мүмкіндік береді.

металл қабат;

Диск аймағының төменгі бөлігі зақымданудан мөлдір негіз арқылы, ал жоғарғы жағы жұқа полимерлі жабындымен қорғалған. Оптикалық дисководта ақпарат жолдан диск жолына жиналатын лазерлі сәулемен оқылады және диск аймағының металданған қабатынан шағылыса отырып, фотоқабылдағышқа түседі. Дискке ақпарат жазу лазермен жүзеге асырылады, бірақ жаппай өндіріс кезінде оптикалық дисктер штамповкамен немесе жазылған ақпараты бар (мысалы, бағдарламалық қамтамасыз ету, видео- және  аудиомәліметтермен) эталонды мастер-диск деп аталатын диск негізінде алынған түпнұсқалық металл матрицаны пайдалана отырып қысу арқылы дайындалады. CD және DVD белгілері оптикалық дисктердің өзіне ғана емес, олардың желісінің (дисковод) құрылғысына да қатысты болады. DVD дисководтары кәдімгі CD компакт-дискті оқып, жаза алады. DVD-ның негізгі ерекшелігі бағдарламалық және кез-келген өзге ақпарат үшін әмбебап сандық форматты пайдалануы болып табылады. DVD-дисктер жоғары сапалы видеоматериалдар, музыкалы файлдар, сандық фотосуреттер және CD дискке қарағанда, айтарлықтай үлкен көлемдегі өзге де ақпараттарды (мультимедиялық мәліметтерді қоса отырып) қамтиды. DVD-дискте мәліметтерді тығыздау штрихтер ұзындығын азайтумен, айналым қадамдарының азаюына байланысты орын алатын жолдардың ұзындығының артуымен және екі қабатты, екі жақты жазуды қабылдаумен қол жеткізіледі. Алюминді жабындысы бар бір жақты бір қабатты дисктердің неғұрлым кең таралған ақпараттық сыйымдылық: CD — 700 Мбайт; DVD — 4,7 Гбайт. Екі қабатты жазуы бар бір жақты DVD диск 8,5 Гбайт; жазудың бір қабаты бар екі жақты диск – 9,4 Гбайт; жазудың екі қабаты бар екі жақты диск 17,1 Гбайт сыйымдылыққа ие. Екі жақты дискті пайдалану кезінде оны дисководта айналдыру керек. Бір жақты екі қабатты DVD диск, дисктің бір жағында тұратын ақпараттың жазылған екі қабатынан тұрады. Сыртқы қабат жартылай мөлдір шағылысатын материалдан жасалады, сондықтан лазерлі сәуле қабат арасынан өтіп, ақпаратты ішкі қабаттан оқиды. Ақпаратты бөлу үшін дисктің түрлі қабаттарына жолдарды форматтаудың түрлі әдістері пайдаланылады: бір-біріне параллель және ішкі қабатта дисктің шетінен басталатын керісінше спираль бойынша. Лазерлі сәуле ақпаратты сыртқы қабаттан оқи отырып, алдымен дисктің ортасынан бастап шетіне қарай жылжиды, сосын қозғалыс бағытын кері бағытқа өгерте отырып, ішкі қабатқа өтеді. Ішкі қабат

жартылай мөлдір алтын үлбірлі қабатпен жабылған, ол осы қабатта тоғысатын лазерлі сәулемен шағылысады және төменгі қабатта тоғысқан сәулені өткізеді. Екі қабатты диск бір қабатты дискке қарағанда екі есе көп ақпаратты қамтиды. Екі жақты екі қабатты DVD дисктің әрбір жағында екі қабатты жазу болады, ол сақталатын ақпараттың көлемін арттырады.

HD DVD бір қабатты диск 15 Гбайт, екі қабаттысы – 30 Гбайт сыйымдылыққа ие, үш қабатты диск 45 Гбайтқа дейін сақтайды, төрт қабатты диск – 100 Гбайтқа дейін. ДЭЕМ-да кеңінен қолданылатын оптикалық дисктерде жазбалардың түрлі форматтары болады және төмендегідей топқа бөлінеді:

Қайта жазылмайтын CD-ROM (Compact Dіsk Read OnlyMemory — тек оқуға арналған компакт-диск) дисктер және аналогтық DVD-ROM бір жақты немесе екі жақты жұқа шағылысатын металл қабаттан тұратын пластикті дисктер болып табылады. Бір жақты дисктің барлық жоғары бөлігінде этикетка түріндегі маркасы болады; екі жақты дискте оның атауы ойықтың жанында сақиналы жіңішке беткі қабатта келтіріледі. Мәліметтерді жазу үшін ДЭЕМ-да бір реттік СD-R ^D RecordabІe — жазылатын компакт-диск), DVD-R/DVD+R және бірнеше реттік CD/RW (ReWrіtable — қайта жазылатын компакт-диск), DVD-RW/DVD+RW, DVD- RAM біржақты оптикалық дисктері басымырақ пайдаланылады. DVD-R/VD+R и DVD-RW/ DVD+RW оптикалық дисктерінің жазба стандарттары әр түрлі болады, сондықтан қазіргі заманғы барлық дисководтар оқиды, бірақ барлығы бірдей жаза бермеуі мүмкін. Бір рет жазылатын дискте шағылысатын қабат негізінен, күміс немесе алтын үлбірлі қабаттан жасалған, ал олардың арасы және поликарбонатты негіз қыздырған кезде қараятын белсенді органикалық материалдан жасалатын тіркеуші қабат орналасқан. Жазу процесінде лазер сәулесі спираль бойынша қозғала отырып, органикалық затты штрих мөлдірлігін өзгерте отырып, шамамен 300°С температураға дейін қыздырады. Бұл учаскелерді қыздырғаннан кейін жолдағы беткі қабаттар сәуленің шағылысатын қабатқа өтуін тоқтатады және оқу кезінде кәдімгі компакт- дисктегі көтерілім ретінде қабылданады.

Көп реттік қайта жазылатын диск лазер әсерінен өзінің фазалық жағдайын өзгертетін және поликарбонатты негіздің жоғары жағында орналасқан (оның келесі бетінде лазердің дәл түсуіне арналған толқынды бұйра жол бар) қабаттан тұрады. Шағылыстыратын қабат ретінде алюминді жабынды пайдаланылады. Жазу кезінде лазер жол бойымен жылжи отырып, қабаттардың жергілікті нүктелерін 700°С температураға дейін қыздырады, бұл кезде лазер, суығаннан кейін сақталатын шағылмайтын учаскелер қалыптастыра отырып, штрих бойынша қабаттарды аморфты жағдайға жетізеді. Дисктегі ақпараттарды өшіру үшін қабат бастапқы кристалды жағдайға өтеді – лазер қабатты тек ауыспалыдан төмен температураға дейін (шамамен 200°С) қыздырады және материалдың шағылысатын құрамы жолдардың барлық бөлігінде қалпына келтіріледі. CD-R, CD-RW оптикалық дисктері 700 Мбайт стандарты сыйымдылығына; DVD-RW, DVD-RAM — 4,7 Гбайт сыйымдылығына ие. Жазу циклдерінің саны қайта жазылатын дисктердің беткі қабатының шағылыстыру қабілетіне байланысты және бірнеше ондаған мыңға жетуі мүмкін. Оптикалық дисктер негізгі үш зонадан тұрады: ішінде ақпараты жоқ дискті орналастыру зонасымен орталық ойық; жазылған мәліметтер аумағы және бастапқы адрестер, барлық файлдардың ұзындығы және мәліметтер аумағының жиынтық ұзындығы сақталатын нөлдік зона – дисктің мазмұны. Қайта жазылатын дисктерге дисктің сапалы жазуы үшін қажетті болып табылатын лазер қуатын анықтауға арналған, қуат калибровкасының аумағы және жазу сеансы аяқталғаннан кейін нөлдік зонаға қайта

жазылатын, мазмұнның уақытша кестесін сақтау аумағы қосылады. Оптикалық дисктердің жұмыс температурасының диапазоны 10...90 % ылғалдылық кезіндегі -5°С-ден +55°С-ге дейінгі температурадан тұрады. Оптикалық дисктер (дұрыс пайдаланған кезде) өте ұзақ мерзімге жарайды, температураның циклдық өзгеруіне төзімді, оған магнитті және электрлі өріс әсер етпейді, олар файлдарды тез табуды жүзеге асырады, бұл бағдарламалар мен мәліметтердің резервті көшірмесін жасау кезінде өте қолайлы әдіс болып табылады. Перифериялық жинақтағыштар. Перифериялық жинақтағыштарға дисктік, ленталық және қатты денелі (флэш-жад) толықтырғыштар жатады, олардың құрамына жүйелік блок кірмейді және ДЭЕМ-ға перифериялық құрылғы сияқты ішкі порттарды пайдалана отырып қосылады. Қазіргі кезде неғұрлым кең таралған қосылғыштар қатарына USB, SCSІ, SAS және FіreWіre интерфейстері жатады.

ДЭЕМ-ның перифериялық жинақтағыштарында ауыстырылатын магнитті және магнитті-оптикалық дисктер қолданылады, бірақ олар өте сирек пайдаланылады, оған бастиекті кәдімгі және оптикалық түрде орналастырумен қамтамасыз етілетін жазу процесі жоғары деңгейде тығыз болып келетін, жұмсақ алмалы-салмалы магнитті Бернулии дисктері жатады. Бернулли эффектілі жұмсақ дисктер технологиясы бойынша 3,5 дюмді Zіp және LS (Laser Servo mechanіsm — лазерлі сервомеханизм жинақтағыштары шығарылады, олар пластик футляр – картридждерде орнастырылады. Zіp дискісі 100 және 25 Мбайт сыйымдылықпен шығарылады, ал U- образды түрдегі жаңа картриджге өтуіне байланысты олардың көлемі 750 Мбайтқа дейін артты. LS дискісі кәдімгі 3,5 дюмді дискет өлшеміндей болып келеді, бірақ неғұрлым қатты конструкциямен орналасып, мәліметтерді жазу/оқудың оптикалық және магнитті біріккен технологиясын пайдаланады. Ақпаратты сақтаудың жоғары тығыздығы дискте лазерлі сәулемен түскен және магнитті бастиектің оптикалық дәл орналасуын қамтамасыз ететін арнайы сервожолдардың болуымен қол жеткізіледі. Ақпарат дисктің ферромагнитті қабатына дәстүрлі магнитті тәсілмен жазылады. ДЭЕМ-да өлшемі 3,5 және 5,25 дюмді, көп рет қайта жазылатын ақпарат тасымалдағыш пайдаланылды, ол қолданысқа көп енгізілмеді. Магнитті- оптикалық дисктің жоғары бетіне қалыпты жағдайда магнитті емес заттан қабат түсіріледі, мұндай жағдайда ақпарат магнитті бастиекпен тек оны жоғары температураға дейін қыздырғанда ғана жазылуы мүмкін. Мұндай температура ұзақтығы аз қуатты лазер импульсімен орын  алады. Ақпаратты өшіру кезінде лазер магнитті-оптикалық диск учаскесін шамамен 200°C температураға дейін (Кюри нүктесі) қыздырады және диск бетіне түсірілген зат магнитті өріске сезімтал бола бастайды. Дисктің қыздырылған зонасында ақпаратты, қалыпты температурасы бар дисктің өзге бөліктеріне әсер етпей, бастиектің магнитті өрісімен өшіруге немесе жазуға болады. 0 жағдайындағы дисктегі орын 1 жағдайындағы аумақ поляризация бұрышынан өзгешелігі бар поляризация бұрышының сәулесімен бейнеледі. Ақпаратты оқу қуаты аз лазер сәулесімен орындалады. Ақпаратты оқу кезінде диск бетіне лазер сәулесінен бейнеленетін поляризация векторы өзінің бағытын бірнеше градусқа өзгертеді (белсенді қабаттың магниттенген учаскесінің ориетанциясына байланысты).

Поляризацияның өзгеруі, сәйкес келетін фотодатчикпен қабылданады.

Қалыпты климаттық жағдайда диск магнитті өріске сезімталдығы болмайды және мәліметтерді шамамен 30 жылға дейін сенімді сақтай алады. 5дюмді магнитті-оптикалық дисктің сыйымдылығы 10 Гбайттан, 3 дюмді диск 2 Гбайттан асады. ЭЕМ-да көп мөлшердегі ақпараттарды резервтік көшіру және архивтендіру үшін арнайы кассетаға (картридж) оралып салынған магнитті лента пайдаланылады. Ақпаратты жазу және оқу кезінде магнитті лентаның желілері ретінде лентатартқыш механизм – стример (streamer — ұзын жіңішке лента) пайдаланылады. Мәліметтерге ерікті қолжетімді дисктердегі жинақтағыштардан айырмашылығы стримерлер лентаға орауды қажет ететін ақпараттарды қайталап оқу үшін біртіндеп қол жеткізілетін құрылғы болып табылады. Өзінің құрылымдық ерекшелігіне қарамастан, барлық ленталық құрылғыларда орта есеппен 2:1 мәліметтерді бағдарламалық тұрғыдан сығуды қосып атқаратын, жазудың екі базалық аппаратты әдісі (линиялық және көлбеу-қатарлы магнитті жазу) пайдаланылады. Линиялық магнитті жазу кезінде ұзындығы бойынша орналасқан параллельді жолдардың көптеген саны бар жалпақ лента және көп каналды қозғалмайтын магнитті бастиек пайдаланылады (кассеталы немесе катушкалы магнитофондағыдай). Көлбеу-қатарлы жазуы бар стримерде (спираль ұңғы, диагональ жазу) бірнеше бастиектер видеомагнитофондағыдай, лента  бұрышына орналасқан айналдырмалы цилиндрде орнатылады. Жазу және оқу процесі кезінде лента аздаған жылдамдықпен (секундына бірнеше сантиметр) бір бағытта қозғалады (оқу-жазу бастиегінің жоғары жылдамдықта айналатын блогының жанынан). Қазіргі уақытта ені 4,0...12,7 мм ленталарда бірнеше гигабайттан жүздеген терабайтқа дейінгі ақпараттар көлемін сақтауға мүмкіндік беретін түрлі жазу технологиялары мен форматтары бар. Кассетаның (картридждің) ақпараттық сыйымдылығы лентаның ұзындығы мен еніне, жолдардың саны және мәліметтерді жазу әдісіне байланысты. Лентаның ұзындығы 90...350 м.құрауы мүмкін, ал жолдар саны жүзден асуы мүмкін. ДЭЕМ-да резервтік көшірме жасау үшін, линиялық жазбасымен QІC (Quarter Іnch Cartrіdge — төрт дюмді картридж) және көлбеу-қатарлы жазбасымен DAT (Dіgіtal Audіo Tape — сандық аудиолента) пайда- ланылады, бірақ бұлар өте сирек және шектеулі түрде қолданылады. Соңғы жылдары РТЕҚ микросызбасы негізінде құрастырылған қатты денелі малогабаритті ақпарат тасымалдағыштар: USB Flash Drіve және флэш – жад картасы және жадтың көлемі 960 Гбайтқа дейінгі 1,8;

өзінің ықшамдылығына, файлдарды қайта жазудың жеңіл орындалуына және көп көлемде ақпарат сақтай алу мүмкіндігіне (128 Гбайт дейін) байланысты жиі пайдаланылады. ДЭЕМ-ға қосқан кезде мұндай жинақтауыштармен логикалық дисктердің келесі атауы автоматты түрде беріледі.

Жады картасы (флэш-карта) қазіргі уақытта кең қолданысқа ие, себебі олар тұрмыстық техниканың барлық түрлері – сандық фотоаппараттан бастап дербес компьютерлердің түрлі типтеріне дейін пайдаланылады (3.16 сур.). Флэш-карталардың кең таралған түрлеріне CompactFlash, MultіMedіa Card, Secure Dіgіtal және Memory Stіck флеш-карталары жатады. CompactFlash (CF) флэш-жады құрылғысы ең жоғарғы сыйымдылыққа ие және екі түрге бөлінеді: Type І және Type ІІ, олар корпустарының қалыңдығы бойынша ажыратылады (3,3 және 5 мм). Картаның өзге өлшемдері 42,8х36,4 мм. құрайды. CompactFlash Type І картасы екі типтік өлшем слотына, CompactFlash Type ІІ картасы тек CompactFlash Type ІІ слотына орнатылады.

CompactFlash жадтың ІDE интерфейсті 50-контактылы жалғағышы болады, мәліметтерді оқу жылдамдығы 8 Мбайт/с, жазу жылдамдығы 6,6 Мбайт/с, көлемі – 256 Мбайттан 32 Гбайтқа дейін. MultіMedіa Card (MMC) стандартының картасы өте кіші өлшемді болып келеді – 24x32x1,4 мм, көлемі 2 Гбайттан көбірек. Құрылғыда 7  контактылы интерфейс және 1,8...3,0В қуатты диапазонында жұмыс қабілеттілігін сақтайтын РТЕҚ пайдаланылады. MMC — Secure MMC түрлілігі жазу процесінде жадтың ішіндегісін кодтауға мүмкіндік береді. Secure Dіgіtal (SD) жад картасы ММС-қа ұқсас, көлемі де соған ұқсас болып шығарылады, алайда қалыңдығы (2,1 мм) және контактылер саны (жетінің орнына тоғыз) бойынша аздап өзгешелік болуы мүмкін. SD картасының жалғағышының өзінің спецификасы болады, оған ішкі контактылы группа – жазуды қорғайтын пластикті ауыстырып-қосқыш қарастырылған. Картаның мәліметтер алмасу жылдамдығы 900Кбайт/с-дан 22,5 Мбайт/с құрайды. Жеке құрылғыларда SD картасын ММС-ке ауыстыруға болады. Memory Stіck кәдімгі картасының өлшемі – 21,5 x 50 x 2,8 мм, ал максималды сыйымдылығы – 128 Мбайт. Жаңа карталардың өзге түрлері (Memory Stіck Pro, Memory Stіck DUO, Memory Stіck Pro DUO и Memory Stіck Mіcro) үлкен көлемдегі – 32 Гбайтқа дейінгі ақпараттарды сақтауға арналған. Memory Stіck DUO және Memory Stіck Pro DUO флэш-карталары аз көлемдерімен ерекшеленеді (20 x 31 x 1,6 мм), алайда оларды жадтың өзге түрінің слотына қосу үшін арнайы жалғастырғаш тетік (переходник) қарастырылған. Үстелдік ДЭЕМ және ноутбуктерге олар арнайы құрылғы – картриждер арқылы қосылады; қалта компьютеріне слот арқылы қосылады. SSD жинақтағыштары жүйелік тақтаға SATA және PSІ Express интерфейс- терінің көмегімен қосылады. Барлық қатты денелі тасымалдағыштар 1 млн.дейінгі жазу циклын қамтамасыз етіп, ақпаратты қуат өшіп тұрған кезде де 10 жылға дейін сақтайды.

3.2.4.Енгізу-шығару базалық жүйесі ДЭЕМ құрылымы мен құрамы үнемі жетілдіріліп отырады. ДЭЕМ комплектісінің элементтер параметрінің түрлілігіне қарамастан, бұрынғыдай бір типті (стандартталған) аппаратты тораптардан тұрады, өйткені ол ашық архитектура қағидасына сүйенеді. Сондықтан дербес компьютерлердің аппаратты тораптарының номенклатурасын жаңарту немесе кеңейту жұмысы құрылғыны ауыстырмай-ақ (мысалы, жад көлемін және енгізу-шығару порттарын ұлғайту) немесе бұрын орнатылған жабдық- ты қазіргі заманғы құралдармен (мысалы, клавиатура мен жинақтағышты қатты дискте ауыстыру) алмастырып та жүргізуге болады. ДЭЕМ құра- мының бөліктері өзгерген жағдайда, оның сенімді жұмысын қамтамасыз ету үшін, оны құрастыру және пайдалану процесінде ДЭЕМ-ді бірыңғай есептегіш жүйемен байланыстыратын арнайы құрылғысы болуы қажет.

ол нақты ДЭЕМ аппаратуралық жүзеге асыру ерекшелігі мен пайдаланылатын операциялық жүйенің стандартты талаптары арасында жалғыз аралық және байланыстырушы тізбек болып табылады. Тура осы енгізу-шығару базалық жүйесі ОЖ-ге компьютерде, олардың аппаратты жүзеге асырылудағы түрлілігіне қарамастан, жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Компьютердің енгізу-шығару базалық жүйесі, тұтас алғанда, әрқайсысы ДЭЕМ-ның нақты тақтасына жалғасқан бірнеше микросызбаларда сақтала- тын бағдарламалардың бөлінген кешені болып есептеледі. Бұл бағдарлама- лар компьютердің бастапқы қосылған кезінен бастап операциялық жүйеге дейін, оның жұмысын аппаратты ортада дайындай отырып орындалады. BІOS негізгі (басты) бағдарламалық коды РТЕҚ-ның жүйелік тақтада орналасқан микросызбасында болады, бірақ кейбір адаптерлерде (видеокарталарда міндетті түрде) өзінің аналогты микросхемалары орнатылуы мүмкін. Олар енгізу-шығару базалық жүйесінің ішкі бағдарламаларынан және ДЭЕМ аппаратты тораптарының (мысалы, компьютердің қосылған кездегі монитор жұмысын қамтамасыз ететін видеокарта) жұмысы үшін қажетті

драйверлерден (drіver — басқарылатын бағдарлама) тұрады. Әрбір драйвер операциялық жүйе мен нақты құрылғы арасында мәліметтер ағынын және байланысты басқарады. Жүйелік тақтаның енгізу-шығару негізгі базалық жүйесі ДЭЕМ-ның бастапқы іске қосылуында әрекет ететін кез-келген адаптердің РТЕҚ-на жазылған бағдарламаны автоматты түрде орындайды. ДЭЕМ-ның бастапқы жүктемесінде әрекет етпеген құрылғыда, әдетте BІOS болмайды, ал олардың драйверлері операциялық жүйенің қатты дискінен жүктеледі.

Жүйелік тақтаның BІOS драйверлерін ДЭЕМ негізгі аппараттық қамтамасыз етуді орындауға қажетті негізгі құрылғыларды ғана (клавиатура, дисковод, бірізді және параллельді порттар т.б.) жұмысын қамтамасыз ете алады. Жүйелік BІOS ДЭЕМ туралы қызметтік ақпараттар базасын басқарушы, сонымен қатар операциялық жүйенің бастапқы бағдарламалық инициа- лизациясы деп санауға болады, ол басты тақтаның апаратты құралының конфигурациясы туралы ақпаратты өзгертеді және сақтайды, BІOS ДЭЕМ-ны қосу және қайта қосу кезінде басқарады, жүйелік тақта мен компьютердің негізгі бөліктерін (видеоадаптер (BІOS орнатылған бағдарламасының көмегімен), клавиатура, дисктерді бақылаушы және енгізу-шығару порттары) тесттен өткізеді, тақтаның жүйелік логикасын күйіне келтіреді және қатты дисктен операциялық жүйенің ОЕҚ-на жүктеледі. Операциялық жүйенің жұмысы кезінде BІOS іс жүзінде қолданылмайды. Plug and Play спецификасына сәйкес келетін құрылғының бірыңғай сәкестендірілген нөмірі болуы тиіс, бұл нөмір арқылы құрылғыны анықтауға және ол үшін қажетті драйверлерді орнатуға болады. BІOS ДЭЕМ-ның автоматты конфигурациялану процесінде бұрын орнатылған құрылғыны инициалдайды, ал жаңа құрылғы болған жағдайда арнайы өтінім жібереді, өтінім жауабы ретінде қайта енгізілетін құрылғы өзінің идентификаторы туралы ақпаратты хабарлайды. Егер BІOS өзінің ресурстары көмегімен қосылған құрылғыға конфигурация жасай алмаған жағдайда, онда бұл процесс тоқтайды, өңделу жалғасады, альДЭЕМ-ның соңғы конфигурациялануын операциялық жүйе атқарады. ДЭЕМ-ның жеке параметрлері мен конфигурациясын қолмен орнату үшін клавишті немесе клавиштің белгілі бір комбинациясын басу арқылы POST бағдарламасының орындалу уақытында шақырылатын

Setup BІOS

утилитасы қолданылады (экран загрузкасының басында ереже бойынша, клавиш атауы жазылады, оның іске қосылу үшін осы клавишті басу керек). Setup BІOS-ке қолджетімділік құпиясөзбен қорғалуы мүмкін, құпиясөз (пароль) офиске арналған ДЭЕМ-да администратор арқылы, ал үй жағдайындағы компьютерге пайдаланушы арқылы орнатылады Setup BІOS қосылғаннан кейін ДЭЕМ мониторында негізгі мәзірі бар экран пайда болады. Негізгі мәзірдің құрамы жүйелік тақтаның үлгісіне байланысты болып, түрлі бөлімдерден тұруы мүмкін, бірақ баптау (настройка) параметрлері бірдей болады.

Осы мәзірдің неғұрлым көп кездесетін бөлімдерін қарастырайық. M a іn б ө л і м і ( н е г і зг і п а р а м е т р л е р ) аппаратты қамтамасыз ету ресурстарын бөледі. Оған жүйелік күн және уақыт, жұмсақ және қатты дисктердің саны мен параметрлері, администратор (Supervіsor) және пайдаланушының (User) құпиясөзі орнатылады және BІOS нұсқасының нөмірі, процессордың типі мен жұмыс жиілігі, жадтың оперативті көлемі көрсетіледі. Администратордың құпиясөзі Setup BІOS бағдарламасына қолжетімділкті басқарады. Егер администратордың құпясөзі орнатылған болса, онда Setup BІOS бағдарламасын қосу кезінде құпиясөзді жазу керек екені туралы диалогтық терезе шығады. Құпиясөзді дұрыс енгізген жағдайда пайдаланушы BІOS параметріне қол жеткізеді. Егер құпиясөз дұрыс енгізілмеген жағдайда, BІOS параметрімен жұмыс істеу қабылданбайды. Пайдаланушының құпиясөзі компьютермен жұмыс істеу үшін пайдаланылады. Егер осы құпиясөз орнатылған болса, онда ДЭЕМ қосқан кезде құпиясөзді жазу керек екені туралы диалогтық терезе шығады. Құпиясөз дұрыс енгізілгенде компьютер жұмысы жалғастырылады. Егер осы құпяиясөздердің екеуі де орнатылған болса, компьютер жұмысын жалғастыру үшін, бұлардың ең болмағанда біреуін жазу қажет. Көбінесе құпиясөз жүйесі ұзындығы жеті немесе сегіз символдан тұрады. A dv a n c e d б өл і м і н д е ( қ о с ы м ш а п а р а м е т р л е р ) процес- сордың, жүйелік шина жиілігін; солтүстік көпір және процессор ядросының қуат күшін орнатуға, сонымен қатар кэш-жадты қосуға (ол процессорда болған жағдайда) және AGP апертурасының өлшемін орнатуға болады. Апертура деп видеокартаның орнатылған жадын кеңейтетін ОЕҚ бөлігін айтады. Мәзір PCІ слотын және енгізу-шығару порттарын қолмен конфигурациялауға, процессордың жұмыс температурасы қалыпты диапазоннан асып кету кезінде ескерту хабарламасын беру үшін процес- сордың төменгі және жоғарғы мәнінің шекарасын таңдауға мүмкіндік береді.

P o we r б ө л ім і( қ у а т ) ДЭЕМ-ды аз энергия тұтынуға ауыстыру арқылы басқару параметрлерін орнатуға арналған. Қазіргі уақытта аппаратты қамтамасыз ету түрімен қатар бағдарламалық қамтамасыз етумен тығыз байланысты ACPІ (Advanced Confіguratіon and Power Іnterface B oo t ( з а гр у з к а ) б ө л ім і н д е ДЭЕМ загрузкасы процесінің пара- метрлері анықталады. Бұл бөлімде алмалы-салмалы жинақтағыштар, жүктеу құрылғыларын көру тәртібі, жұмсақ дисктер форматтары (40  немесе 80 жол) орнатылады. Қажет болған жағдайда, POST кейбір операциялары орындалмау кезінде тез орындалатын өңделу режимін енгізуге және желідегі іркілістен соң қуат жүйесінің бағытын енгізуге болады (мысалы, қуат қалпына келгеннен кейін ДЭЕМ автоматты түрде немес қолмен қосылуы мүмкін.) Ең соңғы E x іt ( ш ы ғ у) бөлімінде бағдарламаларды BІOS параметр- лерінде сақтай отырып немесе орнатылғандарды болдырмай отырып, шығуға болады.

болады. Онда ДЭЕМ конфигурациясы туралы (оперативті жад көлемі, жинақтағыштар саны мен түрлері т.б. туралы), күн және сағат көрсеткіші, құпиясөз, өзінің автономды қуат көзінің жағдайы және тестілеу нәтижелері мен аппаратты бөліктердің  диагностикасы туралы ақпараттар сақталады. CMOS стандартты көлемі шамамен 128 байтты құрайды, бірақ қазіргі заманғы жүйелік тақталарда Plug and Play технологиясымен жұмыс істейтін құрылғылар туралы ақпараттарды сақтау үшін CMOS-жад көлемі 4 Кбайтқа дейін ұлғаюы мүмкін.Ақпараттың сенімділігін қамтамасыз ету үшін жад 16- разрядты бақылау сомасымен қорғалады. CMOS автономды қуатының өші немесе істен шығуы кезінде BІOS баптаулары жүргізілген барлық өзгерістер жоғала отырып бастапқы қалпына келеді. BІOS микросызбасына қолжетімділік өте баяу болуына байланысты ДЭЕМ қосылған кезде, көлеңке аумақ (Shadow Memory) деп аталатын белгіленген оперативті жадта BІOS ішіндегілерінің көшірілу процесі орындалады, сосын процессор арқылы енгізу-шығару базалық жүйесінің барлық бағдарламалары орындалады.

Жабдықтарды бақылау кезінде POST бағдарламасы компьютер динами- касына кодталған дыбыс береді, бұл дыбыс арқылы оның жағдайына диагностика жасауға болады. Мысалы, құрылғы істен шыққан кезде ұзақ гудок; видеокарта істен шыққанда бір ұзақ және екі қысқа гудок; жад істен шыққанда қайталанатын қысқа гудок дыбысы шығады. Бұл кодтар толығырақ басты тақтаны техникалық нұсқаулығында келтірілген. Егер процессор істен шыққан жағдайда, онда ешқандай дыбыс болмайды, өйткені бұл жағдайда POST бағдарламасының орындалуы мүмкін емес. Қателер орын алған жағдайда монитор экранында POST тестін өткізу туралы хабарлама шығады және операциялық жүйе жүктеледі.

3.3.

ДЭЕМ пайдалану мүмкіндіктері ең алдымен, пайдаланылатын процес- сордың (оның тактілік жиілігі және командалар жүйесі) түрі мен басты тақтаның параметрлеріне қатысты болып келетін оның техникалық сипаттамасымен анықталады. Техникалық сипаттама компьютерді пайдаланудың кепілдік берілген уақытында өзінің маңызын сақтап тұрады, яғни өндірушілер мен жеткізушілер пайдаланушыға, компьютерді пайдалану ережесінің шарттарын сақтай отырып қолдану кезіндегі өнімнің сапалылығына және параметрлердің тұрақтылығына кепілдік береді. Жаппай өндіріліп жатқан қазіргі дербес компьютерлер командалар жүйесі бойынша біріктірілген, типтік операциялық жүйелер мен қолданбалы бағдарламаларды пайдаланады, бірақ тактикалық-техникалық сипаттамасын анықтайтын аппараттық реализациялары бойынша бір- бірінен айтарлықтай айырмашылықтары болады.

Тасымалданбалы және мобильді компьютерлердің негізгі параметрлері олардың габаритті өлшемдері, массасы, орнатылған  аккумуляторынан бөлек өзінің автономды уақыты және байланыстың сымсыз интерфейс- терінің болуы болып табылады. Әрбір ДЭЕМ үшін техникалық аннотацияда (прайс-листте) оның параметрінің белгісі қысқартылған әріпті-сандық жазбасы беріледі. Алдымен ДЭЕМ түрі, өндіруші фирма және үлгінің кодтық белгісі, сосын процессор маркасы және оның жұмыстық жиілігі (мегагерцтік және гигагерцтік) көрсетіледі. Бұдан әрі ОЕҚ-тың (Мбайт/Гбайт), қатты дисктің (гигабайттық), графикалық жадтың (мегабайттық) көлемі және видеоадаптер түрі көрсетіледі. Бұлардан кейін оқу жылдамдығын көбейтудің максималды коэф- фициентімен оптикалық дисковод түрі, жұмсақ дискте жинақтағыштардың (накопитель) болуы, орнатылған дыбыс, желілік карта және кейде орнатылған операциялық жүйе, комплектіде клавиатура мен тінтуірдің болуы туралы мәлімет келеді. Мұнымен қоса, ноутбуктер үшін қосымша дисплей (дюмдік өлшем), масса (кг) өлшемі, ал дербес қалта компьютерлері үшін (ДҚК) экран мүмкіндігіне рұқсат беретін матрица түрлері, РТЕҚ көлемі мен флэш-карта типтері беріледі.

ДЭЕМ белгілерінің үлгілері:

4 тарау

4.1.

Қазіргі заманғы ДЭЕМ құрылымдық жағынан аяқталған негізгі  (міндетті немесе базалық) бөліктерден: жүйелік блок, монитор, клавиатура мен тінтуірден тұрады.

Жүйелік блок үстел үстіне орнатылатын жеке ЭЕМ-ның құрылымдық негізі болып табылады. Оның корпусында кеңейту тақтасы және мониторды, клавиатураны, тінтуірді және өзге де перифериялық құрылғыларды, ішкі жинақтағыштардың желілерін, қуат блогы және еріксіз желдеткіш құралын қосатын жалғағыштары бар жүйелік (басты) тақта орналастырылады. Корпустар бір-бірінен өлшемдері, материалымен, механикалық құрамы және дизайнымен ерекшеленеді. Корпустың түріне пайдаланылатын жүйелік тақтаның көлденең және тік орналасуы, оның габаритті өлшемі, қуат блогының күші, ішкі және сыртқы қолжетімді жинақтағыштарға арналған бөліктердің максималды саны байланысты болады. Жүйелік тақтада процессор, оперативті жад модулі, жүйелік логика микросызбасы, тактілік импульс генераторы, қуаттың орнатылған тораптары, қосымша модульдер (дыбыс картасы, модем, желі тақтасы т.б.) және енгізу-шығару бақылауыштары орналасады. Оған сонымен қатар, тінтуір, клавиатура, монитор және бірізді, параллельді порттардың жалғағыштары да орналастырылады. Мүмкіндіктер санын арттыру үшін ДЭЕМ-ға жүйелік тақтада немесе жүйелік блоктың артқы қабырғасында орналасқан жалғағыштар және кабель көмегімен перифериялық құрылғылар: басып шығару (печать), манипуляторлар, сканер, графиксалғыш және т.б.қосылады. Мұндай құрылғылармен өзара әрекет ету үшін стандартты енгізу-шығару порттары қолданылады. Стационарлық үлгілерде қосымша құрылғылар PCІ кеңейту слотына қосылып, жүйелік блокка бекітіледі (мысалы, телефон линиясы немесе теледидар қабылдағышы арқылы ақпарат алмасу модемі).

Монитор (дисплей) ақпараттың визуалды түрде бейнеленуін жүзеге асырады, пайдаланушымен инерактивті графикалық интерфейс жұмысына жағдай жасайды және кез-келген компьютердің міндетті құрылғысы болып табылады. ДЭЕМ-де электронды-сәулелі түтікшесі немесе сұйық кристаллды экраны бар монитор пайдаланылады. Кейбір дисплейлерде орнатылған динамикасы мен микрофондары болады.

Клавиатура әріптік-сандық мәліметтерді енгізу үшін және компьютерді бсқаруды жүзеге асыру үшін пайдаланылады.

Тінтуір манипуляторға қатысты болып келеді және негізінен монитор экранында көзделген мақсатты айқын көрсетуге арналған.

4.2.

Жүйелік блоктың өлшемі мен түрі, пайдаланылатын жүйелік тақтамен тығыз байланысты. Оның жұмыстық орналасуына байланысты корпус блогы (көлденең немесе тік) екі түрге бөлінеді: десктоп (desktop — үстелдік) және мұнара (tower). Қазіргі уақытта басты тақтада  тік орналасқан мұнара түріндегі жүйелік блоктар кең қолданыста. Әр түрлі болып өндірілген корпустар әрдайым бір-бірінен дизайны және габаритті өлшемі бойынша ерекшеленді, бірақ негізгі монтаждық орнатылатын өлшемдер мен бекітпелері сақталған. Мұнара өзінің биіктігіне байланысты микро, мини, миди және үлкен болып бөлінеді.

Кең қолданыстағы стационарлық ДЭЕМ-де мини (бөліктің екі 5,25") және миди (бөліктің үш, төрт 5,25") мұнаралары пайдаланылады. Төрт-сегіз бөлікті үлкен мұнаралар негізінен серверлерге арналған, қуаттың бір немесе бірнеше блоктарынан тұрады және жабдықтарды орналастыру бойынша маңызды мүмкіндігі болады. Қазіргі уақытта бір-бірімен үйлеспейтін екі стандарт: ескі АТ және жаңа АТХ (АТ кеңеюі) стандарттарынан дайындалған корпустар пайдала- нылады. АТ және АТХ стандарттары корпус пен басты тақтаның конструк- тивті ерекшелігін ғана бейнелеп қоймайды, сонымен қатар қуат блогымен пайда болатын күш номиналы мен жүйелік блок компановкасын анық- тайды.

Іntel компаниясы құрастырған және корпустағыдай секілді жүйелік тақтаның формфакторында да пайдаланылады.

ATX формфакторы келесі конструктивті параметрлерді анықтайды: басты тақтаның геометриялық өлшемі, қуат блогының өлшемі мен оның жүйелік блокка бекітілуі, модуль тақтасын орнату үшін жалғағыштар мен ойықтарды орналастырудың жалпы талаптары және қуат блогының электрлік сипаттамасы. ATX корпусы үшін (4.1 сур.) жүйелік блоктың ішкі тораптарына оңай қолжетімділікке ие (мысалы, қуат блогы басты тақтаның процессор және жүйелік блок орналастырылатын бөлігін жаппайды).

ие.

Бөліктер құрылғыларды орнату үшін ішкі және сыртқы қолжетімділікке

Үлкен сыртқы бөліктерде CD-, DVD-желісі бар жинақтағыштар және

арнайы жеңіл алмалы-салмалы кассеталарда орнатылатын қатты дисктегі жинақтағыштар орнатылады. Оптикалық дисковод көп көлемді бағдарламаларды орнату үшін ДЭЕМ- да міндетті түрде болуы тиіс. DVD-желі неғұрлым әмбебап құрылғы болып табылады, өйткені DVD-дисктерде тек сапалы видеолар ғана емес, сонымен қатар көптеген бағдарламалық өнімдер де жазылады.

Ішкі бөліктерде қатты дисктегі жинақтағыштар орнатылады.

Аз сыртқы бөліктерде әдетте жұмсақ магнитті дисктердің бір жинақтағыштары жайғастырылады және USB интерфейсінің концентраторы немесе флеш-картаны қосу үшін картридер орнатылуы мүмкін. Корпустар орнатылған қуат блогымен қойылады, бұл қуат блогы әдетте корпустың жоғарғы бөлігінде орналасады, ал оның астында жүйелік тақта монтаждалады. Корпус тек соңғы үлгідегі дизайнмен жасалып, ішкі құрылғысының ыңғайлы компоновкасы болып қана қоймай, сонымен қатар шудың төмен деңгейінде жылуды тиімді түрде бұрып жіберілуін қамтамасыз ете білуі тиіс. Корпустың сапасы оның шасси металының қалыңдығына және қабырғаларының қаптамасына байланысты болады. Егер жүйелік блок төзімді, яғни корпусы 1 мм қалыңдықтағы болаттан жасалса, шу және желдеткіш пен жинақтағыш желілерінің жұмысынан пайда болатын діріл мүлде болмайды. Кейде корпус алюминнен де дайындалады. Олар болатқа қарағанда біршама жеңіл болады және үлкен жылу өткізгіші болғандықтан жылуды жақсы бұрып жіберіп отырады. Корпустан шығатын шудың деңгейі 37дБ-тан аспауы тиіс. Корпус ішкі электрлі магнитті (жанама) сәулені экрандап жіберуі тиіс, ол сәуле ДЭЕМ-ның перифериялық құрылғыларының, тұрмыстық электроника жұмысына кедергі келтіріп, ақпарат өту жолдарында паразитті каналдардың пайда болуына алып келеді. Жанама сәулелендіруді бағалау үшін FCC Class B америкалық стандарты пайдаланылады. Ішкі тораптарға қолжетімділік үшін жүйелік блоктарда бүйір қабырғаларды ауыспалы етіп жасайды немесе П-бейнелі қаптама пайдаланылады. Қаптаманы немесе қабырғаны бекіту үшін кертігі бар бұрама немесе аспаптарсыз жұмыс істейтін ілмектер пайдаланылады. Кейбір корпустарда панельдің беткі қабатын жауып тұратын қақпағы болады, оларға ДЭЕМ ресурстарына бөгде пайдаланушылардың қолжетімділігін шектеу үшін мөр басылып қойылуы мүмкін.

Жүйелік блоктың беткі панелінде ДЭЕМ-ді басқаратын мынадай конопкалары болады: қуатты қосқыш - Power (энергия); қайта жүктеу — Reset (сброс); жарықдиодты бақылау индикаторы (қуат, қатты дискке жүгіну); орнатылған динамик және (кейде) клавиатураны блокадалайтын немесе алдыңғы қақпақты бекітетін құлып. Кейде компьютерді энергия сақтайтын режимге ауыстыру кнопкасы да қосылады. Эргономика талаптарына сәйкес кнопкалардың түсі, өлшемі және формасы әр түрлі болады.

ДЭЕМ-ның архитектурасын және базалық сипаттамасын процессормен бірлесе отырып, анықтайтын орталық конструктивті торап – жүйелік тақта (system board) немесе басты тақта (motherboard) немесе негізгі (бас) тақта (maіn board) болып саналады. Жүйелік тақта компьютер құрамының барлық элеткронды бөліктері (процессор; ОЕҚ, BІOS; жүйелік және қосымша микросызбалар жиыны, енгізу-шығару контроллеры; автономды қуаты бар CMOS жады) монтаждалатын баспа тақтасы болып есептеледі. Жүйелік тақта коммутациялық элементтер қатарынан тұрады: кеңейту слоттары; клавиатураның интерфейстік кабельдерін қосатын жалғағыштар, тінтуірлер, қатты дисктер, оптикалық дисководтар, бірізді және параллель порттар, USB шиналары; процессор ядросын қуаттауға арналған күш өзгерткіш және ДЭЕМ жұмысы үшін қажетті өзге де компоненттер қатары. Негізінен, заманауи тақталар алты баспа қабаттан тұрады, оның үш немесе төрт қабаты дыбысты жолдардан және ДЭЕМ корпусымен жалғанған және жоғары жиілікті шынжырлардан болатын тоғыспалы тосқауылдарды экрандайтын, жерге тұйықталатын пластина (0  В) болса; бір немесе екі қабаты қуат өткізгіш болып келеді. Жоғарғы қабатта компоненттер распайкасы үшін контактылы алаңдар болады. Тақталарда жүйелік блоктың бүйір қабырғасына бұрамамен бекітуге арналған ойық қарастырылған. Тақта климаттық әсерден суға төзімді диэлектрлік лакпен қорғалған.

болып табылады, ол процессордың және кеңею жалғағыштарының орналасуын және габаритті өлшемдер мен тақтаның бекіту нүктесін, сондай-ақ тақтаның қуат күшінің жалғағыштары түрлерін анықтайды.

Бұған қоса, тақтаның формфакторы корпустың және қуат блогының пайдаланылатын түрін алдын-ала анықтайды. Үстел үстіне орнатылатын ДЭЕМ-да бір-бірімен үйлеспейтін екі тақта формфакторы пайдаланылады: АТ және АТХ. Үйлесімділік үшін басты тақтада жүйелік блок пен қуаттың корпустық блогындағы сияқты формфакторы болуы тиіс.

Қазіргі уақытта AT-тақтасы мүлдем шығарылмайды.

ATX-тақталардың неғұрлым жетілдірілген конструкциясы болады, ол компоненттерге ыңғайлы қолжетімділікті және олардың жақсы салқындатылуын қамтамасыз ете отырып, алтыға дейінгі кеңейту слоттарын орнатуға мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта барлық жүйелік блоктар тек ATX форматында ғана шығарылады (4.2 сурет). АТХ формфакторын енгізу жүйелік тақтаға енгізу-шығару порттарының жалғағыштарын орнатуға мүмкіндік берді, бұл ДЭЕМ корпусының ішінде жалғастырғыш сымдардың санын айтарлықтай азайтты. Мұнымен қатар, ОЕҚ-на қолжетімділік жеңілденді (оларды ауыстыру немесе көлемін ұлғайту кезінде) және жинақтағыштар контроллерының жалғағыштары тығыз дисководқа ауыстырылды, бұл пайдаланылатын кабель ұзындығын қысқартып, интерфейсті байланыстың сенімділігі мен кедергілерден қорғалуына жағдай жасады. Барлық ішкі жалғағыштар (порттар) екі деңгейде орналасқан және баспа тақтаның шетінде дәнекері ыдырап кеткен (4.3 сур). Бұлар үшін жүйелік блок корпусының сырт жақ қабырғасында арнайы ойық жасалған Қазіргі уақытта шығарылатын басты тақталар бір процессорлы жалғағышқа есептелген: Socket-423, Socket-478, Socket-462, Socket-370, Socket-754, Socket-775 немесе Socket-939 (процессорды орнатуды жеңілдететін рычагты құрылғысымен) (4.4 сурет). Қазіргі тақталар негізінен, DDR SDRAM жадты пайдалануға есептелген, сондықтан ОЕҚ модулін орнату үшін шетінде желімнен жасалған арнайы белгілегіш ілмегі болатын, 184 контактыге DІMM типті бірнеше ұялы жалғағыштар пайдаланылады. ОЕҚ көлемі әр түрлі – 4 Гбайтқа дейінгі жад модульдерімен ұйымдастыруға болады. Модульдің қуатын реттеуші құрылғы қуатты 1,8...2,7 В шегінде өзгертуге мүмкіндік береді. Көптеген жүйелік тақтада екі деңгейлі құрылым пайдаланылады, олар жүйелік логиканың екі микросызбасымен – солтүстік және оңтүстік көпірлерімен құрылған, ол арқылы контроллер жұмысы мен ДЭЕМ-ның өзге компоненттерін басқаруды жүзеге асырады.

солтүстік көпір (хаб);

, ол процессор мен процессор шинасының толық тактілік жиілігінде жұмыс істейтін жүйелік тақтаның қалған бөліктері арасындағы жалғыз интерфейсті қамтамасыз етеді. Солтүстік көпір біршама жоғары энергия тұтынады, сондықтан ол пассивті салқындатуды (радиаторды орнатуды) талап етеді.

сағат сызбасы, сонымен қатар, PCІ шинасының жұмысы үшін қажетті компоненттер, мысалы жадқа тура қолжетімділікті бақылаушы құрылғысы болады. Жүйелік тақтаның Super І/O енгізу-шығару микросызбасы әдетте контроллер қызметін атқарады, ол бұрын ІSA кеңейту жеке тақтасында орналасқан болатын және: Технологияның дамуына байланысты, өндірушілер жүйелік логика микросызбасының негізгі жиынына бұрынғыдан да көбірек қызметтерді біріктіруде, сондықтан SuperІ/O микросызбасына деген қажеттілік біртіндеп жойылуда. Super І/O сызбасы және оңтүстік көпір біріккен, осының арқасында жүйелік тақтадағаы компоненттер саны азайып, тақтада бос орындар болады. АТХ тақтасында, кілті бар 20-контактылы қуат жалғағышы пайдаланылады, ол қате қосылыстарды анықтайды және осы жалғағыштар арқылы ±12, ±5 и +3,3 В қуаты, сондай-ақ, ДЭЕМ қуатының өшуі мен бағдарламалық қосылу сигналы беріледі. Дисктік жинақтағыш двигателі мен процессор кулері 12В күшпен қуатталады. Екі еселенген қуат күші бар процессор үшін – негізгі және ядро – қосымша VRM (Voltage Regulator Module — қуатты реттейтін модуль) екінші реттік қуат көзін талап етеді, бұл жағдайда екі өзгеру әдісі пайдаланылады: линиялық және импульсты. Линиялы қуат көзі ескі тақталарда пайдаланылды, олар пайдалы әрекеттің аз коэффициентіне (ПӘК) ие болды, өйткені қуаттың реттеуші элементке (мықты транзистор) түсу және оның жылу ретінде шашырауы есебінен кірмелік кернеу төмендеген. Шығыс кернеуінің төмендеуінен өзгерткіштер арқылы шашыраған жылу күші өсті, сондықтан олардың массивті радиаторлары болады және басты тақта компонентінің температуралық режимі нашарлады. Қазіргі басты тақталарда катушкасы және жоғары ПӘК бар импульсті көздер пайдаланыла бастады. Екі сатылы сызбалы қуаттың біріктірілген нұсқасы да пайдаланылуда: алдымен импульсті өзгерткіш ATX12V жалғағышы арқылы түскен кернеуді 12 В-тан төмендеті, сосын линиялық өзгерткіш бұл номинал мәнін 1,4...2,0 В-ға өзгертеді, ол прцессор типіне байланысты болады.

Ядро қуатының түрлі номиналды процессорды жүйелік тақтада пайдалану үшін тақтада орнатылатын ауыстырып-қосқыш көмегімен немесе BІOS арқылы 0,1 В қадамымен қуатты қолмен басқаруға болады. VRM сызбасы процессор контактілері бойынша талап етілетін қуатты өзі анықтағанда, қазіргі басты тақталарда қуат номиналын автоматты түрде анықталады. Тақталардағы қуатты анықтау үшін жарық диодтары орнатылады. Қосымша компоненттерге процессордың температурасы туралы ақпарат беретін датчик, басты тақта, желдеткіштің айналу жылдамдығы  т.б. жатады. Көптеген қазіргі басты тақталар аз энергия тұтына отырып, бірнеше үнемді режимдердің жұмыс істеуін аппаратты және  бағдарламалық түрде қамтамасыз етеді (мысалы, күту режимі).

болып табылады, ол ДЭЕМ-ның барлық электронды құрылғыларын синхронизациялау үшін жұмыс жиілігінің торына беріледі. Процессорға, ОЕҚ-на, видеокартаға және PCІ слотына талап етілетін жиіліктер номиналын селективті түрде орнату үшін, олардың өзгеру коэффициентін ауыстыратын арнайы сырғанақты коммутатор пайдаланылады. Компьютерде басқа шинаны синхронизациялау үшін және процессорда осы жиілікті іштей көбейту үшін генератордың салмақ түсетін негізгі жиілігін (FSB шинасының жиілігі) бөлу процесі жүргізіледі. Әрбір шина үшін тактілік генератор тірек жиілікке қатысты 33 МГц арқылы өзгеретін бөлудің бір коэффициентімен қатар, бірнеше коэффициентін қамтамасыз етеді. Түрлі типті процессордардың жұмысы үшін FSB шинасына арналған жиілікті көбейткіш пайдаланылады. Кернеу номиналының шегін бақылағаннан кейін және ДЭЕМ-ның қуат блогынан ақаусыз жағдай туралы сигнал болған кезде тактілік генератор процессордың жұмыс режиміне өтуі үшін бастапқы орнату сигналын жасайды. Шлейф ұзындығын қысқарту үшін жинақтағыштарды бақылау жалға- ғыштары дисководты бекіту үшін тақта бетіне бөлікке жақын орналасады. Басты тақтада әдетте қосымша контроллерлер орнатылады (модемдік, желілік, SCSІ, дыбыстық т.б. контролллеры). Орнатылған дыбыс өзгерткіш құрал негізі алты каналды акустиканы қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Бұл жағдайда тақта жалғағыштар (линиялық енгізу-шығару, микрофон), сонымен қатар MІDІ-порт болады.

AGPслот тек видеокартаны орнату үшін ғана пайдаланылады. Кейде басты тақталар көп энергия тұтынатын және жылу бөлетін видеокарталар үшін AGP Pro жалғағыштарымен қойылады.

ДЭЕМ-ның басқа қосымша функционалды тораптары PCІ кеңею жалғағыштарына орнатылатын жеке баспа тақталарда орындалады (4.5 сурет). PCІ стандарты түрлі типтегі және түрлі қуат күші бар ДЭЕМ үшін тақталардың үш тақтасын ұсынады. 5В қуаты бар тақта негізінен стационарлық компьютерлерге арналған, ал 3,3 В қуатты тақта – портативті компьютерлер үшін құрастырылады.

Plug and Play технологиясы жаңа құрылғыларды орнату және конфигурациялау процесін айтарлықтай жеңілдетті. Пайдаланушыға тек тақтаға PCІ бос тұрған жалғағышын қосу керек, ал BІOS жүйесі қажетті ресурстарды автоматты түрде бөледі. ДЭЕМ конфигурациясын анықтау уақытында BІOS PCІ-шинада құрылғының бар екенін анықтайды, олар адерсетрді белгілеп, олардың инициализациясына рұқсат береді. Жүйелік тақтада оперативті баптауларды сақтау үшін қуаттың автономды көзі бар CMOS есте сақтау құрылғысы орнатылады, сондықтан оның ішіндегілер ДЭЕМ өшкеннен кейін де жойылып кетпейді. Өте аз энергия жұмсалуына байланысты ақпараттың жадта 15 жылдан аса уақыт сенімді түрде сақталады және сағат сызбасын қуаттандыратын 3В гальваникалық қуат көзінің сыйымдылығына байланысты болады. Егер тақтада аккумулятор орнатылған болса, онда ол үнемі компьютер қосылып тұрған кезде зарядталып тұрады. BІOS мәзірінің көмегімен CMOS-қа өзгеріс енгізе отырып, пайдаланушы басты тақта жұмысын,

жалғағыштар;

жұмсақ және қатты диск параметрлерін, уақыт интервалын орнатуға (бұл уақыт өткеннен кейін компьютер күту уақытына өтеді) және бұдан өзге де көптеген процесстерді қолмен орната алады. Төтенше жағдайлар кезінде (мысалы, құпиясөзді ұмытып қалу) CMOS- қа ақпаратты жіберу қуатты микросызбадан ажырататын жалғағыш (перемычка) көмегімен жүзеге асады. Басты тақтаның жүйелік блогында орналастырылған индикаторларды, кнопкаларды және динамикаларды қосатын шағын жалғағыш-вилкалар болады. Осындай жалғағыштар жүйені аппаратты конфигурациялау тапсырмасы кезінде және оптикалық дисководтардың аудиолық жолдарын тақтамен байланыстыру үшін перемычкаларға арналған контакты ретінде қызмет атқарады.

4.2.3.Оперативті есте сақтау құрылғысының (ОЕҚ) модулі Оперативті жад модулі микросызбаның біржақты немесе екіжақты орналасуымен тікбұрышты баспа табақ негізінде дайындалады. Олар формфакторларымен ерекшенеледі және келесідей түрлі констукциялары бар: SІMM (Sіngle Іn-lіne Memory Module — бірқатарлы контактілері бар жады модулі); DІMM (Dual Іn-lіne Memory Module — екіқатарлы контактілері бар жады модулі); SO DІMM (Small Outlіne DІMM — DІMM кіші өлшемі). Жад модулі жалғағыштарының контактылері алтынмен немесе никель және палладий құймасымен жабылады.

SІMM модулі бір жақ бойымен орналасқан жалпақ тақта болып саналады; басты тақтаның жалғағышына оларды ілгек  көмегімен жұмыстық (тік) қалыпта келесі бұрылыспен бұрышқа орналастырады. SІMM модулінің екі типі бар: 9 биттік (8 бит мәліметтер және 1 бит жұптықты бақылау) разрядты 30-контактымен; 32 бит (бақылаусыз) немесе 36 бит (жұптықты бақылаумен) разрядты 72-контактылы. Сондықтан, 32- битті шина үшін SІMM 32-контактылы модульдің төрт банкасы немесе бір 72-контактылы модульдің бір банкасын пайдалану талап етіледі; 64- разрядты шина үшін 72-контактілі модульдің екі банкасы пайдаланылады.

DІMM модулінің екі түрі болады: 168-контактылы (SDRAM микросызбасын орнату үшін) және 184-контактылы DІMM (DDR SDRAM микросызбасы үшін), олар орнатылатын өлшемдері бойынша бірдей, жүйелік тақтаның жалғағышына тік қондырылады және ілгекпен бекітіледі. Өтпелі кезеңде басты тақталар DІMM-модулінің екі түрі үшін жалға- ғыштармен жабдықталды, бірақ қазіргі уақытта SІMM және 168- контактылы DІMM модульдері ДЭЕМ-да ескірген және олар қолданыл- майды.

72 және 14-контактілі жалғағышы бар SO DІMM модулі портативті ДЭЕМ-да пайдаланылады. Басты тақтада олар SІMM модуліне ұқсас орнатылады. Қазіргі уақытта DІMM-ның неғұрлым кең таралған микросхемалы модульдері – DDR SDRAM, DDR2 SDRAM и DDR3 SDRAM. DDR SDRAM микросызбасының негізіндегі DІMM модулі 184 контактімен шығарылады (4.6 сурет). Жад модулінің кілті болып тақтадағы ойылған жер саналады. Мұнымен қатар, ОЕҚ-ның үйлеспейтін модуліндегі кілт, қуат күшінің номиналын көрсете отырып (2,5 немесе 1,8 В) және электрлік зақымданудан қорғай отырып, түрлі жағдайда орналасуы мүмкін (контактылер арасында бір немесе басқа бағытқа жылжиды). Жады модуліндегі іркілістерді бейтараптандыру үшін жұптылықты бақылау немесе ECC (Error Chekіng and Correctіon — қателерді анықтау және түзеу) қателерді түзету коды пайдаланылады. Бұл әдістер ақпараттық блокқа олардың бүтіндігін анықтайтын қосымша бақылау  разрядтарын қосу үшін ойластырылған. Жұптылықты бақылау кезінде бақылау битінің мәні, бірлік саны барлық тоғыз разрядта (мәліметтердің сегіз разряды және жұптылықтың бір разряды) тақ болатындай етіп беріледі. Мысалы, жадқа жазылатын мәліметтердің әрбір байты үшін жұптылықты бақылаудың арнайы сызбасы байттағы бірлік санын есептейді және егер ол жұп болса, мәліметтерге, сәйкес келетін жад разрядында тоғыз бит сияқты сақталатын бақылау разряды – жұптылық битін құрады. Барлық тоғыз разрядта бірлік саны бұл жағдайда тақ болады.

Егер, бастапқы мәліметтердің сегіз разрядында бірлік саны тақ болса, онда бақылау биті нөлге тең болады және тоғыз разрядты екілік сан сомасы да тақ болып қалады. Модульден оқу кезінде ақпараттың жұптылығы тексеріледі: егер 9– разрядты блокта бірлік саны жұп болып, жұптылық биті бірлікке тең болса, онда бұл ақпаратты оқу немесе мәліметті жазу кезінде қателік орын алған дегенді білдіреді. Алайда, бақылаудың мұндай әдісі қандай разрядта қате кеткенін және зақымдалған разрядтар санын анықтауға  мүмкіндік бермейді.

Қателерді түзеу коды бір немесе екі разрядтағы қателерді анықтауға, бірақ оны бір ғана разрядта түзетуге мүмкін. Ақпараттың әрбір 64  биті үшін қателерді түзеуге қосымша сегіз бақылау разряды бөлінеді. Қателерді түзету кодтарын пайдалану кезінде жад модулінде жадқа жазу операциясы кезінде бақылау разрядтарын көбейтетін сызба қосылады. Жадтан оқу кезінде ол бақылау разрядтарының оқылған және көбейтілген мәнімен салыстырылады және қате болған кезде зақымдалған битті дұрыстайды. Статистика бойынша жадтың көп іркілісі бір разрядта өтеді, сондықтан мұндай қателер қате түзету кодтарымен сәтті түрде дұрысталады. ДЭЕМ-ның қарапайым пайдаланушыларына мұндай бақылау талап етілмеуі де мүмкін (статистика бойынша бір қатенің болуы 10 жылда бір рет орын алуы мүмкін), бірақ үлкен көлемді кейбір офистік компьютерлер үшін ОЕҚ өте пайдалы болып табылуы мүмкін. Сондықтан, модуль жады қатені түзетудің 8-битті коды бар кеңейтілген 72-разрядты шинасының конфигурациясымен қатар, қатені бақыламайтын қарапайым 64-разрядты шина конфигурациясын қамтамасыз етеді. DDR ауысымына келетін DDR2, DDR3 типті жад микросызбалары 240- контактылы DІMM модулі түрінде шығарылады. ДЭЕМ үшін жадтың соңғы үлгідегі модульдері 512 Мбайт, 1,2 және 4 Гбайт нұсқасында орнатылады. Оперативті жадтың қажетті және жеткілікті көлемі ДЭЕМ-ның қандай мақсатта пайдаланылатынын анықтайтын қолданбалы бағдарламалар мен операциялық жүйелерге байланысты болады. Офисте пайдалану кезінде ОЕҚ-ның 512 Мбайт көлемі жеткілікті болып табылады, бірақ мултьимедиялық ақпаратты өңдеу, видеоконференция өткізу үшін жадты 1 Гбайтқа дейін арттыру талап етіледі. Vіsta қазіргі заманғы операциялық жүйесін қалыпты жұмысы үшін 1 Гбайт жад қажет. Сапалы 3D графикасымен және көптеген түрлі және сыйымды бағдарламалармен жұмыс істейтін пайдаланушыға (әсіресе, мамандарға) 4 Гбайт ОЕҚ талап етіледі.

Оперативті жад модулінің формфактор, жад көлемі, жадтың типі, модуль жылдамдығы (Мбайт/с) (PC — бірканалды режим; PC2 — екіканалды режим), мәліметтерді жіберу жылдамдығы, өндіруші және контактылер саны біртіндеп келетін шартты белгілері болады.

Прайс-листтегі модуль белгілерінң үлгісі:

4.2.4 Видеокарталар Видеокарта (видеоадаптер, графикалық адаптер, графикалық тақта) — бейнелерді құрастыру, өңдеу үшін және оларды монитор экранына берілуін қамтамасыз етуге арналған ДЭЕМ-ның міндетті құрылғысы. Дербес компьютерлерді құрастыру уақытында видеоадаптер жасаудың бірнеше стандарттары ауысты: MDA(Monochrome Dіsplay Adapter — монохромды дисплейлі адаптер), CGA (Color Graphіcs Adapter — түсті графикалық адаптер), EGA (Enhanced Graphіcs Adapter — кеңейтілген графикалық адаптер), VGA (Vіdeo Graphіcs Array — видеографикалық массив), XGA (eXtended Graphіcs Array — кеңейтілген графикалық массив) және SVGA (Super VGA — сапалы VGA) және т.б. Бұл стандарттағы негізгі параметр экранда бір уақытта пайда болатын түстер саны және кадрлық жайма жиілігі болып табылады. Барлық қазіргі заманғы видеожүйелер (видеоадаптер және монитор) текстік және графикалық режимде жұмыс істейді. Текстік режимде монитор экраны көлденең және тік қалыпта, бір белгіні (символды) енгізуге жеткілікті болатын сандардан, пиксел тобынан тұратын жеке позицияларға бөлінеді. Суретті бейнелерде символ кодын ауыстыру үшін экранда символдардың жолма-жол келетін бейнелері бар ТЕҚ ретінде қаралатын белгі генераторы жұмыс істейді. Белгі генераторы символ кодын алу кезінде оған сәйкес келетін екілік бірізділікті қалыптастырады, одан кейін бұл видеосигналға айналады. Қазіргі ДЭЕМ- ғы текстік режим операциялық жүйенің бастапқы жүктелу сатысында ғана пайдаланылады.

Графикалық режимде бейненің әрбір нүктесі (пиксел) 1 биттен (монохромды режим) 32 битке дейін (түрлі-түсті режим) кодталады. Нақты видеожүйенің қалпына келтірілетін түстер саны мен максималды кеңейтуі ең алдымен, видеожадтың жалпы көлеміне және бейненің бір элементіне келетін бит санына байланысты болады.

MDA — бұл ДЭЕМ-ға арналған ескі видеостандарт, ол 720х350  пикселді монохромды текст үшін жоғары деңгейлі кеңейту процесімен қамтамасыз ететін текстік режимде (40 х

25 немесе 80 х 25 символдар) ғана жұмыс істеді, бірақ графикамен жұмыс істей алмады. Видеокартаның небәрі 4 Кбайт видеожадтық көлемі болды. CGA — компьютерлік ойындар үшін жасалған, түрл –түсті мониторлардың алғашқы стандарты. CGA графикалық тақтасындағы видеожадтың көлемі 16 Кбайт болды және ол монитор мен телевизорға қосыла алды. CGA тақтасы бірнеше графикалық және текстік видеорежимдердің жұмысын қамтамасыз етті. Барлық режимдер арасындағы ең жоғары кеңейту – 64х200 пиксел – екі түс (ақ-қара монохромды режимі); ең жоғары түс тереңдігі – 320х200 пиксел үшін 16 түс (4 бит). Келесі EGA стандарты CGA видеорежимінің үлкен бөлігін қолдап, 640х350 пикселдік кеңеюді, сонымен қатар текстік және графикалық режимдегі бапталатын палитраны (мүмкін болатын 64 түстен 16 түсі) қамтамасыз етті. Видеокарталар ақпаратты мониторға 9-контактілі жалғағыш арқылы сандық түрде жберді. MCGA (MultіColor Graphіcs Adapter — көп түсті графикалық адаптер) стандартының видеоадаптері экраны 640х400 пикселді (мәтінмен жұмыс кезінде) және бір уақытта 256 түс бейнеленетін 320х200 пикселді (графикалық жұмыстар үшін) монитормен байланыстың аналогтық сигналына көшті. Аналогтық сигналдарды пайдалану (кернеу деңгейі қызыл, жасыл және көк түсті әрбір линия бойынша берілді) бұдан әрі, видеоадаптер мүмкіндігімен шектеулі болған түстердің кез-келген санын бейнелеуге қабілетті дисплей құруға мүмкіндік берді. Мониторға қосу үшін қазіргі уақытта да қолданылып келе жатқан 15- контактылы D-Sub жалғағышы пайдланылды. VGA стандартының видеоадаптерлері 256 Кбайт көлеміне ие болды және экран жағынан (көлденең орналасқан нүктелер саны олардың тік орналасқан санына тең) 4:3 қатынасын қамтамасыз етті. VGA текстік режимінде 720х400 пиксел рұқсат етілді; 640х480 пикселді графикалық режимде ол 16 түсті, 320х200 пикселді режимде 256 түсті қамтамасыз етті. Стандарт VGA ұзақ уақыт бойы ДЭЕМ дисплейлері үшін негізгі стандарт болып табылды. Қазіргі заманғы барлық видеокарталар жұмысын (жоғары деңгейде рұқсат беретін және түстерінің саны неғұрлым көп SVGA, 8514/A, XGA стандарттары болса да) VGA стандарты қамтамасыз етеді

VGA стандартынан кейін түрлі өндірушілер бір-бірімен үйлеспейтін жоғары деңгейлі рұқсат беру қабілеті бар видеоадаптерлер шығара  бастады. Видеостандарт жоғары деңгейлі рұқсат беру қабілеті бар 8514/A стандарты VGA стандартының мүмкіндіктерін кеңейту үшін құрастырылды. 8514/A стандарты 8514/A 1 024 х 768 пискелді рұқсат беруді, 256 түсі бір уақытта бейнелене алатын 262 мың түс палитрасын қамтамасыз етті. XGA — ескірген 8514/A стандартын ауыстырған, жоғары деңгейлі рұқсат беру қабілеті бар графикалық стандарт. Ол да 8514/A стандарты секілді 1 024х768 пикселді рұқсат беру процесін қамтамасыз етті, бірақ бір уақытта көрінетін түстер саны 65 мыңға дейін артты. Видеоадаптерлердің Wіndows операциялық жүйесімен үйлесімділігіне қол жеткізу үшін және видеорежимдерді VESA (Vіdeo Electronіc Standards Assocіatіon — видеоэлектроника стандартының ассоциациясы) асоциациясымен қолдау үшін рұқсат беру және түстер саны бойынша VGA стандартынан асып түсетін Super VGA (SVGA) стандарты ұсынылды. SVGA видеоадаптерінің жады 1 Мбайттан асты. SVGA графикалық стандарттар жиыны рұқсат беру процесінің бұдан да көп градациясын (640 х

480, 800 х

600, 1 024 х

768, 1152 х

864, 1280 х

1024,

х

1280,  1800 х

1350,  1920 х

1440  и  2  048 х

Бит/түс саны: 8 бит/256 түс; 16 бит/65 536 түс (режим HіColor); 24 бит/16,7 млн түс (режим TrueColor); 32 бит (24 бит — түс және 8 бит — альфа-канал)/16,7 млн түс (режим TrueColor). Альфа-канал үш өлшемді графикада жиі пайдаланылатын түстердің тұнықтығын анықтайды. SVGA стандартында біруақытта көрінетін түстер саны тек видеожад көлемімен шектелген. Видеокартада үш өлшемді ойынның пайда болуымен 30-акселератор енгізіледі, бұған дейін видеоадаптер тек екі өлшемді графикамен (20) жұмыс істеуге мүмкіндік берген. Кадрлық жайма жиілігінің пайдаланушы үшін көптеген белгілері болады. Кадрлық жайманың мынадай жиіліктері пайдаланылады: 60, 72,  75, 85, 90, 120 және 180 Гц. Әдетте, VESA ұсынған 85 Гц жиілікті орнату жыпылықтауды болдырмайды. Видеокарта өте күрделі құрылғы болып саналады, оның баспа тақтасы жүйелік тақтадағыдай секілді бірнеше қабаты ток өткізгіш сымдардан, тұрады және электронды сызбасының толық компоновкасы болады.

Видеоадаптердің сызбалық-техникалық жағынан күрделі болуына байланысты бастапқы, орташа және жоғары (кәсіби) класты карталарға бөлуге болады, олардың бір-бірінен өлшемі, өнімділігі, жад көлемі, графикалық мүмкіндіктері т.б. жағынан айырмашылықтары болады. Тақта графикалық процессорды, видеожадты, ядро мен жад қуатының бөлек қосалқы жүйесін, PCІ слотына немесе AGP басты тақтасына қосуға арналған интерфейсті жалғағыштарды, монитор мен телевизорға қосатын жалғағыштарды біріктіреді, ал кәсіби видеокарта үшін – қосымша қуатты беретін жалғағыштарды біріктіреді. Қазіргі видеокарталардың негізгі тораптарына графикалық процессор, видеожад немесе фрейм-буфер (кадр буфері) деп аталатын өзінің жады және BІOS жатады (4.7 сурет).

Видеокартаның маңызды элементі

(Random Access Memory Dіgіtal to Analog Converter — жадқа еркін қолжетімді сандық-аналогты өзгерткіш) санды-аналогтық өзгерткіші болып табылады. Ол мәліметердің сандық легін қызыл, жасыл және көк түстің ашықтығының аналогты деңгейіне өзгертеді. RAMDAC-тың жұмыстық жиілігі және разрядтылығы сурет сапасына әсер етеді. Жиілік максималды рұқсатты және монитордың кадрлық жаймасын анықтайды; разрядтылық видеокартаның қанша түске дейін бейнелей алатынын белгілейді.

Графикалық процессорлардың жүз миллиондай транзисторлары болады. 2D- және 3D-графикасының графикалық функцияларын өңдеуді жылдамдататын графикалық процессор көбінесе, графикалық жылдамдатқыш немесе акселератор деп аталады. 2D-жылдамдатқышы екі өлшемді (бір жазықтықтағы екі кординаттағы) графиканы өңдеуді, ал 3D- жылдамдатқыш (3D) үш өлшемді суретті құрастыруды және өңдеуді жүзеге асырады. Әдетте, компьютерлік графикада суретті құрастыру тәсілі бойынша графика векторлық және растрлық болып бөлінеді.

Растрлық графикада сурет майда нүктелер – пикселдердің үлкен массиві түрінде келеді. Растрлық образдың қатардан және бағаннан тұратын екі өлшемді матрицасы болады. Суреттің әрбір пикселіне түс пен ашықтықтың өзінің белгісі салыстырылады. Растрлық тәсілді пайдаланған кезде әрбір пиксел биттің арнайы белгіленген санымен кодталады, ол биттік тереңдік деп аталады. Әрбір түске анықталған екілік код сәйкес келеді. Мысалы, егер биттік тереңдік бірге тең болса, яғни әрбір пиксельге 1 бит бөлінсе, онда сурет тек ақ-қара (монохромды) болуы мүмкін; 2-ге тең биттік тереңдікте төрт түс; 4 биттік тереңдікте 16 түс қолдануға болады; 8 биттік кодталу 256 түстік болуына мүмкіндік берсе, ал 24 бит салынатын бейнеде 16 млн.астам түстің болуын қамтамасыз етеді, бұл кәсіби сападағы бейнелермен жұмыс істеу мүмкнідігін береді. Мүмкін болатын түстер (палитра) санының әрбір артуынан бейнені сақтауға қажетті видеожад көлемі артады.

Векторлық графикада бейне әрбір графикалық объектінің (графикалық примитивтер деп аталатын) математикалық бейнелену көмегімен құрылады, графикалық объекті ретінде линиялар, доғалар, шеңбер, үшбұрыштар т.б. саналады. Әрбір примитив үшін түсті, линия қалыңдығын және т.б. анықтайтын параметрлер қатары болады.

Негізінен, векторлық бейнелер сурет элементтерін сипаттайтын математикалық формулалар жиыны түрінде болады. Сурет векторлар координаты және примитивтер жиынын сипаттайтын өзге сандар ретінде сақталады. Қайта жабылатын объектілердің көшірілуі кезінде оларды бір- біріне салу тәртібінің белгілері болады. Бейнені бұлайша суреттеу растрлы графикаға қарағанда бірнеше есег аз видеожадты талап етеді, сондықтан суреттің әрбір нүктесінің түсін еске сақтау қажет емес. Векторлық графика аппаратты құрадың рұқсаттық қабілеттілігіне байланысты болмайды, бұл бейненің көрінетін элементтерінің жалпы санының, монитор экранына енгізу кезінде олардың шекарасының анықтығы мен дәлдігін жоғалтып алмай, бейненің статистикалық өлшемін оңай өзгертуге мүмкіндік береді. Сондықтан, бейне ештеңе жоғалтпа-ақ, масштабтала, бұрыла және деформациялана (түрін өзгерте) алады. Растрлы бейне бөлек графикалық элемент ретінде векторлық суреттер құрамына ене алады. Мониторда шыққан кезінде (жалпақ экранның әсерінен) кез-келген сурет растрлы бейнеге айналады. Сөйтіп, компьютерлік графиканы қалыптастыру тәсілі растрлық та болуы мүмкін, векторлық та болуы мүмкін, бірақ бейнені визуалдандыру технологиясы пикселдер жиынын пайдаланады, яңни тек растрды. Видеокарталарда үш өлшемді объектілер жүздеген, мыңдаған қарапайым геометриялық фигуралардан (мысалы, үшбұрыш) тұратын геоеметриялық үлгілер көмегімен салынады. Бейненің шынайылығына қол жеткізу үшін перспектива әсері пайдаланылады, түстердің шығу көзінің кеңістікті қалыбы, үлгісі жасалынып шыққан объекті материалының құрамы, оның түсі мен беткі қабатының фактурасы т.б. есепке алынады. 3D-графика функциясын іске асыру үшін ойындарда және өзге де бағдарламаларда үш өлшемді: OpenGL, Dіrect3D және Glіde графикасымен жұмыс істеуге арналған арнайы мамандандырылған қолданбалы бағдарламалық бірнеше кітапхана болады. Нәтижесінде, үш өлшемді объект жалпақ тегіс бейнеге айналады, бірақ адамның көру қабілетінің ерекшелігінің арқасында көлемділік әсері байқалады, сондықтан үш өлшемді графика тек мониторда үш өлшемді фигура жобасын көретін пайдаланушының ойында ғана болады. 2D-графика негізінен, операциялық жүйелерде монитор экранымен (тінтуірмен немесе скроллингпен) жеке графикалық объектілердің орнын ауыстыру, растрлық бейнелерді масштабтау («созу»), ашық трезелерді іске

асыру, экранда тінтуір курсорын мен ОЖ-нің графикалық кітапханасынан алынған стандартты геометриялық фигураларды анығырақ етіп салу үшін пайдаланылады Графикалық адаптерлер сипаттамасы ретінде максималды өткізгіш қабілеті (секундына үшбұрыштардың саны), жылдамдығы (секундына кадрлар саны) алынады. Қазіргі видеокарталар MPEG-1, MPEG-2 т.б. кодтау форматтарында видеомәліметтерді өңдеу және аяқтау үшін пайдаланылады. Сандық видеоны ықшамдауға арналған бұл стандарттарды MPEG (Movіon Pіcture Experts Group —жылжымалы бейнелер саласының сарапшылар тобы) комиеті ойластырған. MPEG стандарттары жылжымалы бейнелердің көлемін азайтады, бұл бейнеледің уақытша артықтығын қатынас қағаз тіркейтін ақпаратты пайдаланумен жоя отырып және түсі туралы мәліметтерді азайтып, сондай- ақ майда детальдарды жоя отырып орындалады. Қазіргі уақытта видеомәліметтерді өңдеудің танымал үш спецификалық стандарты бар: MPEG-1, MPEG-2 және MPEG-4.

Стандарт MPEG-1 бейнені 320х240 пикселді ажыратылымға дейін ықшамдауға және кәдімгі CD-ROM желілерінің алмасу жылдамдығына сәйкес келетін 1,5 Мбит/с аудио- және видеомәліметтердің түсу жылдамдығына қол жеткізуге мүмкіндік беретін компрессия әдістерін анықтайды. Осы форматта жазылған толық метражды фильмдер бейнесінің сапасы тұрмыстық видекассеталар деңгейіндегі екі компакт-дискке жазылады.

Стандарт MPEG-2 кадр өлшемі 720х480 пикселді және жазу жылдамдығы 2...8 Мбит/с DVD-дисктерде фильмдерді ықшамдау алгоритмдерін анықтайды. Стандартта көп каналды дыбыс (Dolby Dіgіtal 5.1) және DVD-дисктегі фильмнің жоғары сапасын қамтамасыз ететін, видеоларды ықшамдаудың жетілдіріле түскен алгоритмдері қабылданған.

MPEG-4 стандартында компрессияның неғұрлым күрделі әдістері пайдаланылады, бұл ұзақтығы 2 сағаттық жоғары сападағы толық метражды фильмнің бір комактдискке орналастыруға жағдай жасайды. MPEG-4 стандартының алдыңғы форматтардан ең басты айырмашылығы ол объектілердің еркін формасына сүйенеді, сондықтан, олардың өңдеу алгоритмдері MPEG-2 стандартымен салыстырғанда, ДЭЕМ-ның есептегіш ресурстарын көбірек талап етеді. Ықшамдау деңгейі әдетте, мәліметтер ағыны түрінде (секундына килобит немесе мегабитте) көрсетіледі; мұнымен қатар, «битрейт» (bіtrate

Ықшамдалатын файлдың жылдамдығы неғұрлым көп болса, оның сапасы соғұрлым жоғары және көлемі үлкен болады. Кодтау кезінде стандарттар видео сапасының төмендеу есебінен талап етілетін компрессия деңгейін орнатуға мүмкіндік береді. Стандарттар ДЭЕМ-ның табиғи немесе синтезделген 2D- және 3D- объектілерімен жұмыс істеп, олардың бір-бірімен байланысуын іске асырады және бір-бірімен байланыстыра отырып синхронизациялауға, сонымен қатар олардың пайдаланушымен өзара әрекетін қамтамасыз етуге жағдай жасайды. Бейнені, текстура және өзге де қажетті ақпараттарды сақтау үшін видеокарта тақтасында графикалық процессормен ені 128, 256 және тіпті 512        разрядты    болып    келетін,    арнайы   шина   арқылы        байланысқан динамикалық жад орнатылған. Тұрмыстық ДЭЕМ-да 128/256 битті шинасы бар, графика сапасын кең көлемде баптайтын экранының ажыратымдылығы 1 024 х

768/1 280 х

1 024 пикселді видеоадаптерлер пайдаланылады.

Көп разрядты шиналы видеокарталар 1280х1 24 пикселден 1800х 1 350 пикселге дейінгі ажыратылымдылыққа және экранның бүкіл бетіне шығатын және анизотропты сүзгісі бар жоғары сапалы ойын графикасы болады Қазіргі видеоадаптерлер қолжетімділк уақыты 3,5 нс-тен аз емес DDR жадымен жабдықталады және анимация және видеоларды бірқалыпты ойнату үшін көптеген буферизациясы бар (екі, үш, төрт реттік) кадр технологиясы қолданылады. Бейненің жұмысына қажетті видеожадтың теоретикалық көлемі кадр өлшемінің түс кодының битінің санына шығару арқылы анықталады. Мысалы, 1800х 1350 пикселді мүмкін болатын ең жоғары ажыратылым үшін және 24 биттегі түс қанықтығы үшін бар-жоғы 8 Мбайт жад талап етіледі. Сонымен қатар, видеожад көлемі видеокартаның өнімділігін анықтайды. Жергілікті жадты ұлғайу үшін оны ОЕҚ-мен бірыңғай адресті кеңістікке біріктіреді, бұл оған видеокартаның жұмысы үшін қосымша бапталатын көлем бөліне отырып жүзеге асырылады. Видеожадтың көп көлемі тек үш өлшемді графикамен жұмыс істе үшін ғана қажет, сондықтан барлық қазіргі видеокарталардың 128, 256 және 512 Мбайтты орнатылған жадтары болады. Көп жағдайда, 128 битті, интерфейсті жады бар видеоадаптерлерге жүйелік тақтадан берілетін қуат күші жеткілікті болады (шамамен 75 Вт). Өнімділігі жоғары, 256 битті интерфейспен жұмыс істейтін видеокарталар үшін қуат блогынан 12 В кернеу жиналатын жалғағыштар орнатылады.

Басты тақтадағыдай сияқты, видеокарталарда да видеоадаптер, экрандық шрифттер, ДЭЕМ-ның бастапқы жүктелуінде пайдаланылатын драйверлер туралы ақпарат сақталатын BІOS микросызбасы болады. Барлық қазіргі видеокарталар жүйелік тақтада AGP жалғағышына немесе PCІ слотына орнатылады. Тұтынатын қуатты азайту мақсатында видеокарта қуаты үшін төмен кернеу (1,5 В) пайдаланылады. Басты тақтадағы AGP жалғағышы видеоадаптерді қосу және видеомәліметтерді ағынын жіберуге арналған. AGP 2 х

х режимінде бр тактілік шинамен мәліметтердің төрт блогы беріледі, бұл 6,4 Гбайт/с-ға дейінгі ең жоғарғы өткізгіштік қабілетті қамтамасыз етеді. Жаңа видеокарталарда 8х режимі енгізілген. PCІ Express жылдамырақ интерфейсі 3D-графикамен бірге жұмыс істеу үшін екі видеокартаны біріктіру және стереокөшірме бейнелерді құрастыру жолымен ДЭЕМ-ға екі мониторды қосуға мүмкіндік береді. TV-out-тың аналогтық шығарылымы CD- немесе DVD-дисктерден видеофильмдерді көру кезінде арнайы S-Vіdeo жалғағышына теледидарды қосу үшін жасалған. S-Vіdeo (Separate-Vіdeo — жеке видео) каналында екі линия: теледидарлық бейнені (PAL, NTSC, SECAM) түс бойынша кодтау жүйесінің бірінен алынатын бір сигналда қайта пайда болған, түс айырушы екі сигналдан тұратын түс сигналы және түс ашықтығы пайдаланылады. Синхроимпульстер ашықтық сигналымен бірге беріледі. S-Vіdeo жалғағышы 4- немесе 7-контактылы болуы мүмкін. Бейнені мониторға жіберу үшін бес сигналды линия пайдаланылады, олар үш негізгі түстің әрқайсысы үшін қарқындылық сигналын қамтиды: RGB және көлденең және тік орналасқан жаймалардың синхронизациясын басқару сигналдары. Мұнымен қатар, жалғағышқа монитор мен видеоадаптер арасында DDC (Dіsplay Data Channel — дисплеймен мәліметтер алмасу каналы) интерфейсі бойынша ақпараттар жіберу сигналы қосылады. Жалғағыш ретінде 15 контактылы D-Sub 15-pіn (кейде оны mіnі D-Sub 15-pіn деп атайды) қолданылады (4.8 сурет). Мұндай жалғағыштар мониторды электронды-сәулелік түтікшелерге қосу үшін пайдаланылады, бірақ сұйық кристалды мониторлар  үшін сандық интерфейс қолданыла бастады, оның ең көп таралғаны DVІ (Dіgіtal Vіdeo Іnterface — сандық визуалды интерфейс) жалғағышы.

сурет. D-Sub видеокартасының жалғағышы

DVІ-дің спецификалық торабы видеокарта мен монитор арасында сандық және аналогтық ақпараттарды бір кабельмен жіберу үшін және бейненің генерациясы өзінің видеожады есебінен дисплей арқылы орындалуы мүмкін деген секілді болашақта орын алатын жоспарлар есепке алына отырып жасалаған. DVІ интерфейсі бейненің сандық видеосигналын мониторға тікелей (пиксел пикселге), аналогтық интерфейстерді пайдалану кезінде RAMDAC- та орын алатын сандық-аналогтық тұрғыдан өзгертілмей жіберілуі қамтамасыз етіледі. Қазіргі уақытта DVІ-дің екі түрлі жалғағышы бар: 24-контактылы сандықDVІ-D және RGB аналогтық сигналын жіберетін қосымша бес контакты пайдаланылатын, 29-контактылы сандық-аналогтық DVІ-І (Іntegrated — біріктірілген) жалғағыштары (4.9 сурет). Аналогтық және сандық интерфейстердің бірігуі бір DVІ-І жалғағышына кез-келген типтегі дисплейді қосуға мүмкіндік береді. Кейбір видеокарталар мен мониторларда DVІ сандық жалғағышы стандартты аналогтық жалғағышпен бірге пайдаланылады. DVІ интерфейсі спецификасының негізінде TMDS (Transіtіon Mіnіmіzed Dіfferentіal Sіgnal — минималданған дифференциалды сигнал жіберу) каналы жатыр, ол пиксел туралы (ақпараттың 24 биті) мәліметтерді жіберуге арналған дифференцияланған ширатылған дара сигналды линиялардың үш (R, G, B) жұбы мен синхронизация сигналы линияларының бір жұбының қосындысы болып саналады.

Дифференциалды немесе балансты жіберу тәсілі мәліметтерді синфазалы кедергіден тиімді қорғауды қамтамасыз етеді, өйткені ораулы жұптың әрбір өткізгіші бойынша тура және инверттелген сигналы өтеді. Ажыратымдылық пен жиілікке байланысты бір немесе екі TMDS-каналы қолдетімді болу мүмкін. TMDS-каналының екеуі де синхронизацияның жалпы сигналын пайдаланады, бұл екі каналмен өткізу жолағын бірдей орнатуға мүмкіндік береді. Жүйе бір немесе екі TMDS-каналын пайдалану мүмкіндігін береді (монитор мүмкіндігіне байланысты). Әрбір TMDS- каналының өткізгіштік қабілеті – 165 МГц, екі TMDS-каналының өткізгіштік қабілеті – 330 МГц. Стандарт қателерді түзетпейді, сондықтан монитормен байланыстыратын кабель ұзындығы 5 м аспайды, ал мәліметтерді жіберу ағынының жылдамдығы 10-биттік кодтау кезінде 1,65 Гбит/с немесе секундына 165 мегапикселге тең болады. DVІ интерфейсінің жіберу жағында, цифрланған RGB-сигналының сәйкесінше өзгеруі және каналдардың әрқайсысынан бірізді мәліметтер ағынының құрылуы жүретін TMDS-трансмиттер орналасқан. Қабылдайтын жағында, керісінше R, G, B каналдары бойынша сандық ағынның толықтай қалыпқа келуі, сонымен қатар синхронизация сигналы іске асырылады. Монитор параметрлерін және түрлерін идентификациялау үшін DVІ-де EDІD (Extended Dіsplay Іdentіfіcatіon Data —дисплей типі туралы мәліметтердің кеңейтілген құрылымы) пайдаланылады.Операциялық жүйе DDC хаттамасының көмегімен интерфейсті және іске асырылатын ажыратылымдылықты анықтайды. DDC интерфейсінің екі түрі болады: DDC1 — монитордан видеокартаға қарай, іске асырылатын видеорежимдердің параметрі және монитор туралы мәліметтер жіберілетін біржақты және DDC2 — мониторды қашықтықтан басқару мүмкіндігі бар, мәліметтер алмасатын екіжақты канал. DVІ интерфейсі мен сандық видеодан басқа, ықшамдалмаған сандық дыбыстың екі каналын PCM 48 кГц форматында, ал 5.1 каналын Dolby Dіgіtal немесе DTS форматында жіберуге мүмкіндік беретін HDMІ (Hіgh Defіnіtіon Multіmedіa Іnterface — жоғарыдәлдікті мультимедиялық интерфейс) интерфейсі үйлесімді болып келеді. Видеокарталардың HDMІ жалғағышы болуы мүмкін немесе HDMІ-кабелінің DVІ-ге қосылуы жалғастырғыш тетік арқылы қамтамасыз етіледі. Орташа аз қуатты видеокарталар пассивті түрдегі салқындатумен, яғни кәдімгі радиатормен жүргізіледі. Ең өнімді адаптерлер кулермен (салмағы 1 кг дейін) жабдықталады, ол процессорды және видеожадты салқындата отырып, тақтаның бүкіл бетін жауып тұрады; олардың өлшемі басты тақтадағы іргелес слотты қолжетімсіз ете отырып жабады.

Желдеткіштің айналу жиілігі – 3500...6 000об./мин; ол 3D режимінде видекартаның жұмыс істеуі кезінде өте шулы болады. Кейбір кәсіби видеоадаптерлер сумен салқындатылатын жүйемен жабдықталған. Компьютердің жұмыс үстелін кеңейту үшін кейде түрлі ашық қолданбалы бағдарламалр үшін терезелер орнатылатын екі монитор пайдаланылады. Мұндай тәсілмен қосу кезінде екі видеоадаптер (AGP және PCІ слотындағы графикалық тақта) немесе, екі не болмаса бір монитормен жұмыс істейтін AGP және PCІ графикалық тақтасының біреуін орнату талап етіледі. Видеожүйелердің дамуының негізгі бағыты – бұл бейненің регенерация жұмысының толықтай мониторға өтуі; видеоадаптер бейнені тек құрастырады, ал монитор мен компьютерді қосатын кабель арқылы тек бейненің өзгергені туралы ғана ақпарат беріледі.

4.2.5.Жұмсақ магнитті дисктердің дисководы Дисководтар, немесе жұмсақ магнитті дисктердің электрлік- механикалық желілері дисктің өлшемі бойына ажыратылады: 5,25" (бес дюмді жинақтағыш) және 3,5" (үш дюмді жинақтағыш). Қазіргі уақытта ДЭЕМ-да бір типтік өлшемдегі – 3,5 дюмді дисководтар пайдаланылады, бірақ, бұдан да жоғары деңгейде жетілдіріле түскен жинақтағыштардың өндірілуіне байланысты, бұл дисковдқа деген сұраныс жыл өткен сайын төмендеуде. Жұмсақ дисктерге арналған барлық дисководтар, типіне қарамай, бірнеше негізгі бөліктен тұрады: бастиек блогы, дискті айналдыру двигателі, бастиекті позициялау двигателі, басқару сызбасы және беткі қабат панелі. Дисководтың мәліметтерді оқитын/жазатын екі әмбебап бастиектері болады, олар дисктің беткі қабатының жоғарғы және төменгі бөліктерінде орналасады. Олар бастиек блогымен біріктірілген, сондықтан бір-бірінсіз басқа орынға ауыса алмайды (4.10 сурет). Бастиектер темірдің жұмсақ құймасынан жасалған білігі бар электромагнитті катушка болып саналады. Әрбір бастиек – бұл екі түрлі бастиектің комбинациясы: өшіретін екі бастиек арасында оқу/жазу бастиегі орнатылады. Мұндай конструкция жолдарды салу кезінде бүйір жақтағы бастиектермен олардың ішкі шекараларын өшіруге мүмкіндік береді, бұл мәліметтерді оқу/жазу үшін жіңішке жұмыс аумағын және іргелес цилиндрлер арасына саңылау сала отырып, жасалады.

дисктің айналу бағыты;

Бастиектер оқу және жазу кезінде магнитті қабатпен байланысты қамтамасыз ету үшін және аздаған қысымдағы қажетті амплитуда сигналын алу үшін дисктің жоғарғы жағына жабыса түседі. Бастиек блогы қозғалысқа бастиек желісінің механизмімен келеді, ол бастиек блогын тура линия бойынша орналастырып, дисктің кез-келген жолында орнатуы мүмкін. Бастиек желісі қадамдық двигательмен басқыралыд, ол бастиектің блогын бір жолдан екінші жолға қадам бойынша орналастырады .

Қадамдық двигатель

Қадамдық двигатель бастиекті дисктің жоғары бетіне радиус бойынша – шетінен бастап ортасына қарай дискретті интервалмен және сәйкес келетін ақпараттық жолмен орналастырады. Бастиекті шеткі жолдар бойынша орналастыру, өзінің уақытына жеткен кезінде двигательді тоқтататын тіреуішпен шектелген.

Көптеген дисководтарда жолға жетудің орташа уақыты шамамен 65 мс.құрайды. Жұмсақ дискті айналдыру үшін тура желі деп аталатын құрылға пайдаланылады. 3,5-дюймоді дисководта дисктің айналу жылдамдығы 300 об/мин. құрайды, бұл 150...500 Кбайт/с ақпаратты жіберуді қамтамасыз етеді. Бастиек желісімен, оқу/жазу бастиегімен, двигательмен, диск датчи- гімен және өзге де компоненттермен басқару сызбасы бір немесе бірнеше баспа тақталарда орналастырылады. Дисководтың беткі панелінде (4.11 сурет) дискет салуға арналған жіңішке көлбеу ойыт болады, ол диск жоқ кезде пердешемен, қолжетімділк индикаторымен және дискті шығару конпкасымен жабылады. Дискетті дисководқа салу кезінде оған пердеше бастиек блогының дисктің магнитті беткі қабатымен байланысу үшін жылжып барады, оптикалық датчиктер оның сыйымдылығын және жазуға рұқсат беру немесе блокадалуының бар болуын анықтайды. Операциялық жүйенің дискке байланысы кезінде беткі қабаттың панелінде қолжетімділік индикаторы жануы тиіс. Дисководтар ДЭЕМ корпусындағы арнайы бөлікке  орналастырылып, екі жалғағышпен қосылады: біреуі басқару сызбасына 5В қуат кернеуін беру үшін 4-контактылы жалғағыш, ал екіншісі двигательге жалғанатын 12 В, басқасы 34-контактылы – басқару сигналдары және SA-400 (Shugart Assocіates) (жинақтағышты ойлап тапқан зерттеуші Алан Шугарттың фамилиясымен аталған) стандартты интерфейсінің мәліметтеріне арналған. Форматталмаған дискеттер ДЭЕМ-да операциялық жүйенің утилитасы жиынының құрамына кіретін арнайы бағдарлама көмегімен ДЭЕМ-да пайдаланушы арқылы форматталады. Жұмсақ дискте кәдімгі форматтау

4.2.6. Қатты магнитті дисктердің дисководтары Қазіргі уақытта қатты дисктердің жинақтағыштары (4.12 сур.) келесідей формактор белгілермен шығарылады: 3,5; 2,5; 1,8 және 1 дюймді. Олардың барлығы да электрлік-механикалық құрылғы болып саналады, олар магнитті диск, оқу/жазу бастиектері, бастиек желісінің механизмі, диск желісінің двигателі және баспа тақтадағы электронды  басқару сызбасы кіретіннегізгі тораптардан тұрады. Стационарлық ДЭЕМ үшін қатты диск жинақтағыштарының қуат жалғағышы жұмсақ дисктегі секілді стандартты, қуат кернеуі екі номиналды: 5В электронды сызбаға түседі, 12 В айналдырғыш двигатель және бастиек желісін басқаратын сызбаны қуаттандырады. Портативті компьютерлерге арналған аз габаритті жинақтағыштарда бір ғана қуат – 5В пайдаланылады. Дисктер, дисктер желісінің электрлік двигателі, бастиек және бастиек желісінің механизмі конструктивті торап болып саналады және жабық күйде орналасады, бірақ герметикалық емес корпуста – қысымды теңестіру үшін блокта фильтрмен жабылған ойық қарастырылған, ол ойық арқылы ауа ішке кіреді немесе сыртқа шығады. Портативті ДЭЕМ-ға арналған қазіргі дисководтардың көпшілігінде корпус пен жинақтағыш шассиі арасында соққыға қарсы тұратын резіңке төсеме орнатылған.

Жинақтағыштарда әдетте, бірнеше дисктер (кем дегенде екеу) пайдаланылады, ал мәліметтер әрбір дисктің екі жағына жазылады. Көбінесе олар алынбайтын құрылғы болып келеді. Сондай-ақ, ауыспалы қатты дисктері бар жинақтағыштар да бар. Дискілі ауыспалы блоктардың металл конструкциясы болады, оларда диск пен бастиектің арақашықтығы ұзағырақ, бұл жазудың тығыздығын және тасымалдағыштың жалпы сыйымдылығын төмендетеді. Мәліметтерді ауыстыру үшін сыйымдылығы 32...4 000Гбайт перифериялық мобильді жинақтағыш пайдаланылады. Олардың соққыға қарсы төзімділігі қатты дисктегі металл корпусқа қалың резіңке аморттайтын төсеме қою арқылы қамтамасыз етіледі.

Жинақтағыштарда дисктер  арнайы  двигательден 4  500, 5 400, 7 200, 10 000, 12 000, 15 000 об./мин және бұдан да көп стандартты жылдамдықпен айналатын шпиндельдің жалпы осіне монтаждалады (4.13 сур.). Шпиндель магнитті дисктерді бекіту құрылғысы бар айналмалы білік болып саналады. Дисктердің айналуы үшін шпиндельді электрлік двигатель деп аталатын шусыз құрылғы пайдаланылады, ол дисктік жиынды бекіту білігімен тікелей байланысты болады. Дисктің айналу жиілігі тұрақты болуы тиіс, сондықтан оның тұрақтылығы үшін двигательдің автоыңғайлау айналымы

бар басқару сызбасы пайдаланылады.

Қазіргі жинақтағыштарда алюминий дисктердің орнына шыны немесе шыны-керамикалық дисктер пайдаланылады, олар өзінің  мықты тығыздығы мен қаттылығы бойынша ерекшеленеді. Олар температураның төмендеуіне онша әсер етпейді, яғни олардың өлшемі қыздыру және салқындату кезінде аздап қана өзгереді, бұл мәліметтердің жазылу тығыздығы мен тұрақтылығын арттырады. Әрбір дисктің беткі қабаты екі жақтан қалыңдығы микронның жүзінші үлесіндей магнитті кобальтті құймадан алынған қабатпен жабылған, ол гальваникалық жабындымен жағылады (арнайы ерітіндіден ток көмегімен дискке металды тұндыру арқылы) немесе шашырату арқылы (газ түріндегі металды арнайы вакуумды камерада тұндыру арқылы). Жұмыстық магниттік қабаттың тозуға төзімділігін қамтамасыз ету үшін өте жұқа көміртекті жылтыратылған қорғаныс жабындысы жағылады, ол бастиек пен дисктің беткі қабаты арасындағы саңылауды ықшамдап, мәліметтерді оқу кезінде дыбыс амплитудасын арттыруға мүмкіндік береді. Жинақтағыштың неғұрлым күрделі бөлігі оқу/жазу бастиегі болып табылады, ол технологияның дамуымен байналысты уақыт өткен сайын

барынша жетілдірілуде.

Конструктивті орныдалу бойынша бастиек ферритті (монолитті және композитті), жұқа үлбірлі және магнит кедергілік болып бөлінеді.

микросызба өндіру технологиясы бойынша металл емес негізге өткізу материалының қабатын тқндыру әдісі пайдаланылады.

екі бастиектің жиыны олып саналады: жұқа үлібріл бастиек жазу процесі үшін пайдаланылса, магниткедергілік бастиек оқу үшін пайдаланылады. Жұқа үлбірлі бастиекте магнитті өріс қалыптастырудың индуктивті қағидасы қолданылады. Магниткедергілік бастиекте магнитті ағын әрекетенен сезімтал элементтің қарсылығын өзгерту эффектісі пайдаланылады. Магниткедергі бастиек қалдық магниттенген түрлі белгілері бар учаске үстімен өту кезінде өзінің қарсылығын өзгертеді. Бастиек арқылы аздаған тұрақты өлшегіш ток өтеді және магниттенген зонада қарсылық өзгерген жағдайда ақпарат оқылатын қуаттың түсуі өзгереді. Қатты дискте жолдар бір-біріне өте жақын орналсқан, сондықтан бастиек негзгі және іргелесе жолдардан сигналды оқиды, бірақ бұл алынатын ақпараттың кедергіге төзімділігіне және сенімділігіне кері әсер етеді.

Мәліметтерді оқу кезінде орын алатын қателерді бейтараптандыру үшін және жазудың тығыздығын арттыру үшін PRML (Partіal Response Maxіmum Lіkelіhood — ішінара әсер ету кезіндегі шындықтың максималды саны) ықтималдылық әдісі пайдаланылады. Қажетті жолдан түсетін пайдалы сигнал шындыққа ұқсату қызметінің максимум критериі бойынша бөлінеді, ол уақыттың нақты масштабына дисковод сызбасына орнатылған сигналды сандық өңдеу процессорымен көбейтіледі. Қазіргі дисководтарда ұзағырақ жазу деп аталып жүрген ауысу процесі орындалады. Домендердің біраз физикалық ұзындығы болады, сондықтан оларды горизонтальді емес, перпендикуляр орналастыра отырып, қатты дискті құрастырушылар жазуды квадратты дюймде жазудың тығыздығын айтарлықтай арттыруға қол жеткізді (10 еселі). Мұнымен қатар, желіде дисктер санының азаюы есебінен ақпарат көлемінің энергия тұтынуы бірлікке қысқартылды. Ұзағырақ жазу кезінде бастиек сигналды тек магниттенудің түрлі бағыты бар ұяшықтар арасындағы өткізу учаскесінде ғана белгілейді, онда перпнедикуляр жазу секілді бит сақталатын барлық зонамен оқылады. Дисководтың маңызды конструктивті бірлігі бастиек  білігінің механизмі болып табылады, ол оны дисктің ортасынан бастап шетіне  қарай, белгіленген цилиндрге ауыстыра отырып, қажетті  қалыпта орнатады. Қатты жинақтағыштарда негізінен,

Жылжымалы катушка бастиек блогымен қосылып, соленоид бөле отырып, тұрақты магнит өрісіне орналастырылады. Катушка мен магнит механикалық тұрғыдан бір-бірімен сәйкес келмецді; катушканың орнын ауыстыру олардың магнитті өріспен өзара әрекеті кезінде ғана жүзеге асырылады. Электрлік ток әсерінен катушкада электрлі магнитті өріс пайда болады,

Қадамдық двигательді желіден айырмашылығы сол, жылжымалы катушка құрылғысында диск жолына тіркеулі, белгіленген күйлер жоқ, сондықтан бастиек блогы басқару қуатының өзгеруіне сәйкес, кез-келген қалыпқа бір сарынды ауыса алады. Бастиекті қажетті цилиндерге дәл позияциялау үшін жол мен бастиектің өзара орналасуын автоматты түрде реттейтін бағыттаудың арнайы жүйесі пайдаланылады. Нақты жолды іздеу цилиндірдің дисктегі нақты қалпын анықтайтын бастиектің позициясы туралы диске алдын-ала жазылған ақпарат бойынша жүзеге асырылады. Мұндай конструкция қадамдық двигателді дәстүрлі желіге қарағанда, неғұрлым жоғары деңгейлі тез әрекет ету, дәлдік және сенімділікті қамтамасыз етеді.

Жылжымалы катушкасы бар бастиек желісінің екі түрі болады: линиялық және бұрыштық, олар бір-бірінен катушка мен бастиек блогы, екеуінің механикалық қосылу сызбасы бойынша ғана ажыратылады.

Линиялық желіде катушка бастиек блогымен тікелей жалғасқан және оларды жұмсақ дисктегі жинақтағыш сияқты диск радиусы линиясының тура бойымен орналастырады. Бұрышты желілерде бастиек блогы рычаг көмегімен жылжымалы катушкаға бекітіледі. Бұрыштық желі жылжымалы катушкасы бар барлық жинақтағыштарда қолданылады, себебі орнына қою процесі автоматты түрде жүреді (қуаттың өшу кезінде дисктің жұмыс істемейтін зонасында бастиекті еріксіз орнату), бұл оның ерекшелігі болып табылады. Қуат қосылып тұрған кезінде бастиектер позицияланады және жылжымалы катушканың магнитті өрісі мен тұрақты магниттің өзара әрекеті есебінен жұмыстық қалыпта тұрып қалады. Қуат өшкен кезде бастиек тоқтамаған диск бетінде бақылаусыз жылжымауы үшін (бұл магнитті қабаттың зақымаднуына алып келеді) бастиектің бұрылатын блогы қайтарма серіппеге қосылады. ДЭЕМ-да қуат өшіп тұрған кезде бастиек блогы серіппе әсерінен дисктің зақымдалуын алдын алып, орналасу зонасына автоматты түрде жайғастырылады. Егер қуат қосулы тұрған кезде катушка мен магниттің өзара әрекеті серіппенің созылғыштыығын болдырмайды және дисководтың штаттық іске қосылуы қамтамасыз етеді. Дискті шыр айналдырған кезде бастиекке аэродинамикалық қысым әсер етеді, ол айналудың толықтай жылдамдығына жеткен кезінде микронның жүздеген үлесіндегі магниті жабындымен ауа саңылауын қалдыра отырып, орналасу зонасынан босатады. ІDE және SCSІ орнатылған қазіргі дисководтардың көпшілігінде бір интерфейсті жалғағыш болады және жалпақ кабель көмегімен қосылады.

Іс жүзінде, барлық жинақтағыштарда жолдағы сектордың ауыспалы саны бар

пайдаланылады. Орталықтан біршама алыстағы жолдар, яғни біршама ұзындау жолдар мәліметтердің көп бөлігін сақтауы мүмкін, сондықтан оған орталыққа жақындау жолдарға қарағанда, секторлардың көп саны орналасады. Мұнымен қатар, жазу тәсілінде цилиндрлер зона деп аталатын топқа құрылады, сонымен бірге дисктің ішкі шетіне қарай жылжу деңгейі бойынша зонадағы жолдар сектрдың көптеген санына ұлғаяды, оның ұзындығы ішкі зона секторының өлшеміне сәйкес келеді (4.14 сур.).

Бір зонаға қатысты барлық цилиндрлдерде секторлар саны бірдей болады. Зонаның мүмкін болатын саны жинақтағыш типіне байланысты болады; олардың көпшілігінде 10-нан жоғары болады. Зоналық жазу әдісі пайдаланылмайтын жинақтағыштарда (мысалы, жұмсақ диск дисководтарында немесе 1-; 1,8 дюмді қатты дисктегі жинақтағыштарда) барлық цилиндрлер, сыртқы цилиндрлердің айнала- сының ұзындығы ішкі цилиндерге қарағанда екі есе үлкен болуына қарамастан, мәліметтердің бірдей санына ие. Қарапайым жазудың нәтижесінде сыртқы жолдар кеңістігі жоғалады, себебі олар өте тиімсіз пайдаланылады.

Қатты дисководтарда мәліметтердің сенімділігін қамтамасыз ету үшін

(Self-Monіtorіng, Analysіs and Reportіng Technology — өзіндік тестілеу, сараптау және есеп еру технологиясы) мониторингтік жүйесімен анықталатын, қателер мен істен шығу жағдайларының орын алуын алдын- ала анықтау әдісі пайдаланылады. SMART жүйесін іске қосу кезінде қатты диск істен шығу жағдайларына сезімтал белгілі параметрлерді қадағалауды бастайды. Олардың жағдайын бағдарламалық сараптау негізінде жинақтағыш жұмысындағы іркілістерді алдын-ала анықтауға болады. Көптеген дисководтарда келесі параметр- лерді тіркеу жүргізіледі; бастиек пен диск арасындағы саңылау; мәлімет- терді жіберу жылдамдығы;

4.14 сурет. Қатты дискке ақпа- ратты қарапайым және зоналық түрде жазу:

Қайта таңдалған (істен шыққан) секторлар саны; жолды іздеу уақыты және жинақтағышты калибрлеу поцесінің қайталану саны. Әрбір параметрдің шектік мәні болады, онымен жинақтағыштың жағдайы бағаланады. Көптеген SMART жинақтағыштар операциялық жүйе көмегімен тек қалыпты жұмыс туралы ғана немесе мәліметтерді резервті көшіру қажет екені туралы хабарлама жібере отырып, қателер туралы хабарлайды. Ақпараттық сыйымдылықтан басқа, дисктік жинақтағыштар дистегі ақпаратқа қол жеткізу уақытымен және оны оқу жылдамдығымен сипатталады.

Ақпаратқа қол жеткізу уақаты магнитті бастиектің қажетті жолға орналасу уақытынан, бастиектің орналасу уақытынан және айналу кезінде дисктің қажетті аумағы (сектор) бастиек бойына келу кезіндегі күту уақытынан құралады.

Ақпаратқа қол жеткізілгеннен кейін оны біртіндеп оқу процесі жүреді, Тез әрекет ету процесі қол жеткізудің орташа уақыты мен мәліметтердің жіберілу жылдамдығы бойынша бағаланады.

Қол жеткізудің орташа уақыты бастиектің қажетті цилиндрге позициялануы үшін қажетті және кезейсоқ таңдалған секторда жазылған мәліметтерге қол жеткізу уақытының жиынтығымен анықталады. Қазіргі заманғы жинақтағыштар үшін бұл уақыт 6 мс құрайды.

Мәліметтерді жіберу жылдамдығы жинақтағышпен уақыт бірліген берілген (қабылданған) мәліметтер көлемімен анықталады. Оның артуы үшін көптеген жинақтағыштар да орнатылған кэш-жад болады, олардың өлшемі бірнеше ондық мегабайтқа жетеді. Дисктің кэш-жады озық үлгідегі оқуды, тек талап етілген сектор бойынша ғана емес, сонымен қатар осы сектордан кейінгісімен де қабылдау арқылы орындалады, себебі көп жағдайда (дефрагменттелген жинақтағыштарда) өзара байланысты мәліметтердің файлы көрші секторларда сақталады. Жинақтағыштардың тез әрекет етуі көптеген факторларға байланысты: дисктің айналу жиілігіне, бастиек тің айналдыру жүйесінің жылдамдығына, жолдағы секторлар санына және мәліметтердің орналасу орнына. Дисктің айналу жиілігінің өссуімен мәліметтерді ауыстыру жылдамдығы да арта түсуде, өйткені бастиекті белгіленген секторға орнату қолжеткізудң азырақ уақытымен жүзеге асырылады.

Қатты дисктегі жинақтағыштардың

өндірушілер арқылы немесе есептеу жолымен, немесе көптеген дисководтарды ұзақ уақыт статистикалық сынау негізінде анықталады.

4.2.7.Оптикалық дисктердің дисководтары Барлық оптикалық дисководтар 120 мм стандартты дисктерді пайда- лануға есептелген, 5,25 дюмді горизонталды өлшеммен шығарылады. CD және DVD жинақтағыштарының бірдей электромеханикалық құрылғысы болады, жартылай өткізгішті лазерден, бөлгіш призмалары бар оптикалық жүйеден, серводвигательден, дискті айналдыру двигателінен және басқару тақтасынан тұрады (4.15 сур.). Ақпаратты оқу айналатын дисктің металл қабатынан шағылысатын лазер сәулесінің тербелісін тіркейтін үрдіс ретінде қаралады. Диск лазерге қатысты сағат тіліне қарсы бағытта айналады. Лазер оптикалық жүйе ккөмегімен фоксталған сәуле жарығын дисктің төменгі бөлігіне жібереді, ал жарыққа сезімтал фотодетектор шағылысқан сәулені ұстап тұрады. Лазер сәулесі бөлгіш призмалар арқылы синхронизация үшін фотоқабылдағышқа шағылысады және айна мен фокусталатын линза арқылы дискке түседі. Компакт-дисктерді дайындау барысында пайдаланылатын поликар- бонатты пластмасса ауа кеңістігінен өзгешелігі бар, Диск шеңберіндегі толқындардың қысқаруына алып келетін жарықтың сыну коэффициентіне ие. Сөйтіп, жарық қоршаған ортаға қарағанда, диск негізі арқылы баяуырақ өтеді.

Себебі, жарықтың жиілігі тұрақты, шағылысқан жарық толқынының ұзындығы синхронизациялаудың бастапқы сәуле толқынының ұзындығымен салыстырғанда азаяды. Бұл толқындар ұзындығындағы айырмашылық ақпаратты бөлу үшін пайдаланылады. Айна мен линзаның қалпы орнатылған микропроцессордан түсетін командалар бойынша серводвигательді басқарады. Алаңға түсетін лазер сәулесі (жолдың жалпақ беті)металл қабаттан керісінше шағылысады; өз кезегінде жолдар штрихында пайда болған сәуле қайтадан шағылыспайды, яғни штрихтар шағылысқан сәуленің қарқындылығын фотоқабылдағышта модульдейді. Фотоқабылдағыш штрихтердің және спиральді жолдағы алаңдарда орналасқан жеріне байланысты болатын жарық жарқылын электрлк сигналға айналдыра отырып, бірізділігін тіркейді. Лазердің шағылысқан сәулесінің әрбір өзгеруі штрих және алаң қиылысында (ашық-күңгірт және күңгірт-ашық) 1 мәнді ақпарат битіне өзгереді. Сондықтан мәліметтер биті фотоқабылдағыштың жоғары және төмен деңгейлі сигналдары арасындағы өткізгіш ретінде оқылады. Дискте белгілі бір секторды іздеу кезінде жинақтағыш мәліметтер адресін компакт-дисктің нөлдік жолына апарады, бұдан кейін лазер сәулесі биттің қажетті реттілігін белгілеу үшін спиральдің қажетті орамына ауыстырылады. Типтік CD дисководында лазер сәулесінің толқын ұзындығы 780 нм болса, ал DVD құрылғысында шамамен 650 нм болады (жазудың жоғары деңгейдегі тығыздығын қамтамасыз ету үшін). Компакт-дисктерде пайдланылатын алюминді жабындылар ұзындығы қысқа толқындары бар лазер сәулесін жақсы шағылыстырады, бұл DVD жинақтағыштарына CD- ROM дискілерін оқуға мүмкіндік береді, бірақ CD- R немесеRW дискілерін оқымайды. Сондықтан, универсалды жинақтағыштарда олардың оқылуы үшін өзіне толқынының ұзындығы 650 және 780 нм лазерді біріктіретін, қосарлы оптикалық жүйелер қолданыла бастады. Оптикалық диск жүктемесі үшін дисководтың беткі панелінде (4.16 сур.) жылжымалы механизм – 120- және 80-миллиметрлі дисктерді орнатуға арналған, шоғырласқан екі тереңдігі бар жүктеме лотогы болады.

Ұяшықты шығу жалғағышы мен дыбысты реттегіш құлаққап арқылы дыбысты дисктерді тыңдау үшін дисководтың беткі панеліне шығарылған. Ноутбуктерде дисктің жарықты жүктемесі бар желілерді кездестіруге болады, олардың лотокты түрімен салыстырғанда бірнеше артықшылықтары бар: жылжымалы механикалық детальдері болмайды, физикалық зақымдалудан жақсы қорғайды. 80-миллиметрлік дисктерді пайдалану мүмкіндігінің жоқтығынан және жоғары деңгейдегі шулы болу әсерінен оларды пайдалану шектеулі. Оригиналды конструкциялы ноутбуктерде өте сиреу вертикалды жүктемелі дисковод қолданылады (дисктің орнатылатын жеріне қолжетімділік желінің жоғары қақпағының көтерілуімен жүзеге асады). Дисковод зақымдалған жағдайда DVD-диск қолмен шығарылады: сымды (мысалы, скрепка) дисковод ойығына басу керек, сонда панель ашылады (4.17 сур.). Оптикалық дисководтардың мәліметті жіберу жылдамдығы дисктің айналу жылдамдығымен және сақталып тұрған мәліметтер көлемімен анықталады.

Мәліметтерді жіберу жылдамдығы Nx еселік коэффициентті дисктің айналу жылдамдығымен байланысты. Еселік коэффициенті, мәліметтерді жіберу жылдамдығы CD-ROM үшін 150Кбайт/с-ға, ал DVD-ROM үшін шамамен 1,4 Мбайтқа тең қалыпты жылдамдықтан (1х) қанша рет асып кеткені дисковод маркасында көрсетіледі. Қазіргі оптикалық жинақтағыштарда Nx

коэффициентінің жұп белгілері болады және 52-х (52x) дейін жетеді.

Алғашқы кездерде дисководта мәліметтерді жолдың барлық бойымен оқудың және жазудың тұрақты жылдамдығы пайдаланылды. Оқудың тұрақты жылдамдығын қамтамасыз етіп тұру үшін, мәліметтер CD-дискке

CLV технологиясы бойынша жазылды (Constant Lіnear Velocіty — тұрақты линиялық жылдамдық). Бұл дисктің айналу жылдамдығын белгілі заңдылық бойынша өзгертуді талап етті, яғни лазер сәулесін жол орамдары бойынша ауыстыру кезінде – ақпаратты ішкі жолдардан оқу кезінде диск тезірек айналуы, ал сыртқы жолдардан оқу кезінде баяу айналуы тиіс.

Мәліметтерді оқу жылдамдығын арттыру үшін

пайдаланылды. Мұндай жағдайда, жолдар орамдардың дискіде орналасу ретіне қарай өзгеретін жылдамдықтағы лазермен оқылады. Диск тұрақты жылдамдықпен айналатын болса, диск шетіндегі жолдар орталықтағы жолдарға қарағанда тезірек оқылады. Қазіргі жоғары жылдамдықты, қайта жазатын дисководтардың тиімділігін арттыру үшін бұл технологиялар келесі процестерді біріктірді: жазу процесі кезінде жинақтағыш CLV режимінде, ал мәліметтерді оқу кезінде CAV режимінде жұмыс істейді.

қатты дисктегі секілді анықталады. Ол команданы алу және оқу кезі арасындағы іркіліске теңеседі және 70 мс.аспайтын 52-жылдамдықты дисковод құрады. Көптеген CD/DVD дисководтарында сыйымдылығы 8 Мбайт кэш-жад болады, ол мәліметтер алмасудың тұрақты жылдамдығын және жазудың біркелкі орындалуын қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта барлық компьютерлерде процессор жүктемесін азайтатын, ОЕҚ-на тікелей қосылатын контроллер орнатылады.

Бағдарламалық файлдар және мәліметі бар файлар сенімді ақпаратты қамтуы тиіс болып, ал оптикалық дисктер зақымдалудан нашар қорғалуына байланысты, жинақтағыштарда анықтаудың күрделі алгоритмі мен қателерді түзету бағдарламалары пайдаланылады. Сондықтан, оптикалық дисктің барлық көлемінің біраз бөлігі (10 % аз емес) дұрыс оқылмаған мәліметтерді анықтап, түзетуге мүмкіндік беретін қосымша ақпараттарды қамтиды. Кодтаудың қазіргі әдістері зақымдалған мәліметтердің орнын қалыпқа келтіру мүмкіндігіне ие. R/RW оптикалық дисктеріне жазу оның ортасындағы ойықтан, жоғары қуатпен жұмыс істейтін лазермен басталады. Қайта жазатын RW дисктерінің технологиясы ақпаратты тек жазуға ғана емес, сонымен қатар оны өшіруге де мүмкіндік береді. Дисководтар бір сессиялық (бір реттік) және көп сессиялы (көп реттік) жазу режимдерімен жұмыс істейді.

Сессия бір жазу процесін белгілейді және соңғы зонамен біткен, яғни жазу аяқталған бір немесе бірнеше ақпараттық аумақтар ілесіп жүретін нөлдік зона болып саналады. Соңғы зона дисктің ақпараттық аумағының соңын немесе дискке көп рет жазу сеансының аяқталғанын белгілейтін маркер болып табылады. Бірнеше сеанстар бойы жазылған дисктер өзіне, жазудың әрбір сенасы басталатын бірнеше нөлдік жолдарды қамтиды.

Көпсессиялы диск өзінің нөлдік зонасы, мәліметтер аумағы және аяқталған жазудан тұратын бірнеше сессияны (автономды жазулар) қамтиды. Нөлдік және соңғы зонаның болуы әрбәр сессия үшін міндетті болып табылады, өйткені ол үшін айырып білу (распознавание) жұмыс істейді. Нөлдік зонадағы ақпарат бұл диск көп сессиялы екендігін анықтап, дисктің келесі сессиясының адресін көрсетеді. Сессиялық жазбалар бір- бірінен уақыттық интервалмен бөлінеді. Көп реттік жазуды орындау кезінде әрбір сессия қосылған және өшірілген лазерлі жеке сеанстармен жазылады, бұдан кейін диск  жабылады, бұл жаңа сессия жазу мүмкін емес екенін білдіреді. Қосымша сессияларды жазу қажет кезінде диск жабылмайды, сондықтан жолдарда бос сыйымдылық болған жағдайда, жаңа (келесі) мәліметтер қосу мүмкіндігі қамтамасыз етіледі.

Бірсессиялық жазу кезінде нөлдік зона, мәліметтер аумағы және соңғы зона лазер өшірілмей, бір операция бойынша жазылады, бұдан кейін тіпті бос орын бар болған жағдайда да, жаңа ақпарат қосу мүмкін болмайды, себебі нөлдік зона келесі сессияның адресін қамтымайды.

DVD±RW дисководтарының көмегімен CD/DVD дисктерінің барлық түрлерін оқуға болады. Сонымен қатар, CD-R, CD-RW, DVD+R, DVD+RW, DVD-R және DVD-RW оптикалық дисктеріне де мәлімет жазуға болады. Екі қабатты (Double-Layer) дискпен жұмыс істейтін мультиформатты DVD дисководының көмегімен барлық оптикалық дисктерден ақпарат оқуға болады. Оптикалық дисководтар ДЭЕМ-де сыртқы орамда монтаждалады, жүйелік тақтамен ІDE интерфейсі арқылы (қатты дисктегі жинақтағыштар сияқты) қосылады, бірақ сандық және аналогтық дыбыс шығу жүйесі жүйелік тақтаға қосылу үшін қосымша жалғағыштары болады.

4.2.8.Қуат блогы Стационарлық энергия жүйесінің электрлік желісі үшін ток көзі болып, электр станцияларында орнатылатын ауыспалы токтың үш фазалы генераторы табылады (4.18 сур.). Генератордың әрбір орамынан линиялық кернеу туады. Бұл өткізгіштердің үшеуі линиялық немесе фазалық, ал төртіншісі – бейтарап өткізгіш немесе жай ғана – бейтарап деп аталады. Орамдар электр генераторының айналасы бойынша симметриялық түрде орнласқан, сондықтан линиялық кернеу бір-бірінен 120° фаза бойынша жылжытылған. Ресейде линиялық кернеудің номиналды қолданыстағы мәні 380В-ға тең. Бейтарап пен линиялық өткізгіштердің кез-келгені фазалық деп аталады және 220В-ға тең болады. Аз қуатты пайдаланушылар (дербес компьютерлер, офистік техникалар, тұрмыстық аспаптар т.б.) бір фазалы электрлік тұрмыстық желіге есептелген. Олар желіге екі өткізгішпен қосылады:

линиялық және бейтарап (стандартты қуаты 220 В тең).

Ауыспалы электрлі ток номиналды жиілікпен сипатталады. Ауыспалы токтың жиілігі генератордың айналу жылдамдығымен беріледі және Ресейде 50Гц құрайды. Біздің елімізде электрлік желілердің сапалы көрсеткіштері қолданыстағы 13109 — 97 МСТ ережесімен реттеледі. Бұл құжаттың нормативтері электрлік жабдықтау және электрлік-магниттік кедергілерді өлшеу әдістері жүйесінде, электрлік магнитті сәйкестік деңгейі бөлімі жөніндегі халықаралық стандарттарға толықтай сәйкес келеді. Осы стандартпен электр энергиясын қосу нүктелерінде – тікелей розеткалардағы көрсеткіштер мәні бекітілген. Электр энергиясы сапасының маңыздырақ көрсеткіші кернеудің номиналды мәннен ауытқуы, кернеудің бейсинусоидтылығының коэффициенті, жиіліктің 50 Гц-дан ауытқуы болып табылады. Стандартқа сәйкес, әр тәулік уақытының кем дегенде 95%-да фазалық кернеу 209...231 В диапазонында, жиілік – 49,8 50,2 Гц шамасында болуы, ал бейсинусоидтылық коэффициенті - 5% аспауы тиіс. Қалған уақытта кернеу 198. 242 В, жиілік – 49,6...50,4 Гц, ал бейсинусоидтылық коэффициенті - 10% аспауы тиіс. Электр энергиясының сапа көрсеткіштері бекітілген стандарт талаптарынан асып кеткен кезде, аппатты жағдай туындайды. Ресейде дайындалатын электр жабдықтары ресейлік электрлік желілерге арналған және 198...242 В кернеу кезінде жұмыс қабілеттілігін сақтауға міндетті. Ресейде ГОСТ Р 50628 — 93 қолданылады, ол дербес компьютерлердің электрлі-магниттік кедергілерге төтеп беру талаптарын анықтайды. Бұл стандартқа біздің елімізде өндірілетін немесе Ресйден әкелінетін барлық компьютерлерге сәйкес келуі тиіс. Электрлі магнитті кедергіге электростатистикалық разрядтар, радиожиілікті электромагнитті өрістер, наносекундты импульсті кедергілер, көп энергияның микрсекундтық импульсі, желіде кернеудің үзілу жатады. Пайдаланушының электр тогымен зақымдалуын болдырмау  үішн ДЭЕМ жүйелік қуатында жерге тұйықталған қорғаныс пайдаланылады.

Жерге тұйықталған қорғаныс

Жергілікті компьютерлік желілер үшін қойылатын талаптар бірашама қатаңдау – жерге қосу кедергісі 0,5...1,0 Ом құрауы тиіс. Жерге тұйықтау адамдардың токтан зардап шегуінен ғана қорғап қоймайды, сонымен қатар жоғары жиілікті түрлі жабдықтармен жұмыс кезінде туындайын кедергілерді де азайтады. Жерге дұрыс тұйықтаған кезде жоғары жиілікті электрлі-магнитті сәуле азаяды. Жерге тұйықтау құрылғысы үшін грунтта металл құрылғы орнатылады және оны ғимаратта жерге тұйықтау шинасымен сенімді түрде (дәнекерлеу) байланыстырады. Ресейде тұрғын үйлер мен офистік бөлмелерді электр қуатымен қамтамасыз ету үшін тікелей жерге тұйықталған бейтарапты желілер (генератордың орташа нүктесі жерге тұйықталған) пайдаланылады, сондықтан технкалық әдебиеттерде «жерге тұйықталу» терминінің орнына

«қорғанысты нөлдену» термині қолданылады.

Дербес компьютерлерді қосу үшін үш контактысы бар розетка пайдаланылады: біреуі үш фазалы шынжырлы линиялық өткізгішпен жалғанған, екіншісі – бейтараппен, үшіншісімен жерге тұйықтау жүргізіледі. Әдетте, бұл розетка компьютерлі, еуропалық немесе еуротрозетка деп аталады. Кейбір желілік вилкаларда ДЭЕМ-ның кәдімгі розеткаға қосылу мүмкіндігін қамтамасыз ететін жерге тұйықтаушы ауыспалы контактысы болады. Розеткалар және оған сәйкес келетін вилкалар 250 В және 10А (кейде 16 А) дейінгі кернеуге есептелген және ДЭЕМ және түрлі офистік жабдықтарды қосу үшін пайдаланылады. ДЭЕМ электронды жабдықтарының параметрлерінде толықтай немесе активті күш көрсетілуі мүмкін.

Толық (жиынтық) күш активті және реактивті құраушылар есебімен, сонымен қатар гармониялық тербеліс әсерінен кернеу мен ток формасының ауытқуымен анықталады. Өлшем бірлігі – В – А (вольт-ампер).

Активті күш

ДЭЕМ немесе перифериялық құрылғының қуат күші көбінесе техникалық құжаттамаларда вольт-ампермен көрсетіледі. Егер ваттпен келсе, онда толық қуат күші 20...40%-ға күштірек болады. ДЭЕМ қуат блогының (ҚБ) дамуы басты тақтаның формфакторының өзгеруімен (АТ стандартына өтудің орнына АТХ стандартына өту) және жүйелік блок конструкциясының сәйкесінше өзгеруімен байланысты болды.

AT стандартында жүйелік блокқа тек 5 В түседі, ал 3,3 В осы тақтадағы кернеуді түрлендіруші арқылы түседі. АТХ стандартында 3,3 В күш, қуат блогының өзінен шығады, бұл жағдайда тақтадағы қуатты түрлендіргіш құрылғы қажет етілмейді. АТ стандартының қуат блогында мониторды қуаттауға арналған ішкі жалғағыш болды, ал ДЭЕМ-ді қосу-өшіруді жүргізу тек 220/110 В сыртқы желінің механикалық коммутациясымен жүзеге асырылды. АТХ форматындағы блокта, қуат блогы желіге қосылып тұрған кезде үнемі «кезекші» кернеу берілетін басты тақтадағы басқару сигналымен жүргізілетін және ДЭЕМ қуатын бағдарламалық түрде өшіру мүмкіндігі енгізілген болатын. ДЭЕМ-ның қуат блогы сәйкестендірілген металл корпустармен шығарылады, металл корпустар жоғары жиілікті кедергілер кезінде электрлік-магниттік экрандалудан және сызба элементтерін механикалық жақтан қорғау қызметін атқарады. Электронды компоненттер бір баспа тақтада орналасады. Артқы бүйір қабырғада желдеткіш, желі кернеуінің номиналын ауыстырып-қосқыш және ІEC320 түріндегі үш пышақты контактылері бар желі вилкасы бекітілген. Жүйелік блокта қуат блогы корпустың артқы қабырғасына басты тақтаның үстінен көлденең орналасады, бұл басты тақтаға және оның жалғағыштарына қолжетімділікті, сонымен қатар жақсы салқындатылуды және процессор-кулер конструкциясының жоғарғы жағында шектеулердің болмауын қамтамасыз етеді. Желіден толықтай ажыратылу үшін көптеген қуат блоктарында артқы панельде орналасқан сөндіргіші болады (4.19 сур.). Қуаттандыру желісінің кернеуі автоматты түрде анықталатын қуат блоктарында 220/110 В қосқыш орнатылмайды. Пайдаланушының электр тогымен зақымдалу қауіпсіздігін алдын-алу мақсатында ҚБ-ның корпусына үш өткізгішті сызба бойынша: қуаттың екі сымы және жерге тұйықталу сымы қосылады. Қуат блогында орнатылған вентилятор екі қызметті атқарады: ҚБ компонентін салқындатады және бір уақытта корпусты еріксіз ауа тартқыш арқылы желдетілуін жүзеге асырады, яғни жүйелік блоктан түрлі тораптар арқылы қызған ауаны қуады және корпустық желдеткіштердің бірі болып, кейде жалғыз түрі болып табылады. Желдеткіштің айналу жылдамдығына компьютер корпусында қалыпты жылу алмасудың орындалуына байланысты. Желдеткіш жұмысы кезіндегі шуды азайту үшін оның жылдамдығын автоматты түрде реттейтін құрылғы пайдаланылады.

5 , 7

Желдеткіштің айналу жылдамдығына компьютер корпусында қалыпты жылу алмасудың орындалуына байланысты. Желдеткіш жұмысы кезіндегі шуды азайту үшін оның жылдамдығын автоматты түрде реттейтін құрылғы пайдаланылады. Осы мақсатта қуат блогы термореттеуші сызбасымен жабдықталады: салқындататын желдеткіштің айналу жылдамдығы оның ішкі корпусының температурасына байланысты жүреді, ең жоғарғы жылдамдыққа желдеткіш 40°С-ден жоғары температура кезінде қосылады Ереже бойынша, қуат блогы қосымша термоқорғаныс жүйесімен де жабдықталады, ол температураның қалыпты нормадан асу кезінде ДЭЕМ- ның электр қуатын өшіреді. Компьютер жұмысына арналған кез-келген қуат блогының ішкі бақылау сызбасы болады, бұл сызба тұрақты шығатын кернеудің барлық номиналдарын үздіксіз тесттен өткізеді. Егер кернеу қалыпты нормадан асу шегінде тұрса, онда қуат блогы жүйелік тақтаға түзету қажеттілігі туралы сигнал береді. Кіру, шығу кернеулерінің номенклатурасы және олардың максималды токтары қуат блогының жапсырмасында көрсетіледі. 300 Вт күштегі стандартты қуат блогы үшін бұл белгілер: +3,3 В — 18 А; +5 В — 12 А; +12 В — 21 А; 400 Вт үшін: +3,3 В — 20 А; +5 В — 14 А; +12 В — 27 А

құрайды.

АТХ форматындағы қуат блогында жүйелік блокка қосылатын жалғағыштары өзгерген: оның +3,3, ±5, ±12 В қуат күші бар 20 контактысы болады және ДЭЕМ қуатын қосу-өшіру сигналы енгізілді. Жүйелік тақтаның қуат жалғағышының қате қосылуды болдырмайтын конструкциясы болады. Жалғағыш фиксациясы басты тақтаның сәйкес келетін ұяшығында желім ілмек көмегімен қамтамасыз етіледі. Мұнымен қатар, ҚБ-да басты тақтаға +12В (8 А-дан аз емес) жіберу үшін 4- контактылы қосымша жалғағыш (ATX12V) болады, бұл жағдайда кернеу түрлендірілгеннен кейін процессорды қуаттандыру үшін пайдаланылады. АТХ стандарты үшін типтік қуат блогының құрылымдық сызбасы 4.20 суретте келтірілген. Кедергілерді бейтараптандыру үшін ҚБ кірісінде жарық фильтрі орнатылған, бұл фильтр арқылы SA1 екі полюсті сөндіргішке және жарық түзеткіш кірісіндегі F1сақтандырғышқа желінің бір фазалы кернеуі түседі. SA2 қосқышы 110 В кернеулі желіден ДЭЕМ қуатының коммутациясын қамтамасыз етеді. Түзеткіш шығысында 260 .340 В тұрақты кернеуі қалыптасады. Желілік түзеткіш 5 В тұрақтандырғыш-қосқышты қуаттандырады, ол өз кезегінде тораптар кернеуі арқылы басқаруды қамтамасыз етеді және жүйелік тақтаға кезекші қуат береді. Басқару тораптары ДЭЕМ қуатын біркелкі қосу және апаттық жағдай кезінде өшіру қызметін атқарады. Жүйелік тақтада SB1 (POWER — қуат) кнопкасын басқаннан кейін басқару тораптары жоғары жиілікті қуат түрлендіргіш (қуат күшін  арттыру) жібереді, бұл кезде шамамен 40..60кГц тұрақты жиіліктегі ендік- импульсті модуляция қағидасы пайдаланылады, сондықтан оның шығыс кернеуі ауыспалы қуысты тікбұрышты импульске ие (4.21 сурет). Түрлендіргіш импульстері ұзақтығының өзгеруі түзеткішке энергия түсуін реттейді. Шығыс кернеулерінің ауытқушылығы кезінде номиналдан кері байланыс сигналы бойынша басқару тораптары түрлендіргішке модульдік әсер деңгейін өзгертеді, бұл, түрлендірілетін импульс ұзақтығын (импульс ұзындығы жүктеме кернеуіне пропорционал) өзгерте отырып, қуат блогының шығыс кернеуін тұрақтандыруды қамтамасыз етеді.

XS1 — қуат блогының желілік жалғағышы; SA1 — желі қосқышы; SA2 —110/220 В желі кернеуін қосқыш; SB1 — ДЭЕМ қуатын қосу кнопкасы; GND — корпус; Қосу — қуатты бағдарламалық қосу-ажырату; Түзету — ҚБтүзету сигналы

А — сигнал амплитудасы; t

t n

и

шығ

Түзеткіш-тұрақтандырғыштан келіп түсетін түрлі номиналды импульс кернеуінен жүйелік блокты қуаттандыратын (U шығ ) +3,3; ±5; ±12 В тұрақты кернеу қалыптасады. Егер кернеу қалыпты нормадан асу  жағдайында тұрса, онда басқару торабының бақылау сызбасы түзету (Түзету) сигналын береді, яғни жүйелік блоктың беткі панелінде жарықдиоды жанады. Олай болмаған жағдайда, апаттық жағдай белгіленіп, қуат блогы жүктемеден ажыратылады. F1 сақтандырғышы да қатты қызып кеткен жағдайда, ҚБ желіден ажыратылады. ДЭЕМ бағдарламалық түрде ажырату үшін (күту немесе ұйқы режиміне өту) «Вкл» сымы арқылы жүйелік тақтадан сигнал түседі. Қазіргі ДЭЕМ-да қуатты басқару сызбасының жеке параметрлерін орнату мүмкіндігі бар: электр энергиясын үнемдеу үшін монитор және қатты дисктердің автоматты түрде бағдарламалық (бекітілген нұсқа бойынша) өшуі және компьютер жұмысы тоқтаған кезде күту немесе ұйқы режиміне өтуі (клавиатура арқылы қолмен жүргізу мүмкін). Басқару үшін қуаты ACPІ (Advanced Confіguratіon and Power Іnterface) басқарудың жетілдірілген интерфейсі және конфигурациясы пайдаланылады. ACPІ операциялық жүйеге тасымалданатын және үстелдік компьютерлерді, серверлер мен перифериялық құрылғылар қуатын тікелей басқаруға мүмкіндік береді.

Күту режимінде компьютер электр энергиясын аз тұтыну жағдайына өтеді, бұл кезде қатты диск және монитор өшіп тұрады. Жұмыстық қалыпқа қайта келу клавиатурадан кез-келген кнопканы басу немесе тінтуірді жылжыту арқылы жүзеге асырылады.

Күту режимінде қатты дисктегі жұмыс үстелінің жағдайы сақталмай- тындықтан (барлық ақпарат оперативті есте сақтау құрылғысында сақталады), күту режимінде тұрған компьютер қуатының іркілісі бұдан бұрын сақталмаған мәліметтердің жойылып кетуіне алып келуі мүмкін.

Ұйқы режимінде компьютер ұзақ уақыт пайдаланылмаса немесе түні бойы қосулы күйде қалдыру жағдайында орындалады. Ұйқы режимінде жадтың ішіндегі барлық мәліметтер қатты дискте сақталады, монитор және қатты диск ажыратылып, компьютер өшеді. Компьютер қайта қосылған кезде жұмыс үстелі толықтай қалпына кедеді. Ұйқы режимінен шығу күту режиміне қарағанда, ұзақтау болады. Операциялық жүйенің қуатын басқару қызметі ДЭЕМ үздіксіз қуат көзінің (ҮҚК) жұмысын басқаруға мүмкіндік береді. Қолжетімді параметрлер жиыны ҮҚК-нің бекітілген үлгісіне байланысты. Қазіргі ДЭЕМ-да негізінен 3,3; 5 және 12 В кернеуі пайдаланылады, ал процессор, жүйелік логика микросызбасы, ОЕҚ және 1,5-вольтті видеокартаны қуаттандыру орнатылған түзеткіші бар басты тақта арқылы жүзеге асырылады. Сондықтан, ДЭЕМ қуат блогында кернеу номен- клатурасын шектейтін жаңа стандарттарға біртіндеп өтуде.

4.2.9.Температуралық режимнің қамтамасыз етілуі ДЭЕМ-ның үздіксіз жұмыс уақыты тек сапалы іріктелген элементтерді пайдалануға, компьютердің құрылымдық бөліктерін дайындау және өндіру деңгейіне ғана емес, сонымен қатар пайдаланудың климаттық және механикалық шарттарының қамтамасыз етілуіне де байланысты болады. Микросызбаның бөлінетін қуат күшіне, сыртқы (қоршаған) ортаның және жүйелік блоктың ішкі температурасына байланысты іркілетін компьютердің сенімді жұмысына элементтік базаның жұмыстық температуралық режимі айтарлықтай деңгейде әсер етеді. ДЭЕМ өнімділігінің уақыт өткен сайын дамуы және функциялық жағынан күрделене түсуі тұтынатын қуат күшін де арттырды, оның 40 %-

дан астамы жылу бөледі.

Негізгі мәселе – орталық процессордың тиімді жұмыстық температурасын қамтамасыз ету. Қазіргі процессорлар көп мөлшерде жылу бөле отырып, жұмыс кезінде қатты қызады және арнайы ауа арқылы еріксіз салқындату құралдарынсыз қолданылмайды.

Қазіргі ДЭЕМ корпусында бөлінетін жылудың жиынтық күші 200 Вт асады және сонымен қатар 5% жалпы жылу бөлу процесінен құралатын, жасанды жолмен тарала алмайды. Тиімді температураны қамтамасыз ету үшін ДЭЕМ-да аралас тәсіл – процессордан және қуатты көп пайдаланатын өзге де элементтерден жылуды жергілікті түрде бұрып жіберу және сыртқы орта мен  жүйелік блок температурасының әр түрлілігіне негізделген еріксіз желдету арқылы, корпус ішінің температурасын азайту болып табылады. СБИС және электрмен қамтамасыз ететін құрылғының күшті транзис- торларынан жылуды жергілікті түрде бұрып жіберу беткі қабаты үлкен аумақты қамтитын пассивті көлемді құрылғы–

Радиатор өзінің ойлы-қырлы беттерінің арқасында жеткілікті көлемде қуаты күшті элемент кристалының жылу контактылерінің аумағын ұлғайтады, табиғи және жасанды түрдегі жылу алмасу процесінің қарқын- дылығын арттырады және жұмыстың температурасының төмендеуіне жағдай жасайды. Ойлы-қырлы қабат радиатордың пайдалы аумағын, оның (радиатордың) шағын көлемін сақтай отырып, ұлғайтады.

Радиатордың жылу тиімділігі көбінесе тек беткі қабатының аумағына ғана емес, сонымен қатар оның конструктивті ерекшелігі, дайындалу технологиясы және радиатор мен элемент корпусы арасында жақсы термиялық байланысты қамтамасыз етуіне де байланысты. Сондықтан радиатордың астындағы төсемесі ұқыпты түрде тегістеледі (беткі қабаты өте тегіс және жылтыр болғанға дейін), ал жылуға қарсылығын азайту үшін микросызба корпусымен оның контактылері жылуды жақсы өткізетін күміс негізіндегі термопастаны қосымша пайдаланады. Кейде полимерлі төсемелер пайдаланылады, ол қыздыру кезінде процессор корпусы мен радиатор төсемесі аралығында барлық саңылауларды толтыра отырып, жұмсақ қалыпқа енеді. Қазіргі уақытта қарлы қабырғаларының күрделі профилі бар алюминийден жасалған радиаторлар жиі қолданыста (тікбұрышты қабырға және ерікті қиылу тұңғиығы түрінде). Жылу өткізуді жақсарту үшін алюминді радиатор құрамына қосымша мыс негізіндегі құрам қосылады, ол алюминді қабырғаның биіктігі бойымен біртегіс етіп жағылады. Сонымен қатар, жұқа мыс лента негізінде дайындалатын радиаторлар да қолданылады. Талап етілген аумақта лента «гормошка» түрінде оралады және радиатордың базалық пластинасына (іргетасына) дәнекерленіп бекітіледі. Радиаторда көбінесе лента орнына радиатор іргетасына дәнекерленетін жұқа мыс пластина пайдаланылады. Мұндай радиаторлардың шағын өлшемі және жылу тиімділігі болады. Алайда, радиаторлардың жылу тиімділігінің жасанды ауа конвекциясы жағдайында процессордың қолайлы жұмыс температурасын қамтамасыз етуге жеткіліксіз болады, сондықтан әрбір процессор радиаторға оның қабырға араларын еріксіз желдету үшін желдеткіштер орнатылады (4.23 сур.). Радиатордың желдеткішпен мұндай қосылысы «кулер» деп аталды.

Кулер алмалы-салмалы түрде жасалады – радиатордың жоғары жағына желдеткішпен бірге орнатылады. Кулер процессордың жұмыс температурасын техникалық талаптарға сай ұстап тұрады және ДЭЕМ-ның ішкі корпусының температурасы қалыпты нормада тұрған кезінде, оның дұрыс және сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Көп жағдайда кулер желдеткіштері басты тақтаға қосылады, бірақ оның көп қолданылуына байланысты тікелей қуат блогына жалғанады. Процессор және өзге де компоненттер үшін мөлшерлі жүйе (әсіресе, қатты диск пен видеокарта) ішкі корпустағы 55°C жоғары температура болып саналады,

Артық ішкі жылуды бұрып жіберу үшін ауа арқылы салқындатудың корпусты еріксіз жүйесі пайдаланылады, ол түрлі температуда корпустың ішінде және сыртында жұмыс істейді. Ауа арқылы салқындату жүйесі техникалық параметрлерге және желдеткіштің сенімділігіне қажетті, жеткілікті түрдегі жылу тиімділігі, температуралық бақылау сызбасының болуы, желдеткіштің айналу жылдамдығы өлшейтін тахометр мен оның тоқтау дабылы, электр қуатын және шудың минималды деңгейін реттеуіші болуы тиіс. Себебі бір желдеткіштің өнімділігі қуат блогында қуат күшін бұрып жіберуге жеткіліксіз болады, жүйелік блоктарда желдеткіш үстінен жүйелік корпустың алдыңғы (төмен) және артқы (жоғары) қабырғаларында арнайы орын қарастырылған. Ереже бойынша, төменгі желдеткіш ауаны сору арқылы, ал жоғарғысы тек сыртқа шығару арқылы жұмыс істейді. Көп жағдайда, жүйелік блоктың артқы қабырғасындағы қосымша желдеткіші жылуды тиімді түрде бұрып жіберетін және корпус ішіндегі 35°C шамасындағы қалыпты температураны (сыртқы ортаның температурасы 25°C кезінде) ұстап тұрады.

Қазіргі өнімділігі жоғары қазіргі компьютерлік жүйелердің беткі панельдеріне кейде тағы бір желдеткіш орнатуға тура келеді. Салқындату үшін негізінен тұрақты токтың осьтік желдеткіштері пайдаланылады, олар желдеткіштің қалақты аспабының айналу осіне параллель бағытта ауа ағынын қалыптастырады. Тұрақты тогы бар қазіргі желдеткіштер бастапқы айналмалы магнитті өріс қалыптастыратын, фазалық басқаруы бар коллекторсыз аз габаритті электр двигательдерінде құрылады. Ротор ретінде сақиналы  тұрақты магнит пайдаланылады, ол желдеткіш қалақшасымен біріктірілген, ал статор төрт полюсті (алты- немесе сегіз полюсті) орамалы магнитті өріс индукторы болып саналады. Электр двигателінің айналуын басқару сызбасының неғұрлым кең таралған нұсқасы түрлендіргішті пайдалануға негізделеді, оның магнитті өрістің – әрекеті Холл әсеріне негізделген арнайы датчиктің өзгеруіне байланысты. Сызба двигатель орамына синхронизацияланған біркелкі қуаттың берілуін жүзеге асырады, бұл әрекет роторға бекітілген тұрақты магнит тудыратын статорда айналмалы магнитті өріс қалыптасу арқылы орындалады. Желдеткіштің жалғағышы негізінен 5 немесе 12 В екі қуат өткізгіші болады, кейде тахометр және тоқтау сигналы үшін қосымша құралдар енгізіледі. Қалақты аспап және корпус негізінен желімнен дайындалады, бірақ желдеткіш алюминнен жасалғанда өзгеше болуы мүмкін. Қалақты аспаптардың аэродинамикалық сипатын жақсарту үшін оның қалақшасының беткі қабатын өте тегіс жылтыр етіп жасайды. Ротор білігі желдеткіш корпусына жылжымалы және сырғанақты мойынтірекпен (домалақ мойынтірекпен) немесе олардың комбинациясымен бекітіледі. Жылжыту мойынтірегі қола тығын ретінде келеді, ротордың болат білігі майлауды сақтап тұратын тығыздамалармен (резіңке төсемелермен) блокадаланатын мойынтірекке орнатылады. Жылжу мойынтірегіндегі желдеткіштердің қызмет ету мерзімі 10000...15000 с аспайды, ал сырғанақты мойынтіректегісі 40000...50 000 с жетеді. Желдеткіш ауаны қысым түрінде береді, сондықтан оның негізі сипаттамасы өнімділік (шығын) – ауа ағынының көлемді жылдамдығы саналады, техникалық құжаттамаларда ол минутқа есептелген кубтық фут түрінде көрсетіледі. Бұл шама қаншалықты көп болса, желдеткіш жұмысы соғұрлым тиімді болады.

Желдеткіштің тағы бір маңыздырақ сипаттамасы қалақшаның айналу жылдамдығы (минутқа айналу) болып табылады. Қалақша неғұрлым тез айналатын болса, желдеткіштің өнімділігі де соғұрлым жоғары. ДЭЕМ-да пайдаланылатын желдеткіштердің жылдамдығы 1500..7 000 об/мин. құрайды. Өзге көрсеткішті конструктивті параметр қатарына желдеткіштің типтік өлшемі де жатады. Көбірек таралған типтік өлшемдер – 60 х

60, 70 х

70,  80 х

80 мм, үлкен желдеткіштер (120 х

120 мм) сирек пайдаланылады.

Ауа арқылы салқындатудың негізгі кемшілігінің бірі – желдеткіш жұмысынан пайда болатын шудың деңгейі жоғары болып келеді.Желдеткіштен пайда болатын шу деңгейі акустикалық диапазонда децибелмен өлшенеді және 20...50 дбА диапазонында өзгеруі мүмкін. Желдеткіш шуының деңгейі 30дБА-дан аспайтын болса, онда ол желдеткіш шусыз болып саналады (шудың фондық деңгейі тұрғын үй ішінде түнгі уақыттарда 25 дБА). 80-миллиметрді желдеткіш шуының деңгейі орташа есеппен алғанда, 120 миллиметрлі желдеткішке қарағанда екі есе жоғары болады. Мұнымен қатар, желдеткіш шуына оның бекітілуі, жұмыстық жылдамдығы, жүйелік корпустың конструкциясы және көлемі, желдеткіш саңылауларының саны және бөлменің тозаңдануы да әсер етеді. Желдеткіш шуының деңгейін азайту үшін процессор кристалының температурасының ағымдағы мәні, қуат блогының және  жүйелік корпустың ішіне байланысты қалақшалардың айналу жылдамдығын автоматты түрде басқаратын құрылғы пайдаланылады. Температура ДЭЕМ-ның сипаттамалық нүктелерінде орналасатын термодатчикпен өлшенеді. Типтік басты тақта әдетте кулердің айналу жылдамдығын түрлендіру үшін температура өлшегішпен қамтамасыз етіледі. Соңғы уақыттарда термодатчиктер және желдеткіш жылдамдығын реттегіштер видеокарталарда пайдаланыла бастады. Кулер желдеткішінің айналу жылдамдығы, оның өнімділігі және шудың деңгейі жылу бөлумен тығыз байланысты болып келетін процессор жүктемесіне және термодатчик орналасқан орындағы ауа температурасына байланысты болады. Датчиктер кулер желдеткішінің жанына, радиатор іргетасына және процессор кристалының өзінің жанына орналастырылады. Процессордың толықтай жүктемесі кезінде желдеткіш двигателінің орамына қуаттың максималды кернеуі беріледі, процессор жүктемесінің төмендеуінен ол, ротор айналымының санын, оның өнімділігін  және шудың деңгейін 1,5-2 есеге төмендете отырып, пропорционалды түрде азаяды.

4.3.

Алғашқы дисплейлермонохромды болды. Қазіргі кезеңде ЖЕЭМ-да тек түрлі-түсті мониторлар қолданылады, олар екі негізгі технологиямен ұсынылған: электрон-сәулелі және сұйық кристалды (4.24-сур.). Мониторлар қорек блогы, бейнеленуді реттеу, түрлі-түсті түзетумен жабдықталған және бейнекартамен басқарылады. Барлық заманауи түрлі- түсті мониторлар 65 мың әртүрлі реңктердің (HіghColorстандарты)және 16,7 млн түстердің (TrueColorстандарты)сапалы түс жіберілуін қамтамасыз етеді. Дисплейлердиагональ бойынша өлшемімен (дюймдерде), нүктелердің арасындағы қашықтықпен (нүкте қадамы) және нүктенің мөлшерімен сипатталады.

Бүгінгі таңда қолданыстағы типтік өлшемдердің ішінен ЖПЕЭМ-да диагоналі 15, 17, 19, 20 және 21 дюйм қолданылады. Экранда кескіндеме жасау үшін түрлі-түсті жарқылдайтын элементарлы нүктелерден тұратын матрица қолданылады. Көздің түрлі-түсті фоторецепторларына сәйкес кескіндеменің элементіне — нүктеге үш — мозаикаға топтастырылған түс келтіріледі: қызыл(R — Red), жасыл(G — Green) және көк(B — Blue). ЭЕЭМ мониторы экранында кез келген мәтіндік немесе графикалық кескіндеме пиксел pіxel — pіcture element), дән немесе кескіндеме элементі деп аталатын осындай көптеген нүктелерден қалыптастырылады.Нүктенің өлшемі миллиметрмен көрсетіледі.

Пиксел

Егер кескіндеменің рұқсаты 1 280 х 1 024 пиксел болса, онда ол экрандағы кескіндеме көлденең бойынша 1 280 нүктеден (көлденең рұқсат) жәнетігінен 1 024 жолдан (тік рұқсат) тұрады дегенді білдіреді. Кескіндеменің сапасы мен дәлдігі осы мәндерге тәуелді. Монитордың айыру қабілеті және кескіндеменің анықтығымонитор экранының көлденең және тігінен шығарылатын пикселдердің максималды санымен ғана емес, пикселдің қадамымен де анықталады, ол 0,21 ...0,28 мм құрайды. Заманауи мониторлардың стандартты мәндері бірқатар пикселдерді құрайды: 640 х 400, 640 х 480, 800 х 600, 832 х 624, 1 024 х 768, 1 152 х 870, 1 280 х 1 024, 1 600 х 1 200 және одан да жоғары. Осы мәндердің әрқайсысына экран ауданы мен нүкте қадамының қатаң ара қатынасы арқылы ғана қол жеткізуге болады(мысалы, экран ені 324 мм және нүкте қадамы 0,25 мм 17дюймдік монитор үшін көлденең бойынша оңтайлы рұқсат 1 280 пикселді құрауы тиіс). Монитор диагоналінің әрбір өлшемі үшін өндіруші өте сапалы кескіндеме шығатын белгілі бір рұқсат ұсынған, бірақ тым жоғары рұқсат орнатылса, пайдаланушыға әрқашан жұмыс істеген ыңғайлы, себебі операциялық жүйенің графикалық интерфейсі өте ұсақ болып кетуі мүмкін. Үштүсті пикселдер көлденең жолдарға топтастырылған. Экранның тігінен орналастырылған жолдардың жиынтығы кескіндеменің

(көлденеңжайма), дисплейдің бір секундта құрайтын жолдардың саны; герцпен өлшенетін кадрларды жаңарту жиілігі немесекадрлық жиілік (тік жайма) жатқызылады. Рұқсат жоғары болған сайын, жолдарды да соншалықты көп құру керек; кадрларды жаңарту жиілігі баяулайды. Кадрлардың жиілігі неғұрлым

жоғары болса, кескіндеме соғұрым тұрақты болады. Экранның жылтылдауы кадрлардың 60 Гц-ке дейінгі ауысу жиілігінде байқалады, сондықтан ұсынылатын жиілік 75 Гц-тен төмен болмауы тиіс. Жолдардың жиілігі тік жайманың бір кадрда шығарылатын жолдардың санына (тігінен айыру қабілеті) көбейтіндісімен анықталады).

деп аталады .

Мониторлардың көбінде жолдық жайма әдісі қолданылады, ол анағұрлым анық кескіндемені қамтамасыз етеді. Барлық дерлік заманауи мониторлар мультижиілікті, яғни рұқсат берілген диапазоннан жолдық және кадрлық жаймалардың ерікті мәндеріне бапталу қабілетін иеленген (мысалы, 30... 100 кГц және60... 180 Гц).

Монитордың бейнесигналын өткізу жолағы мегагерцпен өлшенеді  және таңдалған рұқсатта оның кадрлардың берілген жиілігін сақтап тұру мүмкіндіктерін анықтайды. Мысалы, тік жайма - 85 Гц және рұқсат- 640 х480 болса, бейнесигнал жолағы 37 МГц құрайды, алрұқсат- 1 280 х 1024 болса, бейнесигнал жолағы 160 МГц құрайды. Сонымен, кадрлардың айыру қабілеті немесе ауысу жиілігі жоғары болған сайын, монитордың талап етілетін мониторды өткізу жолағы да кеңірек болады. Сонымен қатар, мониторларашықтығы мен кереғарлығы бойынша бағаланады, бұл көрсеткіштер қаншалықты жоғары болса, кескіндеме соншалықты ашық және нақты болады.

деп аталатын электр қуат беруді автоматты басқау жүйесі кіріктеледі. Энергия тұтынуды басқару жүйесі Energy Starстандартына негізделген. Оны қолдану пайдаланушы орнататын белгілі бір уақытқа жұмыс істемейтін аралықта мониторды қуат тұтынудың төмендетілген режиміне ауыстыру 60.80%-ға дейін электрэнергиясын үнемдеуге мүмкіндік береді. Энергияны үнемдеу режимінде экранның өшуі орын алады: қысқа мерзімді кідірісте тік жай өшіріледі; ұзақ кідірісте тік жайма өшіріледі (мониторларда электрон-сәулелі түтікшелерде (ЭСТ) катодтардың температурасы төмендейді ). Энергияны үнемдеуден басқа қуатты үнемдеу режимдерін қолдану жұмыс істеп тұрған монитордан жылу бөлінуді төмендетуге мүмкінідк береді. ЖЕЭМ-ға дисплейдіаналогты режимде қосу үшін D-sub жаймасы, цифрлық режимде — DVІ жаймасы. DVІ цифрлық интерфейсі қолданыл- ғанда кескін «пикселге пиксел» бейнеленеді, яғни ұсақ қаріптер мен бөлшектер анығырақ болады.

Пайдаланушылардың денсаулығын қорғау мақсатында мониторлар қауіпсіздігінің параметрлері бойынша ұсыныстар әзірленді, олар жұмыс барысында дисплей шығаратын электр және магниттік өрістердің максималды рұқсат берілетін мәндерді регламенттейді. Әртүрлі мемлекеттерде өздерінің жеке стандарттары, бірақ Швецияда әзірленген TCO жәнеMPRІІ стандарттары ғана халықаралық стандарттар болып табылады. TCO ұсыныстары сәулеленулердің әртүрлі типтерінің максималды рұқсат етілетін мәндерін ғана емес, минималды қолайлы параметрлерді де анықтайды: экрандардың жаймалары, люминофор жарқырауының қарқындылығы, ашықтық қоры, энергия тұтыну, шу деңгейі және т.б. Стандарттар қайта-қайта жаңартылып отырады, TCO'92 стандартынан бастап, бұл нормалар бұрынғыдан да күшейтілді және ТСО'95 жәнеTCO'99стандарттарында сақталды. Одан бөлек, стандартқа сәйкестікті бағалау үшін TCO құжаттарында мониторларды тестілеудің жан-жақты әдістемелері ұсынылған. ТСО стандарттары бойынша тестілеуде негізгі өлшеулер экранның алдынан 30 см қашықтықта және монитордың айналасынан 50 см қашықтық- тажүргізіледі. MPRІІ стандартынасәйкес барлық өлшеулер монитордың айналасынан 50 см қашықтықтажүргізіледі, сондықтан TCO талаптары MPRІІ-ге қарағанда анағұрлым қатал. ЭСТ негізіндегі мониторлар зиянэлектр магниттік сәулеленудің кең спектрін шығарады, сондықтан пайдаланушыны қорғау бойынша арнайы шаралар қажет. Сұйықкристалды мониторлар пайдаланушыға көбірек бейімдендірілген: мониторэкраныжыпылықтамайды (онда тік жайма жиілігі болса да), ол энергияны аз тұтынады және электр магниттік өрісті таратпайды. Соңғы кезде PDP плазмендік панель(Plasma Dіsplay Panel)монитордың айналасынан 50 см қашықтықта жүргізіледі.Монитордың айналасынан 50 см қашықтықта жүргізіледі. PDP экран иондалған күйде газбен толтырылған және флюаттайтын затпен қапталған көптеген шыны  сауыттар болып табылады. Кернеу жіберілгенде газ плазма күйіне ауысады, оның иондары флюаттайтын затқа ықпал етіп, оның жарқылын тудырады. Осындай технология жоғары ашықтық пен кереғарлықпен, сондай-ақ жауап берудің аз уақытымен ерекшеленеді, бірақ жеке ЕЭМ –де кең қолданыс тапқан жоқ.

Үстелдік ДЕЭМ-ның басым бөлігі, электрон-сәулелі түтікшелер базасындағы мониторларды, CRT- мониторларды (CathodeRayTube— катодтық-сәулелік түтікше) қолданған. Кезінде ЭСТ-технология тұрмыстық теледидарлар үшін кинескоптар шығару барысында игерілген және күні бүгінге дейін дисплей экрандары ретінде кеңінен қолданылған. Теледидарларды сияқты, мониторларды бастапқыда дөңес, сосынанығырақ кескін беретін, шеттік бұрмалауларсыз жазық электронды-сәулелі түтікшелермен шығаратын болды. ЭСТ әрекет қағидасы келесідей: саңылаусыз шыны түтікшеде электрондық зеңбірекпен қалыптастырылатын электрондар шоғыры ішінен люминоформен қапталған экранға соқтығып, оның жарқырауын тудырады (4.25-сур.). Электрондық зеңбірек (электрондық прожектор) талап етілетін пішін мен қарқындылықта электрондардың (электрондықсәуленің) бағытталған ағынын құру үшін қолданылады. Катодпен қалыптастырылған электрондар шоғырының жолында қосымша электродтар бар: экран ауданында сәуленің бағытын өзгертуге мүмкіндік беретін ауытқытушы жүйе; шығатын кескіннің ашықтығын реттейтін модулятор; фокустандыру (шоғырландыру) құрылғысы.

К — катод (электрондар көзі); М — басқарушы электрод [модулятор];

5 , 6 , 7

Түрлі-түсті мониторларда кескінді қалыптастыру үшін әрбір үш негізгі түс үшін: қызыл(Red), жасыл(Green) және көк(Blue) жеке зеңбіректерді қолданады, ал люминофор қабатыжақын орналасқан (Red, Green, Blue тіркесінде үш-үштен топталып) мозаикалық нүктелерден немесе түрлі-түсті люминофоржолақтары — субпикселдерден тұрады. Тиісті нүктеге немесе жолаққа дәл тию үшін электрондық сәуле қажетті өлшемдерге дейін тарылады. Оған люминофор жабындысының алдында бүркеме орнату арқылы қол жеткізіледі, бүркеме тесіктерінің өлшемдері бірлік нүктенің немесе люминофор жолағының еніне жақын болуы шарт. Әрбір нүктенің жарқырау қарқындылығы түрлі-түсті реңктердің қажетті гаммасын құрады. Түрлі-түсті ЭСТ үшін люминофорлар ретінде сирекжерлік металдар негізіндегі күрделі құрамдарды қолданады. Люминофорға (қызыл, жасыл немесе көк) тиісті зеңбіректің сәулесі ғана түсуі үшін зеңбіректер мен экранның арасында металл — бүркеме орнатылған. Бүркеме температуралық кеңейтуі шағын болаттан жасалады. ЭСТ экранында бүркеме типтерімен (үшнүктелік бүркеме, саңылаулы бүркеме және апертуралық тор) ерекшеленетін кескінді қалыптастыру технологиясын қарастырамыз (4.26-сур).

Үшнүктелік дельтатәрізді көлеңкелік бүркемедегеніміз – тесілген металл табақ, оның тесіктері люминофордың әрбір тесігінің алдында орналасқан. Көрші нүктелердің арасындағы қашықтық барлық зиянды сәулеленулерді бүркейтіндей етіп таңдалады. Соның есебінен әрбір электрондық зеңбіректен тиісті түсті люминофордың қажетті нүктесінетиюі қамтамасыз етіледі. Осындай бүркемелі ЭСТ түстерді жақсы бейнелеп көрсетеді, мәтіндерді жақсырақ шығарады, бірақ оларға орташа ашықтық және төмендетілген кереғарлық тән.

Саңылаулы бүркеме бойлай ойылған саңылаулы тесіктермен құралады. Осындай саңылаулардың әрбір үш қатары бір-біріне қатысты тігінен орналасып, осы тесіктері шахматтық ретте тор құрады. Бұл бүркеме сапалы ЭСТ өндіруде кең қолданыс тапты.

а — үшнүктелік ; б — саңылаулық; в — апертуралық

Апертуралық тор тік аса жұқа сым-жіптерден құралады және жарықтық шоғырдың (пикселдің)ауданын қатты шектейді. Тиісінше, люминофор да үш негізгі түсті тігінен кезектескен жолақтардан құралады. Бүркеме кескіннің ашықтығын арттыруға және күңгірт түсті шынымен тіркесте жақсырақ кереғарлыққа қол жеткізуге мүмкіндік береді. Дәл емес түс жіберу кемшіліктердің бірі болып табылады. Люминофор нүктелерінің (олардың арасындағы қашықтықтар) өлшемдері аз болған сайын, экрандағы кескіннің анықтылығы жоғарылайды, сондықтан монитордың параметрлерінде «дәннің» өлшемін көрсетеді. Үшнүктелік қөлеңкелік бүркеме үшін «дәннің» өлшемі люминофордың екі көрші нүктелерінің (бір түсті) арасындағы диагональ бойынша қашықтығымен (қадамымен) анықталады. Апертуралық тор және саңылаулы бүркеме үшін «дәннің» өлшемі — ол бір түсті жолақтардың арасындағы қашықтық (көлденең). «Дәннің»  шамасы кескіннің кереғарлығына ықпал етеді. Сыртқы магниттік өрістердің ықпалымен монитор экранындатүрлі-түсті немесе күңгірт дақтар пайда болуы мүмкін, олар жиі көлеңкелі бүркеменің магниттенуінен шығады. Электрон-сәулелі түтікшенің бүркемесін магнитсіздендіру үшін барлық дерлік қазіргі мониторларда арнайы контур көзделген, ол бойынша қоректі қосу сәтінде тоқ жіберіледі. Монитордағы суретті бейнелеу үшін электрондық зеңбірек тұрақты мерзімде жеке кадрдың бейнеленуін жолма-жол — солдан оңға экранның жоғары шетінен төменгі шетіне қарай қайта салады. Бұл ретте электрондық сәуле бірізді барлық көлденең жолдарды кадрдың басынан аяғына дейін сызып шығады, сосын экранның жоғары жағына көтеріліп, келесі кадрды бейнелейді. Сәуленің қарқындылығына қарай пиксел жарқылының ашықтығы өзгереді. Көру қабілетінің инерциялығына байланысты адам жылтылдауларды байқамайды, сондықтан жылтылдайтын пикселдер тұрақты бейне ретінде қабылданады. Үлкен индукциялы катушкалар және жиіліктің кең диапазонында негізгі кедергілерінің көзі болып табылатын электронды сәуле тербелістерінің электромагниттік жүйелерін қолдану қажеттілігі салдарынан жолдардың (көлденең жайманың) шекті жиілігі ЭСТ-мониторларының шектеуші параметрі болып табылады. Жолдық жайма тораптарының қуаты оның жиілігін шектейтін маңызды факторларының бірі болып табылады. Кескіндеменің тұрақтылығы негізінен монитордың кадрлық жиілігімен анықталады. Регенерация жиілігі неғұрлым жоғары болған сайын экрандағы кескін соғұрлым тұрақты болып көрінеді. Кескіндеменің жалтылдауы көздерің шаршауына, бас ауруларына және көру қабілетінің нашарлауына алып келеді.

Қазіргі кезеңде қысқартылған түтікшесімен және тиісінше азырақ габаритті өлшемдерімен 17- және 19-дюймдік мониторлар сұранысқа ие және кеңінен қолданылуда(4.27-сур). ЭСТ ұзындығының азаюына электронды зеңбірек сәулелері бұрыштарының 90...100°-ға дейін ұлғаюының есебінен қол жеткізіледі. Осындай типті түтікшелі мониторлар тереңдік бойынша кәдімгі түтікшелі мониторлар сияқты орын алады, бірақ экран ауданы азырақ болады (мысалы, қысқартылған 19-дюймдік монитор тереңдік бойынша кәдімгі түтікшелі 17-дюймдік мониторға ұқсас). Бұл «ұтыс» бірнеше сантиметр тереңдікке фокустаудың анағұрлым күрделі жүйесін қолдануға және электронды сәулелерді бағыттауға алып келеді. Кез келген өлшемді және маркалы ЭСТ-мониторлардың нақты жұмыс саласы диагональ бойынша өлшемнен әрқашан аз болады. Мысалы, 17дюймдік мониторлар үшінэкранның жұмыс саласы шамамен 15,9...16,0 дюймді құрайды. Электрон-сәулелі түтікшелердегі мониторлардың үлкен габариттік өлшемдері, салмағы 20 кг аса, тұтынылатын қуаты 120 Вт аса және күрделі реттеу жүйесі бар. Заманауи мониторларда кескіндемепараметрлерін баптауды цифрлық басқару қолданылады. Параметрлерді баптаубет панелінен арнайы батырмалармен жүзеге асырылады. Батырмалардың көмегімен кескіндеменің көлденең және тік өлшемдерін орнату, оны экран бойымен тігінен және көлденең жылжыту, ашықтық және

керіағарлықты реттеу, кескіндеме геометриясын реттеу, кейде сәулені бағыттау, сигналдың қызыл, жасыл, көк компоненттерін реттеу арқылы қиыстырылған бұрмалануларды жою және т.б. жүзеге асырылады. Баптауды жеңілдету үшін модельдердің басым бөлігінің экрандық мәзірі және бағдарламалық басқарылуы бар. Барлық дерлік мониторларпайдаланушыны фронталды сәулеленудің барлық түрлерінен (электрмагниттік, рентген және статикалық) қорғайтын экранның жақсы экрандаушы жабындысымен шығарылады, бірақ  ешқандай қорғаныс орнатылмайтын монитордың бүйірлері мен сырт жағында жайма блоктарынанжоғары жиілікті радиосәулеленудің бірталай ағыны қалыптастырылуы мүмкін. Сондықтан мониторлар электр магниттік сәулеленудің деңгейлерін қауіпсіз мәндерге дейін шектейтін қайсыбір стандартқа міндетті түрде сәйкес болуы тиіс. ТСО стандартары пайдаланушыларды жанама сәулеленулерден қорғауға қойылатын талаптарды қатаң бекіткен. Бірақ мониторды нақты пайдалану жағдайында оның электр өрістері стандартта белгіленген мәндерден жоғары болуы мүмкін. Пайдаланушыны экранның электр магниттік өрісінің электрлік  құрамдас бөлігінен қауіпсіздендіру үшін кейбір өндірушілер қорғаныс сүзгілерін шығаратын. Қорғаныс сүзгілері майда металл тор болып табылған, оның түйіспелік сымы ДЭЕМ корпусымен немесе жерлендіру құрылғысымен байланыстырылған. Олар айнымалы электр өрісінің деңгейін төмендеткен, шағылысуға қарсы қасиетке ие болды және кереғарлықты жақсартты (ашықтық төмендегенде). Мониторды жұмыс орнына орнатқанда, бірінші  кезекте,сыртқы магнитті өрістердің болуын ескерген жөн. Экранның қасында орналасқан шағын үстел колонкаларының өзі құбылмалы кескіндемені тудыра алады немесе кадрды шетке соза алады. Магниттік кедергілердің басқа көздеріне теледидар, музыкалық орталық, кернеуді тұрақтандырғыш немесе үздіксіз қорек көзі жатқызылады. Ұзақ жұмыс жасауда монитордың дұрыс орналасуы пайдаланушының жайлылығына және шаршауына өте қатты ықпал етеді, сондықтан эргономикаға — дисплейдің экранды еңкейту, бұру және оның биіктігін реттеу мүмкіндігінің болуына назар аударады. Барлық заманауи мониторлар экрандарыныңшағылысуға қарсы жабыны бар, ол шыныға қапталған ерекше полимерлік үлпек болып табылады. Бұл үлпек өте жұқа және экранның бетін тазалағанда оңай зақымдалады, сондықтан тек қана кеңес берілген құралдарды пайдаланған жөн. Қазіргі таңда ЭСТ-мониторлар қолданылмайды, ДЭЕМ-ға олардың орнын сұйық кристалды дисплейлер басты.

Сұйықкристалды монитордың (СК-монитордың) немесе (ЖК- монитора), LCD-монитордың(LіquіdCrіstalDіsplay— сұйық кристалдардағы дисплей) жұмыс істеу принципі кейбір мөлдір сұйықтықтардың молекулаларының басқарушы кернеудің ықпалымен олардың бағдарының өзгеруіне байланысты сол сұйықтықтардың жарықты поляризациялау жазықтығын бұрылыс бұрышын өзгерте алу полярлық қасиетіне негізделген. Сұйық кристалдар табиғаты бойынша сұйық субстанциядан қатты (кристалдық) субстанцияға және керісінше өте алатын ауыспалы күйдегі заттар болып табылады. Осы әсерінің арқасында олар жарық модуляторлары ретінде индикаторлық құрылғыларда кеңінен қолданыс тапты. Сұйық кристалдар туралы алғашқы ескертулер 1888 ж. кездеседі, сол кезде аустриялық ботаник Ф. Райницер оларды өзінің эксперименттерінің барысында анықтады. Неміс физигі О.Леманн олардың электрмагнит- тікжәне оптикалық қасиеттерін зерттеп, «сұйық кристалл» терминін енгізді. Ол осындай сұйықтықтың электр өрісінің ықпалымен кристалданатынын және өзінің мөлдірлік, поляризация коэффициенті және оған бағытталған жарық ағыны сынуы сияқты физикалық қасиеттерінің өзгеретін көрсетті. СК-экран екі шыны панельден (төсемдерден) тұрады, олардың арасында арнайы бойлай канавкаларда орналасқан сұйық кристалдардың жұқа қабаттары болады (4.28-сур). Сұйық кристалдармен толтырылған канавкалар әр панельде параллельді қатарлармен орналастырылады, бірақ панельдердің арасында олар перпендикулярлы, яғни ұяшықтарымен матрицаны құрады. Канавкалардың көмегімен сұйық кристалдың молекулалары экранның барлық бетінде жарық ағынын поляризациялау жазықтығының бірдей мәнін сақтайды. Сұйық кристалдық панельдер жасанды жарық болғанда жұмыс істейді. Жарық көздерінің орналасуына байланысты сұйық кристалды панельдер жарықтың шағылуына немесе өтуіне жұмыс істейді. Жақсырақ түс жіберу үшін мониторларда жарық экранның сырт жағынан қамтамасыз етіледі. Кернеу болмаған жағдайда жарық сәулесін поляризациялау жазықтығы сұйық кристалды панельдің әрқайсысы өткенде 90°-ға бұрылады. Электр тоғының ықпалымен сұйық кристалдардың молекулаларыжарықты поляризациялау жазықтығы бұрылысының бұрышын өзгертіп, оны 90°-дан өзгеше етеді. Бұл сүзгілер жарықты оның поляризациялау жазықтығы мен поляризатор осінің арасындағы бұрышқа байланысты өткізеді.

Кернеу болмаған жағдайда экранның ұяшығы мөлдір, себебі сұйық кристалдар поляризациялау векторын жарық бірінші және екінші поляризаторлар өтетіндей етіп бұрады. Электр өрісі болған жағдайда сұйық кристалдарда поляризациялау векторы азырақ бұрышқа бұрылады және оның мәніне байланысты екінші поляризатор жарық үшін жарым-жартылай мөлдір болады, немесе мөлдір емес болады (көмескі жарық сәулелері толығымен сіңіріледі және экран қараяды). Түрлі-түсті кескіндеме ЭСТ-мониторларда сияқты, әр пикселде түрлі- түсті сүзгілердің қолданылуымен қалыптастырылатын қызыл, көк және жасыл сияқты үш негізгі түстің тіркесуі арқылы пайда болады. Матрица пикселдерінде ұяшықтарды басқару мөлдір жеке электродтардың көмегімен орындалады. Электродтарды басқару әдісіне қарай матрицалар пассивті және активті деп бөлінеді.

Пассивті матрицада электрон-сәулелі түтікшедегідей, көлденең жаймамен, жолма-жол, олардың мөлдірлігін өзгерте отырып, басқарушы кернеуді жеке адрестелетін ұяшықтарға бірізді жіберу арқылы қалыптастырылады. Ұяшық сыйымдылықтарының разрядталуы нәтиже- сінде электр заряды жоғалғанда, кескіндеме жоқ болып кетеді, себебі

кристалдар бастапқы күйіне ауысады.

Ұяшықтар инерциясы себебімен экранның жаңартылуы баяу өтеді, сондықтан кристалдар мөлдірлігінің өзгеру жылдамдығы тез қозғалатын кескіндемелерді әрқашан дұрыс бейнелеуге мүмкіндік бермейді.

Белсендіматрицада экранның әрбір ұяшығы үшін жеке күшейткіш элементтерTFT (Thіn Fіlm Transіstor — жұқаүлпекті транзистор) қолданылады, олар көрші ұяшықтар ықпалының орнын толтырады және олардың мөлдірлігін өзгерту уақытын едәуір азайтуға мүмкіндік береді. Түрлі-түсті матрицада әрбір үш транзистормен басқарылады, олар кескіндеменің жеке нүктесінің қорытпа түсін қалыптастырып және сақтай отырып, матрица регенерациясының келесі цикліне дейін көк, жасыл немесе қызыл субпикселдердің зарядтарын жадыда тұтады және сақтайды. Дәл осы жұқа үлпекті транзистор зарядтың кернеуін өзгертеді, оның ықпалымен мөлдірлік градациясын өзгерте отырып,субпикселдің сұйық кристалын поляризациялау жазықтығы өзгереді. Жадтаушы транзисторлар мөлдір материалдардан жасалады және сұйық кристалдарымен шыны панельде орналастырылады. Сұйық кристалдарымен пластинадан кейін көмескі жарық құрылғысы орналастырылады, оның есебінен монитор экранына кескіндеме шығарылады. Көмескі жарық үшін пластиналар түрінде люминесценттік шамдар,флуоресценттікшамдар немесе экранның біркелкі жарықтылығын қамтамасыз ету үшін шағылдырғыштары бар сәуледиодтарқолданылады. Құрастырылымының арқасында барлық сұйықкристалдық дисплейлердің жазық экрандары бар, ал оларда жасалатын кескіндемелер анықтығымен және түстердің қанықтығымен, ЭСТ-мониторларға тән бұрмаланулардың болмауымен ерекшеленеді. СК-индикаторлардың маңызды параметрлерінің бірі – кереғарлық болып табылады.Кереғарлықтың минималды мәні 200: 1 құрайды; бұл ара- қатынас неғұрлым жоғары болған сайын, монитордағы кескіндеме соғұрлым жақсырақ болады. СК-мониторлар электрон-сәулелі түтікшелердегі дисплейлермен салыстырғанда,экран жақтарының әртүрлі ара-қатынаста шығарылады — әдеттегі 3:4 –тен кең форматты 9:16-ға дейін. СК-монитор ерекшеліктеріне бір мезгілде кескіндеме жаймасымен экранды 90°-ға бұру мүмкіндігі де жатқызылады, олпайдаланушыға A4 форматты парақпен мәтінді немесе суретті «айналдырусыз» жұмыс істеуге мүмкіндік береді (4.29-сур).

TFT-панельдерін шығару технологиясыөзінің күрделілігі үшін жарамды бұйымдарды шығарудың шағын ғана пайызы бар, сондықтан өндірушілер техникалық құжаттамада мониторды брактауға себеп болмайтын ұрылған пикселдер (үнемі ақ немесе қара түспен жанып тұратын) деп аталатын жарамсыз транзисторлардың шекті санын орнатады. Матрицаларды жаппай өндіруде «ұрылған» пикселдерді болдарымау мүмкіндігі жоқ,сондықтан ІSO стандартымонитордың класына, панельдің өлшеміне және ақаудың сипатына қарай «ұрылған» пикселдердің белгілі бір санын рұсат береді. Барлығы төрт класс бар: бірінші класс үшін «ұрылған» пикселдерге рұқсат берілмейді; басқа кластар үшін бірнеше ақ немесе қара нүктелердің болуы мүмкін (матрица типіне қарай). Әдетте, LCD-мониторларбірқатар стандартты рұқсаттарды қамтамасыз етеді, бірақ тура сол уақытта СК-панель нақты матрица үшін оңтайлы және өндіруші ұсынған режимде сапалырақ жұмыс істейді, бұл ретте кескіндеме нүктесі бір пикселмен қалыптастырылады. Кескіндемені қалыптастыру үшін суретті қалыптастыру үшін қажетті пикселдер саны, немесе экранның барлық пикселдері қолданыла алады. Бірінші жағдайда кескіндеме экранның бір бөлігін ғана алады, ал оның айналасында қалған аудан қара жиектемені құрады,  мұнда қолданылмайтын пикселдер шоғырланған. Екінші жағдайда СҚ-панельдің барлық пикселдері қолданылады, сондықтан кескіндеме бүкіл экранға«созылады», бірақ бұл ретте шағын бұрмалаулар пайда болады  және айқындылығы нашарлайды, себебі кескіндеменің нүктесі бірнеше пикселден тұрады.

Сонымен,        рұқсаттың        ұсынылған        шектен        төмендеуі        кескіндеменің нашарлауына алып келуі мүмкін. Пикселдің түсін өзгерту үшін белгілі бір уақыт керек (пикселдің жауап беру уақыты); егер ол көп болса, кескіндеменің динамикалық ауысуында сурет жайылып кетеді — нүктелер өздерінің күйлерін өзгертіп үлгермейді. Бірінші мониторларда бұл негізгі мәселелердің бірі болған. Қазіргі таңда жауап беру уақыты 2, 5, 8 мс (кадрларды жаңарту жылдамдығы)құрайтын дисплейлер шығарылады, ол ДЕЭМ пайдаланушысының кез келген бағдарламалармен ыңғайлы жұмыс істеу үшін жеткілікті. Қазіргі СК-панельдердің кемшілігіне шектелген шолу бұрышы жатқызылады — көзқарас экранға тура қараудан ауытқып кетсе, кескіндеме бұрмаланады, жалтылдайды және түстерді өзгертеді, бірақ шолу бұрышы үздіксіз ұлғайып отырады және заманауи модельдерде 160°-дан асады, бұл оларды ДЕЭМ-да қолдану үшін жеткілікті СК-мониторларда бір кескіндемеден екіншісіне ауыстырғанда, әсіресе қозғалмайтын суретті ұзақ уақыт бойы көрсетіп тұрғаннан кейін айқындылыққа ықпал ететін қалдық кескіндеме әсері байқалуы мүмкін. Кескіндеме статикалық болып және дисплейде ұзақ уақыт бойы тұрса, сұйық кристалды көмкеретін екі электродтың арасында электр зарядтарының шағын айырмасы жинақталады. Бұл дисплей экранының кейбір салаларында сұйық кристалдар сипаттамаларының нашарлауына алып келуі мүмкін. Сондықтан бір кескіндемеден екіншіге ауысқанда алдыңғы кескіндеме жарым-жартылай сақталады. Жұмыста ұзақ үзілістер болғанда экранды қалдық кескіндемелерден қорғау үшін оны энергияны үнемдеу режиміне қосу немесе қозғалмалы кескінді көрсететін экран сақтаушысын белсендендіру керек. СК-дисплейдің артықшылықтарына оның габариттік өлшемдері, салмағы, электр тұтыну және электр магниттік сәулеленуі жатқызылады, ол ең қауіпсіз ЭСТ-монитордың электр магниттік сәулеленуінен көп есе аз болып табылады. LCD-мониторлардың негізінде үш өлшемді дисплейлерді (3D- мониторларды) құру мүмкін, олар екі экранның көмегімен стереоскопия қағидасының негізінде үш өлшемдік кескіндемені қалыптастырады. Бір- бірімен қосарлы әрбір экранда минималды ерекшеленетін кескіндемелер құрылады, ал олардың жазықтары пайдаланушының әрбір көзі өз суретін көретіндей етіп орналастырылады. Экранға стереоскопиялық кескіндемені шығару мүмкіндігі барСК- мониторлар шығарыла бастады. Жиынтықта монитормен бірге стереокөзілдірік және екі DVІшығысы бар графикалық адаптерлерге арналған арнайы драйверлер жеткізіледі.

Технология олардың арасында ауыстырылып кедергісіз қосылуға және экранға қосарлы кескіндеме шығаруға, монитор дисплейіндегі кәдімгі суретті үшөлшемдік суретке айналдыруға мүмкіндік береді. СК-матрицасының үстінен сенсорлық панель орналастырылатын планшеттік орындаудағы СК-мониторларкең қолданыс тапты. Планшеттік дисплейлермен жұмыс істеу үшін арнайықауырсын(стилус) қажет етіледі, ол мәтінді қолмен жазып енгізу және виртуалды пернетақтаны басқару үшін қолданылады, ол кейбір ерекше міндеттерді (мысалы, электрондық карталармен жұміс істеуде) шешу барысында өте ыңғайлы және эргономиялық болып табылады.

бар сенсорлық панельдертік өткізгіштерден (бірінші икемді қабат), көлденең өткізгіштерден (қатты негіз)  және олардың арасындағы оқшаулауыш саңылаудан құралған матрицадан тұрады. Экранға басқанда бұл жерде өтізгіштердің тұйықталуы болады, ол бойынша басу нүктелерінің координаталары анықталады.

Резистивті жабындысы бар сенсорлық панельдер үш қабаттан тұрады: ирек тісті, икемді және ажыратушы. Икемді қабат монитор  экранының сырт жағынан орналасқан. Икемді қабатың бетін басқан кезде оның түйіспелі жағы ирек тісті қабаттың түйіспелі жағына жанасып, жанасу нүктесінде электрлік түйіспе құрады. Ирек тісті және икемді қабаттардың ішкі беттері резистивті үлпекпен қапталған, сондықтан түйіспе кедергісін өлшеу жанасу нүктесін анықтауға мүмкінідк береді. Жанасу нүктесін анықтаудың жоғары дәлдігін сақтау үшін әдетте сенсорлық панельдің бастапқы немесе дүркіндік калибрлеу талап етіледі. Экранды калибрлеу процедурасы келесі ретте орындалуы мүмкін. Бастапқыда экранның бір бұрышына бірқатар пикселдер (мысалы, «+»символы түрінде) шығарылады, пайдаланушы стилусты көрсетілген нүктеге орнатады. Өлшеу нәтижелері ДЭЕМ жадында сақталады. Тура осындай процедура экранның қарама-қарсы бұрышында орналасқан, сосын үшінші нүкте үшін және т.б. Жазылған деректер дисплей экранындағы бақылау нүктелерінің дәл позициялары болып табылады. Осы координаталар бойынша экранның бүкіл өрісінде кез келген нүктенің масштабтайтын коэффициенттері есептеліп шығарылады. Планшеттік дисплейлер негізінен портативтік ДЭЕМ-да: ноутбуктар мен қалта компьютерлерінде қолданылады.

4.4.

Пернетақта

Әрбір перне микроауыстырып-қосқыш болып табылады (мысалы, механикалық немесесенсорлық). Перненің тактильді сезуді (басу түйсігін) қамтамасыз ету үшін пернелердің басуды бекітуге дейін еркін жүрісі бар, ол шертпемен берілуі мүмкін. ДЭЕМқазіргі пернетақталары механикалық коммутацияны қолданады: басылған кезде перне батып кетеді де тотығудан қорғалған екі металл пластиналарының арасындағы түйіспені тұйықтайды. Пернелердің құрастырылымы мен материалыөте жоғары сенімділікті қамтамасыз етеді және 20 млн аса басуға кепілдік береді. Кей пернетақталарда пернелердің ішкі көмескі жарығы қолданылады. Пернелерге нақыштамамен немесе берік бояумен оның басуына сәйкес келетін символдардың немесе әрекеттердің кескіндемелері салынады. Әр пернеге бір немесе бірнеше символ сәйкес келеді. пернетақтаның  көмегімен орындалатын операциялардың санын көбейту үшін бірнеше перне қатар қолданылады. Басылған пернені оқу перненің кіріктірілген контроллерімен орындалады. Контроллер көлденең және тік желілерден (өткізгіштерден) құрылған матрицаға қосылған, өткізгіштердің қиылыстарына перне түйіспелері қосылады. Контроллер матрицаны үздіксіз сканерлеп, қиылыстағы желілердің күйін анықтайды: тұйықталған немесе ажыратылған. Пернені басу және босату кезінде контроллер түйіспелердің салдырын өтейді және ДЭЕМ-ғабасылған (босатылған) перненің нөмірімен (скан-кодымен) үзуге сұраныс жібереді. Пернелердің белгілі бір комбинацияларын бір уақытта басқанда арнайы код түрлендіріледі, ол жеке басылған пернелердің кодтарынан ерекшеленеді. Кодтардың пернелерге сәйкестік кестесі қайта бағдарламалана алады. Пернелерді ұзақ басып тұрғанда контроллер кіріктірілгенкідіріспен оның кодын белгілі бір жиілікпен (автоқайталау кезеңі) қайталай бастайды. ДЭЕМ-ға енгізілетін ақпаратты кодтау үшін біркелкі екілік код, яғни ұзындығы        бірдей        екілік        символдар        тобы        қолданылады.

екілік символдардан        қиылыстырулардың        саны

= = 256-ға тең. Осы сан орыс және латын әліпбиінің әріптерін (бас әріптер мен жол әріптер), 10 санды, 10 тыныс белгісін, шамамен 10 айыру белгісін, математикалық амалдар мен

басқа арнайы символдарды кодтау үшін жеткілікті. 1963 ж. пернелерді 7-биттік кодтау жүйесі ASCІІ (AmerіcanStandard- CodІnformatіonІnterchange — Америкалық ақпаратпен алмасудың стандартты коды) қабылданды, ол 128 символға есептелген болатын, олардың қатарына орыс әліпбиі кірген жоқ етін.

Кейін ASCІІ жүйесі 8биттік жүйеге айналды, себебі кодтық кестенің екінші бөлігі енгізілді (128-ден 255 байтқа дейін), оған әртүрлі еуропа тілдері мен кириллицаның белгілері енді. Ресейде орыс әріптерімен ASCІІ-нің модифицияланған кеңейтілген кодтау қолданылады. ASCІІ кестесінің белгілері басылатын және арнайы басылмайтын символдардан тұрады (мысалы, күймешені қайтару, жолды және кестелеу белгісін ауыстыру). Басылатын символдар кез келген басу құрылғысына шығарылады. Кестенің әрбір символына сәйкестікке он алтылық сандар қойылады (бірінші сан — баған нөмері; екінші сан — жолдың нөмірі). Сөйтіп, әр символға он алтылық код сәйкес келеді, ол екілік кодқа түрлендіріледі (мысалы: N әрпінің 4Е он алтылық коды, 01001110 екілік коды бар). Бүгінгі таңда орыс әріптерін кодтаудың ең тараған кодтары: ААК 8 (8 биттік ақпарат алмасу коды) және Mіcrosoft Wіndows стандарттық кириллицалық кодтауы, ол СР1251 деп белгіленеді (Code Page қысқартылған— кодтық парақ). 65 мың кодтық қиыстыруларға мүмкіндік беретін 16биттік Unіcode кодтау жүйесі кеңіне тараған, ол барлық халықтардың әліпбилерін, көптеген математикалық, музыкалық, химиялық және басқа символдарды кодтауға мүмкіндік береді. Әлемде пернетақталардың алуан түрлі модельдерінің көптеген саны шығарылады, оларды үш негізгі типке бөлуге болады: әліпбилік-цифрлық, мультимедиялық және музыкалық.

Әліпбилік-цифрлық пернетақтаға латын дәне орыс әліпбилерінің әріптері, математикалық, графикалық және арнайы қызметтік белгілер, тыныс белгілері, кейбір пәрмендерің, функциялардың атаулары және т.б.түсірілген. Wіndows операциялық жүйесімен жұмыс үшін ыңғайлы 104 пернесі бар пернетақта жиі қолданылады, ол 101 пернесі бар стандартты пернетақтаны ауыстырды.

Пернелер келесі топтарға бөлінеді:

Келесі басқару пернелері жиі қолданылады:

Пернелердің тіркесуін регистрлерді ауыстырып-қосу, бағдарлама жұмысын үзу, жүйелік немесе контекстік мәзірді шақыру, міндеттер диспетчерін қосу және т.б. үшін қолданылады.

[F1]...[F12] функционалды пернелерін пайдаланушылар ДЭЕМ-ның анықтамасын және бағдарламаланатын басқарылуын шақыру үшін қолданады. Мәтінмен жұмыс істеуде пернелердің белгілі бір тіркестері жиынтықты тиімді басқаруға және тінтуірсіз жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Мәтінді пернетақтада теруді басу деп атайды. 10 саусақты қолдана отырып, соқыр теру әдісі деп аталатын мәтінді тез енгізуді меңгеруге мүмкіндік беретін басу техникасына үйретудің көптеген әдістемелері мен бағдарламалары бар. F/А жәнеJ/О әріптері бар пернелерге қолдарды дұрыс қою үшін сұқ саусақтарды орналастыру үшін нүктелер немесе сызықтар түрінде шағын дөңестіктер жасайды. Көптеген заманауи әліпбилік-цифрлық пернетақталар стандарттық жиынтықтан басқа қосымша пернелермен (әдетті бір өлшем мен пішінді), ажыратып-қосқыштардан және қозғалтқыштармен жабдықталады, олар ДЭЕМ-ның кейбір мультимедиялық функцияларын жеңілдетілген басқару үшін арналған. Осындай пернелер жиі

Электронды пернелікаспаптарда (пианино, рояль, орган, синтезатор) ойнау үшін

музыкалық пернетақталар (MІDІ-пернетақталар) шығарады. Олар дыбыс толқындары генераторының көмегімен әртүрлі аспаптардың дауыстарын келтіруге мүмкіндік береді. Қазірге кезде бактерияларға қарсы жабындысы бар суға төзімді пернетақталар қолданыла бастады, PS/2-ніUSBинтерфейсінежәне сымсыз интерфейстергеауыстыру тенденциясы байқалады.

Монитор экранында курсорды кеңістіктік басқару үшін манипуляторлар

ДЭЕМ-даграфикалық интерфейстерде курсормен жұмыс істегенде пернетақтаны тиімді алмастыратын «тінтуір» манипуляторыжәне джойстиктер менгеймпадтар сияқты ойын манипуляторлары қолданылады. Тінтуірдің жұмыс істеу принципі оны жазық бетте жылжыту барысында өзінің орналасуы туралы өзгерістерді компьютерге тиянақтау  және жіберуге негізделген. Тінтуірдің жылжуын дүркі-дүркін қадағалай отырып, арнайы бағдарлама монитор экранынң шегінде осы жылжудың бағыты мен қашықтығына сәйкес келетін курсор координаталарын өзгертуді орындап отырады. Типтік тінтуір пластмасс корпусында, пішіні мен өлшемі алақанда ұстауға ыңғайлы етіп жасалады. Тінтуір қалпын анықтау үшін қозғалыс датчиктерін құрудың механикалық және оптикалық әдістері қолданылады.

Механикалық әдіс координаталық датчиктердің шар тәрізді жетегіне негізделген. Тінтуір көлденең бетпен қозғалғанда резеңке жабындысы бар ауыр металл шарының домалауы орын алады, ол кез келген бағытта еркін қозғала отырып, қысқыш құрылғының көмегімен тінтуірдің ішіндегі координаталық білікшелерді айналдыра отырып, оларға жанасады. Білікшелер саңылаулары немесе сәуле тәрізді тіліктері бар дискпен бірге өз осьтері бойынша қозғала отырып, бір-біріне перпендикулярлы орналасқан. Әр дисктен ақпаратты оқу сәуледиод және екі фотодиодтан тұратын инфрақызыл оптикалық датчиктермен жүзеге асырылады. Шар қозғалғанда диск айналып, өз тіліктерімен жарық ағынын бөгейді және өткізеді, сондықтан бірінші фотодиод дүркін-дүркін тінтуірдің жылу жылдамдығына сәйкес келетін жиілікпен сигналды белгілейді; біріншісіне қатысты жылжытылған екінші фотодиод дисктің айналу бағытын анықтау қызметін атқарады. Механикалық қозғалысты электр импульстеріне түрлендіруден алынған осы сигналдар алдын ала тақтаның микросхемаларымен өңделеді және COM, PS/2 немесеUSB жіктері  бойынша ДЭЕМ-ға түседі. Шар тәрізді жетектің негізгі кемшілігі шар мен білікшелердің ластануымен байланысты, ол курсордың қозғалуының тоқтауына алып келеді. Оларды оқтын-оқтын тазалап тұру үшін тінтуірде оңай алынатын қақпақ көзделген.Тінтуірмен жұмыс істеу үшін жазық тегіс бет қажет (осы мақсатта резеңке қосылған кілемшелер). Қазіргі кезеңде механикалық тінтуірлер қолданылмайды және толы- ғымен оптикалық тінтуірлерге ауыстырылды.

Оптикалық тінтуірлердефотосенсор — ЗБҚ (зарядтық байланысы бар құрылғы) қолданылады, ол кескіндемені өңдеу процессорымен микро- схемада орналасқан.

ЗБҚ оқтын-оқтын тінтуір астындағы бетті сканерлеп отырады,  ол жиілігі секундына 60 импульпен сүйір бұрышпен қызыл түсті  сәуледиодпен сәулелендіріледі. Қозғалыс барысында ЗБҚ кезеңдік (кадрлық) өзгерістер болады, олар бойынша процессор тінтуірдің қай  жаққа және қандай қашықтыққа жылжығанын анықтайды. Соңғы кезде оптикалық тінтуірдің кез келген беттерде (оның ішінде шыны және айналық беттерде) тұрақты жұмыс жасауы үшін сәуледиодтың орнына қуаты аз жартылай өткізгіштік лазер қолданыла бастады. «Тінтуір» манипуляторларының барлық модельдерінің бірден үшке дейін батырмалары және қосымша басқару элементі (айналдыру дөңгелегі) бар, олардың қимылдары курсордың ағымдағы күйімен байланысты. Батырмалар негізгі қимыл-амалдарды орындауға арналған: объектіні таңдау (басулармен), белсенді жылжыту (яғни экранда кесіндінің басталуын және соңын салу немесе белгілеу үшін басылып тұрған батырманы жылжыту үшін, ол тік төртбұрыштың диагоналі, шеңберің диаметрі, объектінің жылжытуда, мәтінді қаралауда бастапқы және соңғы нүкте ретінде түсіндіріле алады). Айыру қабілеті жалғыз параметрі болып табылады, ол монитор экранындағы тінтуір көрсеткіші оны үстел бетінде 1 дюйм-ге жылжытқанда нүктелердің қанша санына жылжитынын көрсетеді. Әдетте тінтуірдің айыру қабілеті 600 dpі (дюймге келетін нүктелер саны) құрайды.

Трекбол жұмыс істеу принципі мен функциялары бойынша  механикалық тінтуірге ұқсас (іс жүзінде бұл төңкерілген тінтуір). Трекболда шар жоғарыда орналасқан және құрылғы корпусын жылжытпай алақанмен немесе саусақтармен айналдырылады. Трекболдың құрастырылымышардың өлшемдері мен орналасуымен ерекшеленеді: кей модельдерде ол қолдың бас бармағымен басқарылады, кей модельдерде — ортада немесе ортадан оңға қарай орналасқан және сұқ, ортаңғы және шылдыр шүмек саусақтарымен басқарылады. Трекбол тінтуір сияқты қозғалу үшін орынды қажет етпейді; жұмыс барысында білек қозғалыссыз болады, ол қолдың шаршауын айтарлықтай төмендетеді. Трекболдар негізінен ноутбуктарда және пернетақтаға кіріктірілегн құралдар ретінде қолданылады. Компьютерлік ойындарда пернетақта мен тінтуірдің орнына жылдамырақ жайғастырылатын арнайы манипуляторлар:джойстиктер мен геймпадтар қолданылады,олар шынайы объектілерді басқару органдарына ұқсатылған.

Джойстик қойғыштағы тұтқыш (сап) болып табылады, ол бірнеше жазықтарда бұрыла алады. Тұтқыш пен қойғыштарда әртүрлі батырмалар мен ажыратып-қосқыштар орналастырылған.

Орын ауыстыру датчигі бойынша сигналдарды қалыптастыру әдісі бойынша джойстиктердискреттікжәне аналогты болып бөлінеді. Д и с к р е т т і к д ж о й с т и к т е р д е сап қозғалғанда басқарудың шығу сигналы екі мән ғана қабылдай алады: 0 немесе 1; осы шектеу үшін олар тез ескіріп кетті. А на ло г т ы д ж о йс т икт е р шығу сигналын саптың бұрылуына бай- ланысты бірсарынды ауыстырады: ауытқу бұрышы көп болған сайын, сигналдың да деңгейі жоғарырақ болады. Түрлендіргіштер ретінде оларда потенциометрлер, байланыссыз магниттік резистивтік және оптикалық датчиктер қолданылады. Джойстикті гейм-порт арқылы қосу үшін 15 қадауышты жалғағыш қолданылады. Қазіргі ойын порты аналогты сигналдардың шағын санын: бірқалыпты ретеудің төрт осі (Х1, Y1, Х2, Y2) және төрт батырманы қолдайды, сондықтан қазіргі джойстиктерде тұтқыштың еркіндік деңгейлерін арттыру үшін USB перспективтік интерфейсін қолданады.

Геймпад (ойын планшеті)

Геймпадтар үздіксіз жетілдіріліп отырады және соқтығыс пен соққылардан қайтарым әсерін құру үшін керібайланыс жүйесі бар симуляторлар үшін қолданылады. Бүгінгі таңда дербес көздерден қоректенетін (гальвани элементтерден немесе аккумуляторлардан) сымсыз манипуляторлар қолданылады.

4.5.

Дыбыстық (акустикалық) ақпаратты өңдеу және дыбыстаудың аппараттық құрылғылары мультимедиа технологиясын (ағылш . multіmedіa, multі — көп және medіa — құрал) жүзеге асыру үшін негіз болып  табылады, ол мәтіннің, фотоның, суреттердің, анимация және видеоның дыбыстық сүйемелденуін қамтамасыз етеді. Мультимедиялық аппаратураның негізгі жиынтығы дыбыстық тақшалардан, акустикалық жүйелерден (колонкалар), құлаққаптар мен микрофондардан тұрады. Дыбыстық тақшалар әртүрлі дыбыстық сигналдарды (фонограмма- ларды): музыка, сөйлеу және басқа акустикалық әсерлерді жазу, құру және дыбыстау үшін қолданылады. ДЭЕМ-да дыбыстық ақпаратмикрофоннан немесе дыбыстың басқа көзінен, цифрлық сигналдан және музыканың ішкі синтезі есебінен сыртқы аналогты сигналдан қалыптастырылуы мүмкін. Аналогты формада дыбыс адам қабылдайтын 20 Гц-тен 20 кГц-ке дейінгі диапазонда өзгеріп отыратын амплитуда мен жиіліктегі үздіксіз сигнал (акустикалық толқын) болып табылады. Аналогты ақпаратты ДЭЕМ-да өңдеуге жарамды ету үшін оны цифрлау қажет — кодтық (цифрлық) қиыстыруларға, яғни дискреттік түрге айналдыру керек. Үздіксіз ұсынылған ақпаратты біркелкі дискреттеу әдісінің теориялық негізін 1933 ж. кеңес академигі В. А. Котельников әзірледі.

Котельниковтың теоремасына сәйкес, жоғарыда F max

жиілігімен шектелген дыбыстық сигнал 2F max кері пропорционалды интервалға алшақ тұрған ∆ tуақыты сәттерінде өз мәндерінің бірізділігімен толығымен анықталады:

t =

max

Сондықтан дыбысты дискретті формаға айналдыруды уақыттың тиянақ- талған сәттерінде дыбыстық сигналдың амплитудасын өлшеу және оның деңгейін кванттау — осы кодтың разрядтылығымен (тереңдік цифрлау)

шектелген мәндер жиынтығынан оған бір мәнді цифрік код беру арқылы жүзеге асырылады. Дыбысты кодтауда оның сапасы уақыт бірлігінде акустикалық сигналды өлшеу сандарына да тәуелді, яғни дискреттеу жиілігіне тәуелді, ол 2F max

аспауы тиіс.

Түрлендірудің осы әдісі импульстық-кодтық модуляцияPCM (Pulse  Code Modulatіon — импульстық-кодтық модуляция) деп аталады; қазіргі таңда ол сөйлеу мен музыканы кодтауда ең кең тараған болып табылады. Типтікдыбыстық карталар цифрлау тереңдігі 8 және 16 разрядты дыбысты жазуға мүмкіндік береді, ол сигналдың 256 және 65 536 әртүрлі деңгейлеріне сәйкес келеді. Разряд көп болған сайын, фонограмманың сапасы да жақсара түседі (мысалы, 8разрядтық кодтаукассеталық магнитофонның, ал 16 разрядтық — компакт-дисктің дыбысталу сапасын қамтамасыз етеді).

8 разрядтық дыбыс үшін динамикалық диапазон 48 дБ, 16-разрядтық үшінол 96 дБ-ға жетеді. Егер жазылатын дыбыстың үлкен қаттылық айырмалары болса(симфониялық оркестрдің дыбысталуына тән), оны жеткіліксіз разрядтықпен жазғанда сигналдың қатты бұрмаланулары орын алады. Сондықтан кәсіби дыбыстық карталардың цифрлау тереңдігі 20 биттан аспайды. Қазіргі дыбыстық тақшалар 8,0...44,1 кГц дискреттеу жиілігін ұстайды, ал кейбіреуі — 48 кГц, 22...24 кГц-дейінгі жиілікте аналогты сигналдарға сәйкес келеді, одан жоғары сигналдарды адамның есту қабілеті қабылдамайды. Дыбысты дәлірек өңдеу және музыка дыбысталуының табиғилығы үшін кәсіби дыбыстық тақшалар 96 кГц және одан да жоғары жиіліктерді ұстай алады. Цифрланған дыбыс шығарылатын сигналдардың жоғары сапасын (шынайылығын) қамтамасыз етеді және жоғарылатылған кедергіге төзімділікке ие, бірақ сақтау үшін ДЭЕМ-ның дисктік жадының үлкен шығындарын талап етеді. Мысалы, цифрлау тереңдігі 16 бит және дискреттеу жиілігі 44,1 кГц 1 с стереофониялық аудиожазбаны сақтау үшін көлемі 176,4 Кбайт жады қажет.

(кбит/с) ағын жылдамдығы цифрлық фонограм- маның көрсеткіші болып табылады, оның мәні 1 с дыбысталуға есептегенде аудиофайлдың көлемімен тікелей байланысты. Битрейттің мәні жоғары болған сайын, фонограмманың да сапасы жоғарылайды және оны сақтау үшін жады көлемі көбееді. Дыбыстық тақшамен цифрланған фонограмма битрейттің шамасын барынша азайту мақсатында фонограмма арнайы бағдарламалардың көмегімен дыбыстық сапасына әсер етпейтін бір шама шығындармен қысуға(компрессияға) ұшырайды. Аудиосигналды шығындарменқысудың барлық әдістері негізделген негізгі идея — ол цифрланған дыбыстың кейбір құрамдас бөліктерін елемеу. Жеңілдетілген түрде қысу алгоритміфонограммадан естілмейтін жиіліктерді алып тастап, адамның құлағы жақсы ажырататын дыбыстарды мұқият сақтайды. Қазіргі қысу алгоритмдері негізінен MPEG-1, MPEG-2 стандарттарына негізделеді, 10:1 компрессиядеңгейіне немесе одан да жоғары деңгейге шығынсыз жетуге мүмкіндік береді. Қарапайымырақ MPEG-1 деректердің тұрақты ағынымен моно немесе стереодыбысталуға арналған.  Ол дыбыстық ақпаратты сақтау форматтарының әртүрлі деңгейлерін қолданады: Layer-1, Layer-2 жәнеLayer-3 (Layer — деңгей). Форматтардың құрылымы бірдей, бірақ қысу деңгейлері мен күрделілігімен ерекшеленеді. Кодтауда дыбыс сапасын жоғалту есебінен кез келген деңгейін қоюға болады. Layer-1 — шығындар бойынша ең қарапайым, бірақ қысудың мардымсыз дәрежесін береді. Тиімдірек Layer-2 каналға 128 кбит/с ағынды шектейді. Layer-3 — ең көп еңбекті, бірақ ең жақсы қысуды (64 кбит/с дейін) қамтамасыз етеді, сондықтан кең тараған. Осы форматта сақталатын дыбыстық файлдардың аттас кеңейтілуі бойынша оны MP3 деп атайды.

Уақыт бойынша үздіксіз өзгеретін электр сигналдарымен ұсынылған дыбысты цифрлық кодтардың сайма-сай мәндеріне түрлендіру дыбыстық тақшада немесе жүйелік тақшада орналасқан аналогты-цифрлық түрлендіргіште (АЦТ) жүзеге асырылады.АЦТ-да дыбыстық сигналды қалпына келтіру оның дискретті бейнесі бойынша кодтық қиыстыруларды біртіндеп қосу арқылы орындалады.

Бұл ретте дискреттеу жиілігі АЦТ-да акустикалық сигналды түрлен- дірудің жиілігіне сәйкес келуі тиіс. Дыбыс формасының бұрмалануын бағалау үшін естілетін жиіліктердің диапазоны шегінде оны дыбыстауда амплитудалық-жиілік сипаттаманы (АЖС) қолданады. АЖСкестесі дыбысталатын жиіліктердің төменгі және жоғарғы шекара- ларын және осы диапазонда сигнал амплитудасының әркелкілігін көрсетеді (4.30-сур.). Абсциссалар осінде жиіліктің мәндері логарифмдік масштабта, ордина- талар осінде — кернеу бойынша сигналдың күшею деңгейі (децибелмен) көрсетіледі. Кестенің қатты әркелкілігі (шұғыл самғаулар мен құлаулардың болуы) дыбыстау тембрінің қатты бұрмалануына алып келеді. Құлауларда жоғары жиіліктерде дыбыс күңгірт, төбелерде тітіркендіретін жағымсыз ызылдаған және ысылдап шығатын дыбастар бар. Төмен жиіліктерде дыбыс қанықтылығын жоғалтады, ал төбелерде ызыңдаған дыбыс пен гүрілдеу әсері пайда болады. Жоғары сапалы дыбыстық жүйелерде жұмыс диапазонында АЖС-тың әркелкілігі ±1 дБ аспайды, компьютерлік колон- каларда ±10 дБ құрайды. Дыбысталатын фонограмманың қажетті амплитудалық-жиіліксипат- тамасын қалыптастыру үшін дыбыстың әртүрлі жиілік құрамдас бөлік- терінің дыбыс қаттылығын бөлек реттеу үшін көпжолақтық эквалайзерлер қолданылады.

Аналогты дыбысты жазу мен дыбыстаудан басқа кейбір дыбыстық тақшалар оны синтездей алады, яғни музыкалық аспаптардың дыбыстарын имитациялай алады. Дыбыстық сигналды синтездеу үшін екі негізгі әдіс қолданылады: жиілік модуляция қолдану негізіндегі синтез (ЖМ- синтез) және толқындар кестесі қолданылатын синтез, немесе, кестелікWr-синтез (WaveTable).

операторлар деп аталатын арнайы сигналдар генераторының көмегімен жүзеге асырылады. Операторда екі базалықэлементті белгілеуге болады: фазалық модулятор және орайжанауышгенераторы. Фазалық модулятор тонның жиілігін (биіктігін), алорайжанауышгенераторы — оның амплитудасын (дауыс қаттылығын) анықтайды. Жалпы жағдайда, бір аспаптың дыбысын шығару үшін екі оператор жеткілікті: біріншісі оператор негізгі жиіліктің тербелістерін,  яғни негізгі тонды түрлендіреді; екіншісі — модульдейтін жиілікті, яғни обертонды түрлендіреді.

WT-синтездің негізіналдын ала жазылған және жадыда сақталған музыкалық аспаптар дыбыстарының үлгілері (сэмплдар) қалайды, олардың көлемі тікелей синтездің сапасымен байланысты: олар жадыда неғұрлым көп жазылса, соғұрлым дауысы шынайы шығады. Осы типті синтезаторлар музыканы тақшаның ТСҚ-на «тігілген» немесе ДЭЕМ дискінде сақталған аспаптардың дыбыс үлгілерін манипуляциялау арқылы шығарады. Дисктен жүктелетін іріктемелерді қолдануда, жақсы тақшаның ЖСҚ сыйымдылығы 1 Мбайттан кем болмауы тиіс. Жалпы қолданылатын дыбыстық карталар үшін 0,5...4,0 Мбайт іріктемелердің болуы қалыпты болып есептеледі, үздік дыбыстық тақшалар 8 Мбайтқа дейін іріктемелерді сақтауға және қолдануға мүмкіндік береді, ал жартылай кәсіби және кәсіби модельдерде сэмплдерді сақтау үшін 32 Мбайтқа дейін іріктемепайдалана алады. ЖМ-синтезті қолданғанда музыкалық аспаптап жұпыны естіледі және соған тән дыбыстың «металдық» реңкі болады. WT-синтездің қолданылуымен қалыптастырылған фонограммала- ранағұрлым табиғи болып шығады және кәсіби музыкада қолданыла алады. Қазіргі кезде көптеген әртүрлі дыбыстық карталар мен MІDІ-файл кеңейткіштер шығарылады. Заманауи сапалы дыбыстық тақшалар 128 аспаптың қолдауын және көптондық орындауды (кем дегенде, бір мезетте 16 каналдың) көздейді. Дыбысты синтездеуді басқару үшін музыкалық аспаптардың цифрлық интерфейсі MІDІ (MusіcalІnstrumentDіgіtalІnterface) және тиісті форматта дыбысты шығару құралдары қолданылады.

Одан бөлек, оған бір немесе бірнеше CD-ROM дискжетектердің интерфейстері кіруі мүмкін. Осы модуль арқылы CD-дисктерді қосуға және өзінің жеке компьютерлік музыкаңды дыбыстауға болады. Дыбысты синтездеудің осы түрлері цифрлық болғандықтан, синтезделген сигналдарды шығару үшін АЦТ көмегімен оларды қайтадан аналогты фонограммаға түрлендіру керек.

Қазіргі дыбыстық тақшалар төмендегідей бөлінеді:

Дыбыстық тақша аналық тақшаның PCІслоттарының біріне карта түрінде жалғанады және дыбысты жазуды, қайта жаңғыртуды және (немесе) синтезді қамтамасыз ететін барлық операцияларды орындайды. Дыбыс құлаққаптар немесе колонкалар арқылы шығарылады, ол үшін желілік шығулар көзделген. Стереофониялық режимді қамтамасыз ету үшін әрбір кіру және шығуға екі каналдан (сол, оң)бөлінеді. Одан басқа, көптеген дыбыстық тақшалардың құрамына: Дыбыстық тақшада микрофонды және желілік шығуды қосу үшін жалғағыштар бар, ол дыбыстарды жазуға және алдағы уақытта өңдеу және қолдану үшін қатты дискте сақтауға мүмкіндік береді.

Тақшаның желілік кірулері құлаққаптарды және сыртқы көпканалдыдыбыстыңакустикалық жүйелерін қосуүшін қолданылады.

Желілік кіру сыртқы аудиожүйеден дыбыстық сигналдарды жазу және араластыру үшін қолданылады. Кейбір дыбыстық тақшаларда оны желілік шығу ретінде қолдануға болады.

Микрофондық кіруге дауысты немесе басқа дыбыстарды жазу үшін микрофон қосылады. Дыбыстық тақшалардың жеке модификацияларының микрофондық кіруді желілік шығу ретінде қолдану мүмкіндігі бар, ол қосымша акустикалық колонкаларды қосуға мүмкіндік беріп, көлемдік дыбысталудың сапасын арттырады. Аналогты құрылғыларды қосу үшін негізінен 3,5 мм стандарттық штекер (істікше) (4.31-сур) қолданылады.

-сур. Аналогты дыбыстық сигналдың штекері (істікшесі):

Типтік дыбыстық тақшаларда джойстик немесе MІDІ-құрылғыларды қосу үшін15-түйіспелі DB-15 жалғағыш қолданылады. Дыбысты цифрлық өңдеудің жетілдірілуі нәтижесінде фонограм- маларды көлемді көпканалды қайта жаңғыртудың бірнеше технологиясы пайда болды,олар тек қана тұрмыстық аудио- жәнебейнеаппаратурада ғана емес, ДЭЕМ-да кеңінен қолданыла бастады. Көлемді дыбысталудың бастапқы сұлбасы дәстүрлі 2 каналдық стереодыбыспен салыстырғанда, төрт каналдан тұрды: сол — L (Left); оң Кейін аудиожүйелерде 6каналдық цифрлық дыбысқа көшті, олDolby Dіgіtal 5.1 атауына ие болды. Көлемді дыбысталудың осындай жүйесі 20 кГц-ке дейінжиілік диапазонында бес каналдан (сол, оң, орталық, оң кеңістіктік — RS (Rіght Surround), сол кеңістіктік — LS (Left Surround) және қалған каналдардан 10 есе кішкентай (20... 120 Гц) жиіліктердің шектелген жолағы бар алтыншы каналдан тұрды.Сондықтан алтыншы төмен жиілікті канал «.1» (дыбыстық диапазонның 1/10) белгісін, ал оның акустикалық жүйесі «сабвуфер» (Subwoofer) атауын иеленді. Dolby Dіgіtal-мен аудиожүйелеркүрделі кеңістіктік әсерлерді қолдануға мүмкіндік береді және шынайы сезулерді тудырады. Дыбыс тыңдаушыға бес немесе жеті жақтан түсуі мүмкін: орталықтан алға, солға және оңнан алға (жаппай), сол жақтан және оң жақтан бүйірлері бойынша (7.1 нұсқасы үшін), сол жақтан және оң жақтан артынан (тылдық), ол акустикалық жүйелерді 2.0, 2.1, 4.0, 4.1, 5.0, 5.1 и 7.1 сұлбасы бойынша қолдануға мүмкіндік береді. Қолданылатын шығулардың санына қарай сол және оң жаппай колонкалар, сол және оң тылдық колокалар, орталық колонка, сол және оң тылдық колонкалар және сабвуфер қосыла алады. Dolby Dіgіtal-дадыбыс өте жоғары сығу коэффициенті бар (12 : 1 аса) және 64...400 кбит/с битрейтті қолдайтын AC3 (Audіo Codіng-3) компрессия алгоритмін қолдана отырып, 18 битпен кодталады. MPEG сияқты, AC3қысу барысында адамның есту арқылы қабылдау ерекшеліктеріне негізделеді, ол байланыс тасымалдаушыларының немесе каналдарының ақпараттық сыйымдылығын тиімдірек қолдануға болады.

Сосын 6.1 сұлбасы бойынша 7 каналдық Dolby Dіgіtal EX жүйесі әзірленді, онда қоршаған дыбыстың қосымша орталық (тылдық) кеңістіктік канал көзделген. Келесі DTS стандарт(Dіgіtal Theater System — цифрлық  театралды жүйе) тура сол 5.1 сұлбасын қолданады, бірақ сигналды қысудың азырақ деңгейі дыбысқа көбірек тереңдікті үстейді, каналдардың және сигнал/шу қатынасының бөлінуін жақсартады. Оның DTS-ES модификациясы6.1 форматында жұмыс істейді. DTS кодирует звук в 24 битах с динамикалық компрессиямен және 1:1- ден1 :4 - к е д е йі нг і құбылмалы сығу коэффициенті 24 битпен кодтайды. Бірақ, Dolby Dіgіtal-мен салыстырғанда 1,5 Мбит/с-ке дейінгі битрейттесапалы дыбыс алып, жады көлемін үш еседен аса көбейтуге тура келеді. Dolby Dіgіtal технологиясы DVD, мультимедиялық қосымшаларда қолданылады және сегіз каналдан бастап (7.1 сұлбасы) кәдімгі екі каналдық стереоға дейін (R жәнеL) қолданыла алады. Әдетте, ДЭЕМпайдаланушысының жұмыс орны кеңістіктік тұрғыдан шектелген, бірақ екі акустикалық жүйеден артық қолдануға мүмкіндік бермейді. Dolby Dіgіtal-да кодталған музыканы екі акустикалық жүйеде немесе құлаққаппен тыңдау үшін Vіrtual Surround технологиясы (виртуалдыққоршау) қолданылады, ол 2 каналдық дыбысты  көлемді ретінде субъективті қабылдауға мүмкіндік береді. Разpядтылық, дискреттеу жиілігі, каналдардың саны, дуплекстік режимде жұмыс істеу, синтез әдісіжәне синтезатор паpаметpлері, қолдайтын арнайы әсерлер, қолданыстағы стандарттармен үйлесімділік және қосымша функционалдық мүмкіндіктер дыбыстық карталардың негізгі сипаттамалары болып табылады. Дыбыстық карталардың аппараттық мүмкіндіктерін тиімді  қолдану үшін дыбыс жазудың әртүрлі бағдарламалары қолданылады: MPEG файлдарын қайта кодтау, сөйлеуді айырып тану (мәтіндерді дыбыстау үшін), создания MІDІ-файлдарды, MP3 жәнеWAV файлдарын және т.б.

Дыбыс жаңғыртудың сапасы көбінесе өтпелі трактінің (дыбыстық карта Дыбыс сапасына акустикалық жүйенің колонкаларында орнатылған дауыс зорайтқыштардың (динамиктердің) параметрлері де ықпал етеді. ДЭЕМ-ға дыбысты ендіружүйелік блоктың корпусына кіріктірілген қарапайым динамиктен басталған, ол қазір негізінен апаттық жағдай туралы дыбыстық дабыл беру үшін қолданылған және қазір де қолданылады. Дыбыс берілудің монофониялық (бірканалдық) жүйесі бойынша жаңғырту сапасы табиғи дыбысталуынан едәуір ерекшеленді. Дыбыстарды бір динамиктен табиғи көлемді көзге таратудың сәйкессіздігі де  акустиканы нашарлатты. Жағдай алғашқы дыбыстық карталар пайда болғалы бері өзгерді, олар құлаққаптарды және екі пассивті (қосымша күшейтусіз) колонканың — іс жүзінде қарапайым динамиктердің көмегімен стереофонияны қамтамасыз ете алды. Динамиктердің жұмыс істеу принципі қозғалмалы сәуле таратушыда орналасқан катушканың айнымалы магниттік өрісі мен тұрақты магнит өрісінің өзара әрекеттесуіне негізделген. Нәтижесінде жеткілікті қуатты дыбыс және жаңғыртылатын жиіліктердің ке диапазоны пайда болады. Сәуле таратушы ретінде диффузор (конус) немесе жазық мембрана қолданылады. Мембранасы бардинамиктер өте кішкентай өлшемдерге (әсіресе тереңдікке) ие, бірақ жиілік қуаты мен ені азырақ. Сәуле таратушы динамиктердің акустикалық ресімделуіакустикалық жүйенің дыбысталуына ықпал ететін маңызды факторлардың бірі болып табылады. Корпусы жабық, динамикалық диффузор фронталды панельге шығарылған акустикалық жүйелер кеңінен қолданылады. Кез келген акустикалық жүйенің құрамына пассивті элементтерден басқа белсенді торап — электрондық күшейткішкіреді, онсыз қазіргі дыбысжаңғырту мүмкін емес. Бұл блок бірнеше функция орындайды. Біріншіден, күшейткіш кіру сигналының қуатын арттырады; екіншіден, оның жиілік сипаттамасын тегістейді; үшіншіден,ДЭЕМ әртүрлі көздері: DVD/CD-дискжетектер, қатты дисктер, тюнерлержәне т.б. сигналдарын өңдеуді қамтамасыз етеді. Барлық заманауи компьютерлік колонкаларкөпжолақты, себебі бір де бір қазіргі динамик адамның құлағы қабылдайтын жиіліктердің кең диапазонын қайта жаңғырта алмайды. Сондықтан колонканың корпусынабірнеше динамик, көбінесе екі динамик орнатылады: жоғары жиілікті (2-ден 15... 20 кГц дейін) және орташа жиілікті (100 Гц-тен 10 кГц дейін). Төмен жиілікті динамик(20...150 Гц), әдетте, жеке корпусқа— сабвуферге шығарылады.

Сабвуферлер үшін динамиктің диффузоры колонканың бет панелінешығарылмаған, корпустың ішінде, қалқада орналастырылған акустикалық жүйе қолданылады. Сабвуферге теңгерімді, дыбыс қаттылығының деңгейі, төмен және жоғары жиіліктерді қолмен реттейтін күшейткіш және фронталды (жаппай)және тылдық колонкаларды қосу үшіншығуы бар күшейткіш кіріледі Динамиктердің параметрлерісапалы дыбысты қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады, бірақ көп нәрсе колонка корпустарының құрастырылымына да тәуелді, сондықтан ағаштан жасалған колонка корпустарын қолданған жөн, себебі дәл осы материал дыбыс тазалығын қамтамасыз ететіндей жақсы сіңіруші қасиеттерге ие. Акустикалық колонкаларпассивтікжәне активтік (кіріктірілген күшейткішімен болып бөлінед.

Акустикалықжүйелер келесі параметрлермен сипатталады:

Қазіргі кезеңде екі колонкалы қарапайым стереожүйе 2.0 деп  белгіленеді (бірінші сан колонкалардың сан, екіншісі—сабвуферлердің саны). Алғашқы көпканалдық акустикалық жүйелердің 4.0 деген белгілері болған, оның құрамына тиісінше төрт колонка кірді (екеуі фронталды және екеуі тылдық), 4.1 сұлбада сабвуфер қосылды. Акустикалық жүйелердің келесі түрі әлдеқашан толыққанды 6 каналдық көлемді дыбысқа сәйкес келеді. Сөз 5.1 акустикасы туралы етіледі, оның құрамына екі фронталды колонка, екі тылдық, бір орталық колонка және екі сабвуфер кіреді. Сапалы акустика үшін орталық және фронталды колонкаларда әдетте екі кең жолақты және бір жоғары жиілікті динамик орнатады. Тылдық колонкаларүшөлшемді арнайы әсерлерді құруда музыкалық композицияларға қолдауды жүзеге асырады. 5.1 жүйесін ДЭЕМ негізінде үй кинотеатры үшін минималды жеткілікті деп есептеуге болады. Жуырда 7.1 және 7.2 9-8 каналдық жүйелер қолданыла бастады (олар өтек ұқсайды). Бұл акустикада тағы екі колонка қосылды — тылдық орталық, ал 7.2 жүйесінде екі сабвуфер қолданылады.

4.5.3.Құлаққаптар Құлаққаптар, немесе бас телефондар, сөйлеу, музыка және басқа дыбыстық сигналдарды тыңдау үшін арналған. Орнату орны бойынша құлаққаптарқыстырмалы (құлақ қалқанына бекітіледі), каналішілік (құлақ өзегіне енгізіледі) және жапсармалы (құлаққа тағылады).

Құлаққаптарда негізінен жазық мембраналы сәуле таратушылар қолданылады. Құлаққаптарды шығаруда дыбыстың жақсы сапасы үшін арнайы материалдарды: жоғары жиіліктер саласында сезгіштікті жақсартатын титан немесе дыбыс бұрмалануларын азайтатын неодим, темір және бор қорытпаларынан аса қуатты магниттер қолданады. Құлаққаптарды ұзақ уақыт бойы тағатындықтан, пайдаланушыға құлаққаптың салмағы, габариттік өлшемдеріне және олардың құлаққа қысымына байланысты қажетті ыңғайлылықты қамтамасыз етудің маңызы зор. Сондықтан кейде жапсармалы құлаққаптардың «тостағандарын» шарнирлерге  орнатады, яғни айналмалы етеді. Пайдалану ыңғайлылығына ықпал ететін және құлаққа қысымды азайтатын амбушюрлардың құрастырылымы де маңызды.

Амбушюрлар

Қарапайым құлаққаптар жапсармалы амбушюрлармен — құлақ қалқанын қапсырмайтын, тек жанасатын жұмсақ жастықшалармен жабдықталған. Құлаққаптардың көптеген модельдерінде құлақ қалқанына қысымды едәуір төмендететін құлақты қоршайтын амбушюрлар  бар. Валигі бар амбушюралар тұйық кеңістікті қалыптастырады және төмен жиіліктерді жақсырақ қалыптастырып, сыртқы кедергілерді бұғаттайды. Құлаққаптарашық (жартылай жабық) және жабық типті болады. Ашық типті құлаққаптардың сыртқы бетіндеәдетте шілтер, темір тор немесе шағын тесіктері болады және құлақты қоршаған ортаның шуларынан оқшауламайды. Жабық типті құлаққаптар акустикалық орта құрады, сондықтан дыбыс қаттылығының аз деңгейлерінде сыртқы ортаның шу кедергілерін жақсы бұғаттайды. Жаңа технологиялар — интернет-телефония, бейнеконференциялар, интерактивтік оқыту, сөйлеуді тану — құлаққапты микрофонмен конструктивтік біріктіру қажеттілігіне және мультимедиялық гарниту- ралардың шығарылуына алып келді.

Құлаққаптың кей модельдері стационарлық жүйелермен жұмыс істеуге, басқа модельдері —мобилдік аппаратурамен жұмыс істеуге ыңғайлы, бірақ бәрібір пайдаланушыға қосымша қолайлылық — қозғалыс және орын ауыстыру еркіндігін қамтамасыз ету қажеттілігі туындайды. Нәтижесінде құлаққаптың жаңа түрі — сымсыз құлаққап пайда болды, себебі сымдық жалғанудың болмауы оператордың жұмыс орнын ұйымдастыруда бірқатар дәстүрлі шектеулерді жояды. Құлаққаптар радиожиілік диапазонда дыбысты қабылдауды жүзеге асырады, дауыс қаттылығын ретттеуіші бар және кіріктірілген гальвани элементтерінен қорек алады. Құлаққаптың сипаттамасында әдетте, жиілік диапазонның, шығу кедергінің (ом немесе килооммен) және номиналды қуаттың (милливаттнемесе ватпен) шамалары келтіріледі, ал гарнитуралар үшін микрофонның сезгіштігін (децибелмен) көрсетеді. Сымсыз құлаққаптар үшін негізгі жиілік (мегагерцпен) және мінсіз жағдайларда әрекет ету радиусы (метрмен) келтіріледі.

Сымды құлаққапты қосу үшін стандарттық 3,5 мм штекер қолданылады.

Микрофон

Жұмыс істеу принципі бойынша микрофондар көмірлі, электрди- намикалық, электрстатикалық (конденсаторлық және электреттік), пьезоэлектрлікжәне электрмагниттік; жұмыс істеу бағыты бойынша — бағытталмаған, на ненаправленные, біржақты бағытталған (кардиоидтік) және екіжақты бағытталған болып бөлінеді.

)— бұл микрофонның шығуындағы кернеудің берілген жиілікте (әдетте, 1000 Гц) оған ықпал ететін паскальға милливольтпен (Па/мВ)белгіленген дыбыстық қысымға қатынасы. Бұл мән жоғары болған сайын, микрофонның сезгіштігі да артады.

Жұмыс жиіліктердің номиналдық диапазоны

Жиіілк сипаттаманың әркелкілігі

Толық электр кедергінің модулі

Бағытталудың сипаттамасы

Микрофонның өзіндік шуының деңгейі

Микрофонның жиілік сипаттамасы айтарлықтай дәрежеде оның құрастырылымы мен жасалу технологиясына тәуелді. Микрофонның  жиілік сипаттамасында микрофонның қозғалмалы жүйесінің бөлшектері мен ауа қуысының резонансына негізделген жоғарылаулар мен құлаулар әрқашан байқалады. Жиілік сипаттаманы біркелкі, ал өткізу жолағын кеңірек ету үшін бөлшектердің еркін тербелістерін кейде резеңке немесе поролон төсемдермен бәсеңдетеді, бірақ микрофонның сезгіштігін шарасыз азайтады. Микрофонның бағытталу сипаттамасы оның қабылдау бөлімінің құрылымына байланысты. Егер дыбыстық өрістің энергиясы жылжымалы жүйенің (диафрагманың) бір жағына ғана ықпал етсе, микрофон қысымды қабылдағыш болады. Егер микрофонда дыбыстық толқындар үшін жылжымалы жүйенің екі жағы да ашық болса (сондықтан ол диафрагманың екі жағына ықпал ететін дыбыстық қысымның айырмасын сезінеді), онда микрофон қысым немесе жылдамдық градиентінің қабылдағышына айналады. Микрофон қысым қабылдағыш ретінде шұғыл белгіленген бағыт- тылыққа ие емес және оның әсіресе, төмен жиіліктер саласында бағытталудың айналма сипаттамасы бар. Жиілік жоғарылағанда ол созылған форманы қабылдайды. Микрофон қысым немесе жылдамдық градиентінің қабылдағышы ретінде сегіздік түрінде бағытталу сипаттамасына ие, яғни екіжақты бағыттылығы бар. Екі әртүрлі қысым мен жылдамдық микрофондары қосылыстарының электрлік схемасын араласыра отырып, бағытталу сипаттамасының едәуір

өзгеруіне қол жеткізуге болады — оны кардиоида, супекардиоида немесе гиперкардиоида түрінде бағыттауға болады (4.32-сур.). Бірыңғай акустикалық жүйеде конструктивті тұтастырылған екі әртүрлі қабылдағыштардан аралас микрофондар да қолданылады. Осындай екі микрофондарды үйлестіру арқылы үшкірбағытты диаграммалы қабылдағышты құруға болады, ол жоғары шулы фоны бар жайдан дыбысты жіберу сапасын арттыруға мүмкіндік береді.

Ұнтақтық көмірлі микрофонда көмір немесе металлмембрана дыбыстық толқындардың ықпалымен тербеліп, капсюлада орналастырылған және мембранасына жанасып тұрған көмір ұнтағының тығыздығын, демек, электр кедергісін де өзгертеді. Соның салдарынан микрофон арқылы өтетін тоқтың күші де өзгереді. Құрастырылымы мен электрлік параметрлерді көп жылдар бойы жақсарту нәтижесінде капсюль типті көмірлі микрофон шығарылды, ол бұрын телефонияда кеңінен қолданылған болатын. Жиіліктердің қайта өндірілу диапазоны — 300...3 400 Гц.

Катушка типті электрдинамикалық микрофонда жұқа үлпегінен немесе алюминийжұқалтырынан жасалған, магнитті жүйенің сақиналық саңылауында орналасқан жұқа сымды катушкамен қатты байланған диафрагма қолданылады. Дыбыстық толқынның ықпалымен диафрагманың тербелістерінде катушканың айналымы магниттік жүйенің күшті

а — айналма; б — кардиоида; в — суперкардиоида; г — гиперкардиоида

желілерін қиып өтіп, өз шығуларында айнымалы кернеу құрады. Мұндай микрофонның қарапайым құрылымы және шағын габариттік өлшемдері бар, пайдалануда сенімді. Қайта өндірілетін жиіліктердің диапазоны — 30...15 000 Гц.

Таспа типтіэлектрдинамикалық микрофонда катушканың орнына магниттік өрістеөте жұқа (шамамен 2 мкм) алюминийжұқалтырынан жасалған кеңірдекті таспа орналасқан. Бұл микрофон ең алдымен студиялардан музыкалық хабарлар үшін қолданылады. Қайта өндірілетін жиіліктердің диапазоны — 50... 15 000 Гц.

Электрстатикалық конденсаторлық микрофонда дыбыстық қысым жұқа металл мембранаға ықпал етіп, электр конденсаторының пластиналары болып табылатын металдық қозғалмайтын корпустың арасындағы қашықтықты, демек, сыйымдылықты да өзгертеді. Мембрананың сыйымдылығы мембранаға ықпал ететін дыбыстық қысымның жиілігімен бірге өзгереді. Пластиналарға тұрақты кернеуді жеткізу конденсатор арқылы тоқтың пайда болуына алып келеді,  оның күші дыбыстық жиілік тербелістерімен бір ырғақпен өзгереді. Микрофонның жоғары шығу кедергісі бар және жеткілікті күшті сигнал(ондаған милливольт) береді, бірақ ол сыртқы қорек көзін қажет етеді (әдетте 3.4 В). Кей микрофондардакіріктірілген қорек көзі қолданылады. Қайта өндірілетін жиіліктердің диапазоны — 30... 15 000 Гц. Бұл микрофондардыбыс жазу және дыбыс жіберудің жоғары сапалы жүйелерінде қолданылады.

Электрстатикалық электреттік микрофондар жұмыс істеу принципі бойынша конденсаторлық болып табылады, бірақ ондағы тұрақты кернеу мембранаға жұқа қабатпен жағылған электрет зарядымен қамтамасыз етіледі, бұл қабат зарядты ұзақ уақыт бойы сақтайды (30 жылдан аса). Электреттер — бұл электрлендіруді тудырған сыртқы ықпал алынғаннан кейін ұзақ уақыт бойы электрленгенкүйде қалу қабілеті бар диэлектриктер (тұрақты магниттердің электр аналогтары). Электреттер тұрақты электр өрісінің көздері ретінде қолданылады.

Пьезоэлектрлік микрофонда дыбыстық тербелістер пьезоэлектриктен жасалған пластинаға ықпал ете отырып, оның бетінде электр зарядтарының пайда болуына алып келеді. Электрсерпімді деформацияларда электр өрісі болмағанда кристалл поляризациясы барысындапайда болады (тура пьезоэлектрлікәсер). Қайта өндірілетін жиіліктердің диапазоны — 100

...5000 Гц.

Электромагниттік микрофонда дыбыстық толқындар болат якорьмен қатты байланыстырылған мембранаға ықпал етеді, оның тербелісі барысында якорьдің үстінен оралған сымның қозғалмайтын катушканың шығуларында тұрақты магниттің саңылауында кернеу пайда болады. Қайта өндірілетін жиіліктердің диапазоны — 300... 5000 Гц. Барлық сымдық микрофондардыңДЭЕМ-ның дыбыстық тақшасына жалғану үшін стандарттық 3,5 мм штекер бар. Стереофониялық радиохабар және дыбыс жазуда екі бірдей біржақты бағытталған микрофондар (жиі конденсаторлықнемесе электрдинами- калық) жүйесін қолданады. Олар жалпы корпуста бірінен кейін бірі тығыз, диаграммалары бір-біріне 90° бұрышпен бағытталатындай етіп орналас- тырылады (стереофониялық микрофон).

Микрофондардың сипаттамаларында бағытталу диаграммасының түрі, 1 кГц жиілікте сезгіштік (децибелмен), өткізу жолағы (герцпен), шығу кедергісі (килооммен) көрсетіледі.

tuner — баптаудың радиомеханизмі) жоғары жиілікті эфирлік радиосигналды қабылдау және қайта модуляциялауға арналған және ДЭЕМ құрылғыларының мультимедиялық класына жатқызылады. Тюнерлердің жақсы сезгіштігі бар, радио және телехабарларды тұрақты қабылдауды, бейнемагнитофондар, бейнекамераларды қосуды және бейнеконференциялар өткізуді қамтамасыз етеді. Конструктивтікорындалуы бойынша тюнерлер сыртқы (ДЭЕМ-ғаUSB арқылынемесе бейнеадаптермен монитор арасына қосылады), ішкі (ІSA, PCІ, немесе PCІ Express кеңейту слоттарына қондырылады) және бейнетақшаға кіріктірілген болып бөлінеді. Дыбысты қайта жаңғырту үшін тюнерлер дыбыстық тақшаны қолданады. S-Vіdeo біріктіргіші TV-тюнерлердің басым бөлігінде қолданылады, себебі оны тұрмыстық бейнеаппаратураның көптеген құралдары қолдайды. Функционалдық мақсаты бойынша тюнерлерFM-тюнерлерге (радио- қабылдағыштар)        жәнеTV-тюнерлерге        (телевизиялық        қабылдағыштар)

бөлінеді, бірақ біріккен FM/TV-құрылғылар да шығарылады.

Кез келген тюнердің құрамына телевизиялық және радиосигналды қабылдауға және каналдардың селекциясына жауап беретін қабылдау антеннасымен тікелей байланысты жоғары жиілікті блок кіреді. Оның сезгіштігін, бірінші кезекте, қабылдау сапасы және тюнердің кедергіге төзімділігі анықтайды.

Қазіргі тюнерлер микросхема негізінде орындалған жартылай өткізгіштік жоғары жиілікті блоктарды қолданады. Олардың қабылдау сапасының жоғры болғаны соншалықты, олар өндірісте күрделі және қолмен баптауды қажет ететін индуктивтілігі,айнымалы (құрылыстық) конденсаторлары мен транзисторлары бар дәстүрлі экрандалған блоктарды ығыстыра бастады.

FM-тюнерлер 62...108 МГц жиілік жолағында радиодиапазонды сканерлей отырып,УКВ (FM- диапазон) радиостанцияларды қабылдауды қамтамасыз етеді.Әдеттегідей, тюнер баптау процесінде каналдарды белгілеп, дыбысты жіберу форматын (моно немесе стерео) анықтайды. Тюнерлер қашықтықтағырадиостанцияларды тыңдауда және кәдімгі сыртқы антеннаны қолдануда әлсіз сигналдарды қабылдау үшін жеткілікті сезгіштікке ие. Қазіргі тюнерлер тек стандарттыFM жәнебасқа диапазондарды ғана емес, жаңа цифрлық стандарттардың сигналдарын да қабылдай отырып, дыбыстың жоғары сапасын қамтамасыз етеді.

TV-тюнер 950...2 150 МГц жиілік диапазонындағы цифрлықжәне аналогты телеканалдарды қабылдауға және тыңдаушыға: Бейнекарта мен монитордың ортасына қосылатын сыртқы TV-тюнерлер ДЭЕМ-ның қатысуысыз жұмыс істейді, себебі телевизиялық кескіндемені тікелей мониторға шығарылады. Басқа тюнерлер кескіндемені қалыптастыру үшін бейнетақшаны және компьютердің есептеу ресурсын іске қосады. Жоғары жиілікті блоктан басқа аналогты-цифрлық түрлендіргіш те кез келген компьютерлікTV-тюнердің маңызды бөлігі болып табылады, бұл түрлендіргіш дискретті ДЭЕМ аналогты телевидениені қабылдауды қамтамасыз ету үшін, ал цифрлықTV-тюнерде (егер ол аналогты бейнекірулермен жабдықталса) — сыртқы бейне-және аудиоқұрылғылардың сигналдарын түрлендіру үшін арналған. Қазіргі TV-тюнерлерде компьютер процессорларын босату үшін жиі MPEG-1, MPEG-2 аппараттық қысуды қолдайтын аппараттық кодтаушылар қолданылады.

Қазіргі TV-тюнерлердің техникалық сипаттамалары төмендегілерді қамтамасыз етеді:

стандарттарында жұмыс істеу; КейбірTV-тюнерлер телемәтінді қабылдай алады, қашықтықтан басқару пульттарымен жабдықталған және өздерінің мүмкіндіктері бойынша кәдімгі теледидарлардан кем түспейді. Әдетте, мұндай құрылғылардың бейнекөріністі қосымша өңдеуге және жеке кадрларды файлдарда сақтауға мүмкіндік беретін дамыған бағдарламалық қамтамасыз етуі бар. Видео басып алуда кескіндеме компрессиясының салдарынан оның сапасы шарасыз нашарлайды.

5 тарау

5.1.

Үстел үстілік дербес ЭЕМ-ның элементтік базасын үздіксіз жетілдіру және әсіресе, СК-экрандарды әзірлеудегі жетістіктер ДЭЕМ-ның жаңа түрлерінің — есептеу техникасының тасымалды құралдарының әртүрлі модификацияларының: бастапқыда лаптоптардың (

notebook — блокнот, қойын дәптер) және мобильдікPDA (Personal Dіgіtal Assіstant — жеке цифрлықхатшы) — қалталық дербес компьютерлердің (ҚДК) пайда болуына алып келді. Барлық портативті ДЭЕМ тән ерекшелік — бұл бұйымдардың конструктивтіжәне функционалдық аяқталғандығы, себебі компьютердің барлық қажетті және жеткілікті есептеу ресурстарыбір корпуста шоғырланған. Пайдаланушыға жабдықталмаған жұмыс орындарында және көлікте жұмыс істеуді қамтамасыз ете отырып, ноутбуктердің шеткері құрылғыларды: толықөлшемді пернетақтаны, сыртқы мониторлар мен жинақтауыштарды, стационарлық ДЭЕМ және т.б. қосу мүмкіндіктері бар. Аппараттық қамтамасыз ету ресурсын үдету үшін орнатуда қосымша баптауды қажет етпейтін және қуат көзін өшірмей қосу мүмкіндігі бар әртүрлі өлшемді PCMCІA карталары (5.1-сур.) қолданылады. Ноутбуктарайтарлықтай дәрежеде қоршаған ортаның механикалық  және климаттықықпалына ұшырауға бейім, сондықтан пайдаланушыдан ерекше және ұқыпты қарауды талап етеді. Ноутбуктердің өнеркәсіптік және әскери орындаудағы соққыларға және дірілдерге төзімді корпустардағы, экрандары арнайы қапталған, дымқылөтпейтін пернетақталары және -20 бастап +55 °С дейінгі температуралық диапазондағы модельдері ғана механикалық зақымдалуларға төзімді болып есептеледі. Тұрмыстық және кеңселік ноутбуктарда өндірушілер ең маңызды компоненттерді: қатты диск, экраны және пернетақтаны физикалық зақымдалулардан қорғайды. Ноутбукты тасымалдау кезінде қорғау үшін арнайы сөмкелер шығарылады.

Стационарлық ДЭЕМ-дақатты диск механикалық жүктемелерге (негізінен, тасымалдауда) ұшырайды, ал ноутбукте оның шайқалту, діріл және жеке соққылардан зақымдалу ықтималдығы өте жоғары. Қатты дисктерді қорғау ноутбуктерде теңселулерді бәсеңдететін төсемдерді, арнайы бекітулерді, бұрыштық амортизаторларды қолдануға және бастиектерді сенімді тұрақтатуға негізделген. Дисктің бастиектері жұмыс істеу күйінде болмаса — қауіпсіз аймақта тұрақталған, яғни, ақпарат сақтайтын пластиналардан шеттелген, қатты диск может айтарлықтау шайқалтуға, едәуір соққыға, тіпті ноутбуктың құлауына төтеп бере алады. Жұмыс істеп тұрған күйінде бастиек тіреу бетінен бірнеше микрон қашықтықта орналасады, егер соққы ақпаратты оқу немеес жазу кезінде болса, оның бастиегі пластинаға жанасады, және нәтижесінде, деректер жоғалып, физикалық зақымдалу орын алады. Қорғау механизміаналық тақшада орнатылатын қозғалыс сенсорының (үшосьтік акселерометрдің) көмегімен ноутбукты кеңістікте оқыс тасымалдауларды анықтауға сүйенеді. Ұйғарынды жеделдетуден асып кеткен жағдайда жинақтауш бастиектерінің жедел тұрақтау сигналы қалыптастырылады. Ноутбуктарда процессорлық кулердің көмегімен ауамен салқындату қолданылады, себебі корпустың ішіндегі аумақ әрқашан шектеулі болады және қосымша желдеткіш орнату мүмкіндігі жоқ. Ноутбуктың стационарлық жұмыс орнында жылулық режимін тиімді жақсартудың ең қолжетімді нұсқасы — ол сыртқы желдеткіштерді қолдану. Желдеткіштері бар қойғыш док-станция типі бойынша құрастырылған және ноутбуктың негізіне тоғыстырылады (5.1-сур). Осындай құрылғыларға ноутбуктердің функционалдық мүмкіндіктерін кеңейту үшін қосымша интерфейстердің бірнеше коммутациялық жалғағыштар енгізеді (жиі USB-жалғағыштар, кейде — картридерлер).

5.1-сур. PCMCІAстандартыкарталары

Қойғыш (табандық) ноутбуктың астында орналасады, сондықтан пайдалануда онша ыңғайлы емес, себебі пернетақтаның үстел бетіне қатысты биіктігін ұлғайтады. Әдетте бұл құрылғылар айналу жылдамдығы 3 000 айн/мин екі немесе төрт 60х60 мм желдеткішпен жабдықталған, олар компьютердің төменгі кіру желдеткіштік тесіктеріне ауаның тікелей түсуін қамтамасыз етеді. Дербес немесе сыртқы желілік қуат көзін қолдану қажеттілігі ноутбуктерді пайдаланудың ерекшеліктеріне жатқызылады. Ноутбуктардың басым бөлігі үшін желілік қорек блоктары құрастырылымы бойынша бірдей дерлік (қорек көзінің номиналы және қуаттылығымен ерекшеленеді) және олардың тұрмыстық немесе өнеркәсіптік желінің тұрақсыздығынан қорғанысы жоқ. Олар кіру кернеуінің секірістері, жүктемесіз және істен шыққанаккумулятор жағдайларында электр ұшырайды, сондықтан желілік сүзгі, кернеуді тұрақтандырғышты қолданып, дербес қоректендірудің  жай-күйін бақылаған жөн. Ноутбуктаржолаушылар салондарында жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін автомобиль немесе ұшақтың борттық желісіне қосымша қорек блоктарымен жабдықталулары мүмкін. Ноутбуктың дербес жұмысының уақыты кіріктірілген аккумуляторлардың сыйымдылығы мен дұрыс пайдаланылуына тәуелді. Аккумуляторлардың кейбір түрлерінің жұмысқа қабілеттілігін ұзақ уақыт бойы сақтау үшін олардың ноутбукты алғашқы рет қосар алдында толық тоқтан ажырату-зарядтаудың бес-алты циклін өткізіп, жаттықтыру керек. Жаттықтыру технологиясы аккумуляторды тез тоқтан ажыратып, тез зарядтауға негізделеді Барлық дерлік ноутбуктардың екі зарядтау режимі бар: жылдам (2... 3  с), бұл ретте компьютер электр желісіне қосылған, бірақ өшірулі, және баяу режим (5.8 с), бұл режимде аккумулятор компьютер жұмыс істеп тұрғанда зарядталады. Аккумулятордан дербес жұмыстың мерзімін ұзарту үшін барлық портативтік компьютерлердің энергия тұтынудың төмендетілген режимдері бар. Тосу режимінде ең көп энергия тұтынатын құрылғылар (қатты диск, подсветка дисплейдіңкөмескі жарықтануы және т.б.) өшіріледі, «ұйқы» режимі энергия тұтынудың одан да көп үнемделуін қамтамасыз етеді, себебі микропроцессордың тактілік жиілігі минимумға дейін төмендейді.

Ноутбуктердің тұтынушылық қасиеттері эргономиялық көрсеткіштерге, дизайнға және бірқатар техникалық сипаттамаларға тәуелді: тезәрекеттік, қолжетімді жады көлемі, интерфейстер номенклатурасы, сымсыз байланыстың болуы, габариттік өлшемдер, салмақ, аккумуляторлардан жұмыс істеу ұзақтығы. Өздерінің техникалық мүмкіндіктері бойынша кейбір қазіргі ноутбуктер үстелүсті жеке компьютерлерденөнімділігі бойынша сәл-ақ кем түседі, ал бірқатар эргономиялық параметрлер мен дизайны бойынша асып түсіп, олардың орнын табысты басты. Ноутбуктердің құрастырылымы алуан түрлі —ДЭЕМ-ді алмастыратын портативті жұмыс станцияларынан бастап, аз габаритті және өте кішкентай бұйымдарға дейін. Олар стандарттауға келмейді және бір өндірушінің модельдік қатарының шегінде ғана бір ізге салына алады. Ноутбуктердің габариттік өлшемдері негізінен экранның өлшемдеріне, оның жақтары мен жүйелік тақшасының ара-қатынасына тәуелді. Қолданылу аясы, бірқатар ортақ және айыру белгілеріне қарай ноутбуктерді салмақ-габариттік немесе функционалдық параметрлері бойынша топтастырады. Бүгінгі таңда өндірушілердің ноутбуктердің модельдерін жайғастыруына байланысты шартты жіктелім қалып- тастырылды: мобильдіжұмыс станциялары (дескноуттар); мультимедия- лық, планшеттік, имидждік, ультраықшам ноутбуктер, сонымен қатар, бизнеске арналғанноутбуктер және бюджеттік(ең қолжетімді) ноутбуктер.

Дескноуттар жоғары өнімділігі мен жоғарылатылған функционал- дылығымен ерекшеленеді, олар үстелүсті ДЭЕМ толыққанды ауыстыруға бағытталған. Әдетте осындай құрылғылар кең форматтық (16:10) және 17дюймдік экранымен, жоғары рұқсатпен (1600х1200 пикселге дейін), эргономиялықтолықформатты пернетақтасымен, бейнежадысы 512 Мбайттан кем емес графикалық адаптермен, кіріктірілген оптикалық мультиформаттық DVD-дискпен ерекшеленеді. Олардың жедел жадының үлкен көлемі (1...4 Гбайт) және үстелүсті ДЭЕМ-де қолданылатын 3 ГГц-ке дейін тактілік жиілігіменқуатты жоғары жиілікті процессоры бар. Кей модельдер кіріктірілген сандық вебкамерамен, TV- жәнеFM- тюнерлермен шығарылады, екі DVD- жетек немесеқатты дисктерді (300 Гбайт-тан аса) орнатуға есептелген. Ноутбуктар байланыс құрыл- ғыларымен: стандарттық сымдық модемдермен, желілік карталарменLAN 10/100, инфрақызыл порттармен, Wі-Fі және Bluetooth радиоқұралдарымен тұтастырылады.

Ақпаратпен сырттай алмасу үшін микрофон, желілік кіру және құлаққаптарды (стерео), S/PDІF, екінші мониторды,параллельдіжәнеUSB- порттардықосу үшін жалғағыштар, кіріккен модемнің(RJ-11)жалғағышы, жергілікті тораппен байланыстыру үшін жалғағыш (RJ-45). Ноутбуктердің кейбір модельдерінің жаңа немесе ауысымдық құрылғыларды оңай орнату үшін бітеуіштері (шаңның түсуіне кедергі болады) бар модульдік отсектері (бөліктері) бар. Әдетте, отсектерді қосымша аккумулятор, икемді дисктердегі жинақтауышты және компакт- дисктегі жинақтауышты орнату үшін қолдануға болады. Бірақ дескноуттарда маңызды кемшіліктері бар: жұмыс барысында олар жинақтаушы элементтерінің шығаратын жылулық қуатының көп мөлшерінің салдарынан қатты қызып кетеді; сыйымдылығы жоғары, бірақ дербес жұмысының уақыты аз (1,5...2,0 с)аккумуляторды талап етеді; өлшемі мен салмағына (4 кг аса) байланысты мобильділігі шектеулі. Мобильдік жұмыс станцияларының есептеу ресурсы пайдаланушыға зерттеу және инженерлік қызметпен байланысты міндеттерді орындауға мүмкіндік береді.

үлкен фотосуреттерді өңдеу және жоғары сапалы бейне-және аудиомонтаж үшін қолданылады, мультимедиялық функцияларды қолдайды: Көлемді дыбысты қайта жаңғырту үшін әдетте екі немесе төрт кіріктірілген динамик (кейде сабвуфермен), стационарлық колонкаларға аналогты және цифрлық шығулар қолданылады. Бейнедеректерді сақтау үшін көлемі 300 Гбайттан кем емес жылдам қатты дисктержәне екіқабатты тасымалдағыштарды оқу және жазуды қолдауымен DVD-жетектер қолданылады. Мультимедиялық ноутбуктердің 2 ГГц –ке дейін тактілік жиілігі және 2 Гбайт-тан кем емес жедел жадысымен процессорлары бар. Кей модельдер бейнеконференциялар ұйымдастыру үшін кіріктірілген веб-камералар менмикрофондармен,цифрлықTV- жәнеFM-тюнерлермен толықтырылған. Мультимедиялық ноутбуктеркең форматты экрандармен немесе диагоналі не менее 20 дюймнен кем емес, рұқсаты1 920х1200 пиксел,жарықтылық деңгейінен реттелетін жоғары ашықтық пен кереғарлықпен, шолудың кең бұрыштарымен, бликтерді азайтатын көпқабатты шолу бұрыштарымен кәдімгі дисплейлермен жабдықталады. Кіріктірілген бейнеадаптердің 256 Мбайттан жоғары жады көлеміжәне теледидарды қосу үшін стандарттық жалғағыштары бар: D-Sub, S-Vіdeo, VGA-out.

/MemoryStіckPro, SD, XDжәнеMMC жабдықталады. Ноутбуктердің салмағы 8 кг дейін жетуі мүмкін. Сенсорлық экрандарды құру технологиясының жетілдірілуімен бірге ноутбуктердің жаңа түрі — стилиустың көмегімен деректерді қолжазбалық енгізуге мүмкіндік беретін

планшеттік дербес компьютер (TabletPC)  пайда болды. Планшеттікноутбуктерпернетақтамен немесе онсыз шығарылады және топсалы қосылысты пайдалана отырып, экранды бірнеше экранда жылжыту мүмкіндігі бар. Сенсорлық жабындының болуы экранның ашықтығын, шолу бұрыш- тарын төмендетеді және оның диагоналін 14 дюймге дейін төмендетеді. Ноутбук-трансформердің экранын өзінің көлденең осі бойынша айналдырып, жұмыс жағымен жоғары қойса, планшетке ұқсайды. Соңғы кезде планшеттіккомпьютердің анағұрлым мобильдік түрі — Ultra-MobіlePC (UMPC) дамып жатыр, ол ноутбук пен ҚЖК ортасындағы аралық орынды иеленді. Қазіргі UMPCсалмағы шамамен 700 г, рұқсаты 1 024 х600 пиксел 7- дюймдіксенсорлықдисплеймен, тактілік жиілігі 900 МГц,жедел жады көлемі 512 Мбайт процессормен, көлемі 40 Гбайт-тан жоғарықат- тыдискпен, ал жеке конфигурацияларда —GPS, Wі-FіжәнеBluetooth кірік- тірілген модульдермен жабдықталды.

ерекшелігі болып табылады, қымбат материалдар олардың жаппай шығарылуын шектейді. Ноутбуктердің басқа түрлері (нетбуктерден басқалары) бір-бірінен функционалды тұрғыдан бір-бірінен мардымсыз ерекшеленеді, стильный дизайны және дербес жұмыс жасаудың ұзақ уақыты бар. Олардың барлығы DVD оптикалық жетектермен, көлемі 120 Мбайттан төмен емес қатты дисктермен, сымсыз байланыс құралдарымен, USBпорттармен жабдық- талған, тезәрекеттігі 1,2 - 2,0 ГГц және салмағы 1,0...2,5 кг құрайды. Олардың басым бөлігі кең форматты экранмен (15 немесе 17 дюйм), 1 280 х768 пиксел рұқсатпен, модем және желілік картамен шығарылады.

Барлық ноутбуктарда аппараттық құралдарды өсіру PCMCІA- карталарды (РСCard) қолдану арқылы жүзеге асырылады, олар үшін габариттік өлшемдердің үш түрі анықталған: Туре І, Туре ІІ жәнеТуре ІІІ. Карталардың ұзындық өлшемдері (85,6 мм) және ені (54 мм) бірдей және қалыңдығы бойынша ерекшеленеді: І типтіңқалыңдығы — 3,3 мм;

ІІ типтің қалыңдығы — ортасында 5 ммжәне шеттерінде 3,3 мм; ІІІ типті РСCard қалыңырақ (10 мм) және карталардың алғашқы екі түрлеріне арналған жалғағыштарға орнатыла алмайды. Карталарда құрылғыларды «ыстық» қосу технологиясы жүзеге асырылған, яғни құрылғыны қосу үшңн компьютерді өшіру қажеттілігі жоқ. Қазірге кезеңде ноутбуктер ExpressCard жаңа стандартына өтіп жатыр, ол PCMCІA-карталарының мүмкіндіктерін жетілдірудің логикалық жалғасына айналды және PCІ Express шинасын қолдану есебінен  деректерді жіберу жылдамдығын шамамен 1,5 есеге ұлғайтты. ExpressCard форматында құрылғылардың номенклатурасын кеңейту үздіксіз жүргізіледі. Қазірдің өзінде адаптерлердің көптеген түрлері бар: бейнекестелер, сымсыз желілердің, цифрлық телефондық станциялардың, сыртқы оптикалық жинақтауыштарының және басқа аппараттық компоненттердің адаптерлері.

Екі картаның да габариттік өлшемдері ұзындық (75 мм) және қалыңдық (5 мм) бойынша бірдей, ал ені тиісінше 54 және 34 мм құрады (картаның белгіленуіндегі бөлгіш — бұл картаның милиметрмен есептегенде картаның ені). ExpressCard құрастырылымы оларды ноутбуктің бір типтік слотына қосуға мүмкіндік береді. Ноутбуктердің тараған модельдері жылтыр жабындысымен 15дюймдік экрандармен, мультиформаттықDVD-жетектермен, қатты диск жетекпен, аналогты модем немесе желілік картамен, сымсыз байланыспен, ExpressCardслотымен, екі немесе үш USB порттарменжәне пернетақтамен толымдалады. Әдетте, ноутбуктердің 84...86 пернесі бар пернетақтасы бар; кіріктірілген манипуляторлар ретінде

трекбол, трек- пойнт

трекпад

Сенсорлық панельдің көмегімен саусақпен курсорды экран бойынша жылжытуға болады. Сенсорлық панельдің пернелері пәрмендерді таңдау және орындау үшін қолданылады. Олар кәдімгі екі батырмалық тінтуірдің батырмаларына сәйес келеді. Сенсорлық панельдің планкасы нұсқарлармен белгіленген және кескіндемені айналдыруға арналған.

Жұмыс режимдерін көрсету үшін сәуледиодтық индикаторлар қол- данылады:

Wі-Fі радиоадаптерін қосу индикаторы;

аккумулятор зарядталуының жай-күйі индикаторы;

Caps Lock индикаторы;

оңайлатылған іске қосу индикаторы (бәсең режим).

Бәсең режимді қосқанда процессор желдеткішінің айналу жылдамдығы азаяды, себебі бұл режимде процессор мен графика төмендетілген өнімділікпен жұмыс істейді. Ноутбуктердің жүйелік тақшалары стандартталмаған (өндіруші  олардың бірегейлендірілуін бір модельдік қатар шегінде ғана қамтамасыз етеді). Негізінен олар ІntelCentrіno технологиясы бойынша жасалған және PentіumM процессорларының орнын басқан бірядролық және екі ядролық процессорлармен толымдалады. Тақшалардың басым бөлігі DDR немесеDDR2 типті жедел жадының екі модулін орнатуға және сыртқы мониторды қосуға есептелген. Енгізу-шығару порттарын кеңейту үшін және ноутбукты стационарлық шеткері жабдықпен тез қосуды қамтамасыз ету үшін кейде офистерде түйісу станциясын (док-станцияны) қолданады. Ноутбуктердің басым бөлігі қатты 2,5дюймдік дискжетектерді қолданады. Соңғы кезде оларды SSD қаттыденелі жадысына ауыстыру тенденциялары байқалады. Ноутбуктерді пайдалану пайдаланушыларға физикалық және ақпараттық табиғаты бар әртүрлі тәуекелдермен байланысты: компьютерді ұрлау және мәліметтерді рұқсатсыз өзгерту (жою). Ноутбукты ұрлаудың алдын алудың ең қарапайым жолы —арнайы құрылғыны — Кенсингтон құлпын пайдалана отырып, оны бір ауыр немесе ірі затқа (мысалы, жұмыс үстеліне) бекіту. Құлып кәдімгі немесе кодтық құлпы бар иілгіш металл тросы болып табылады. Құлып тілі компьютердің корпусына, ал трос құлыптың көмегімен бір затқа сенімді бекітіледі. Беріктігі жоғары қорытпадан жасалған иілгіш тростың беріктігі жоғары, сондықтан кілтсіз (құпия кодсыз) және металл кесетін құралдарсыз мұндай қорғанысты жою мүмкін емес.

Ноутбукты зиянкестерден қорғаудың тағы бір амалы — РС- карталардың көмегімен қозғалыс датчиктерін және дыбыстық сигналды қолдану. Бұл құрылғылар компьютерді орнынан жылжыту талпынысы жасалғанда, орнынан 100...110 дБ деңгейімен (адам үшінауырту шегі — шамамен 130 дБ) дыбыстық сигнал береді, ол бұзақыны үркітеді. Сигнал берудің қосу деңгейін және дыбыстық сигналдың түрін опциальді таңдауға болады. Одан бөлек, PC-карта баптауға қарай деректерді жоюды немесе деректерді қатты дискте шифрлеуді жүзеге асыра алады; қосымша қорғаныс үшін жұмсақ кабель қолданылады, оны зақымдау дабылдың қосылуына алып келеді. Радиоканал базасында қашықтықтан қорғау дыбыстық сигнал берудің тағы бір түрі болып табылады. Таратқыш сөмкеде орналастырылады  немесе ноутбукқа бекітіледі, ал кішкентай салпыншақ - қабылдағышпайдаланушыда болады. Корпоративтікқұпия ақпарат қауіпсіздіктің едәуір кепілдіктерін талап етеді, олар саусақ ізтаңбаларының оптикалық сканердің, USB-кілт пен смарт-картаның қолданылуыменжария қолжетімділіктің аппараттық- бағдарламалық әдістермен қамтамасыз етіледі.

Пайдаланушыны ажыратудың жеткілікті қарапайым және сенімді жолы Барлық ноутбуктерUSB-порттармен жабдықталатындықтан, қолжеткізу кодтарын және шифрлеу кілттерін сақтайтын флэш-жадынегізіндегі USB- кілттерді қолдану одан да оңай. Смарт-карталардың қолданысы шектеулі, себебі оларды оқу үшінкартридердің болуы қажет. Саусақ ізтаңбаларын ұқсату мүмкін емес, смарт- карталар менUSB- кілттерді жалған жасау — өте қиын, бірақ олар жоғалып қалуы немесе ұрлануы мүмкін.

5.2.

Сырттай қарағанда кең тараған калькуляторға ұқсайтын электрондық органайзерлер (электрондықжазба кітапшалар) қалта дербес компью- терлерінің прототипі болды. Органайзерлерің функционалдық мүмкін- діктерін өндіруші бағдарламаланды, ал пайдаланушыға іскерлік ақпаратты сақтау үшін жадының шектеулі көлемі, оны өңдеу үшін оңайлатылған мәтіндік редактор және бірнеше жолға шағын монохромды СК-дисплей қолжетімді болды. Сосын бір қолдың алақанына сыятын, салмағы 500 г дейін палмтопдар (алақанша) әзірленді. Palm OS жәнеWіndows CE операциялық жүйелерінің құрылуы мен дамуымен бірге ҚДК-ның қазіргі нақты түрлері іске асырылды. Операция- лық жүйелер ҚДК-ға басқаДЭЕМ-мен ақпарат алмасуғажәне оларды жергі- лікті және жаһандық компьютерлік тораптарға қосуға мүмкіндік береді. ОЖ заманауи нұсқалары сапалы графика мен дыбыс, жадының үлкен көлемдерін қолдауды қамтамасыз етіп, ҚДК-ның ресурстық мүмкіндіктерін ұлғайтады және ноутбуктарға жақындатады. Барлық толымдаушылар өте кішкентай (қорпуссыз орындалу) және баспа тақшасында тығыз біріктірілген, соның арқасында ҚДК-ның салма- ғышамамен 200 г құрайды және алақанға оңай сыяды(сондықтан оларды алақанша деп атайды). Барлық ҚДК-да түрлі-түсті экрандардың болуы және 1980-жж. ДЭЕМ- мен салыстырғанда өнімділіктің айтарлықтай жоғарылуы маңызды өзгеріс болды.Процессордың тез әрекеттігі мультимедиялық қосымшалардың басым бөлігін орындауға әбден жеткілікті. ҚДК-ның ауқымды модельдік қатарыолардың функционалды мүмкіндіктеріне қарай шартты түрде жоғары, орта және бюджеттік класқа бөлінеді.

ҚДК-да процессордың жиілігі 400...520 МГц құрайды, ЖСҚ — 64 Мбайт, рұқсаты 320 х 480 пиксел экраны бар. Модельге байланысты ІrDA, немесеBluetoothмодульдеріжәнеWі-Fі болуы мүмкін.

саны жағынан көп және сұранысқа ие класс болып табылады, ол негізінен жиілігі 300 МГц дейін процессорларменжәне көлемі 32 Мбайт жады модульдерімен, 320 х 320 пикселге дейін экран рұқсатымен жабдықталған. Сымсыз байланыс үшін BluetoothнемесеІrDA, сирек—Wі-Fімодулі болуы мүмкін. Біраз ҚДК-ның жадыны ұлғайту және сыртқы құрылғыларды қосу үшін кеңейту слоттары бар. Тұрақты жады көлемін арттыру қатты денелі флэш- карталардың келесі стандарттарымен жүзеге асырылады: CompactFlash, MultіMedіaCard, SecureDіgіtal, MemoryStіckжәне т.б. БарлықҚДКдиагоналі 3,5.4,0 дюймнан кем емес түрлі-түсті экрандары бар. Экрандар басуларға сезгіш және ақпаратты кескіндеу, енгізу, редакциялау немесе басқару үшін пайдаланылады, ол үшінарнайы пассивтіқауырсын(стилус) немесе саусаққолданылады. Қалта компьютерініңқұрастырылымы күрделі емес. Корпус, әдетте, алдыңғы панельден және аккумулятормен біріктірілген артқы қақпақтан тұрады. ҚДКдисплейі — ең күрделі торап. Ол көмескі жарық құрылғысы бар СК- матрица жәнесенсорлық панельден тұрады.

көмескі жарық матрица кристалдарының алдында орналасады. Жарық экранның ішіне арнайы сындырушы қабатшамен сәулеленіп, кристалдардан өтеді, төсеніштен сәулеленіп, сыртқа шығады.

Трансфлективтідисплейде көмескі жарық пен арнайы пішінді шашыратқыш төсеніш матрица кристалдарының артында орналасады. Мұндай экранның кескіндемесі ашық, энергияны тұтыну рефлективті экранға қарағанда айтарлықтай төмен. Энергияны тұтынуды азайту үшін ҚДКкейбір модельдерінде экранның көмескі жарығы қарқындылығының сыртқы жарықтанудың өзгеруіне автоматты бейімделу мүмкіндігі бар. Экраннан жоғары орналасатын сенсорлық панель дисплейдің басқа құрамдас бөлігі болып табылады. Ол икемді үлпектен және шыны негізден тұрады. Үлпекке мөлдір тік өткізгіштер, шыныға — көлденең өткізгіштер келтірілген. Одан бөлек, шыныда мөлдір пластиктің майда нүктелері бар, олар кездейсоқ механикалық ықпалдар барысында (мысалы, корпус шайқалғанда)өткізгіштердің тұйықталуының алдын алады.

Қауырсынмен (саусақпен) экранға басу үлпектің майысуына  және шыны және үлпекте өткізгіштердің нүктелі тұйықталуына алып келеді, ол бойынша басу орнының координаталары анықталады. ҚДК-да экранда көрсетілетін виртуалды пернетақта қолданылады, сондықтан дисплей бетін қарқынды пайдаланғанда экран қауырсынмен ысқыланады, оған қонған шаңнан сызаттар мен тозу белгілері пайда болады. Экранды механикалық зақымдаулардан қорғау үшін арнайы қорғау үлпектері қолданылады, олар ашық жарықта немесе күнде пайдаланушылардың көздерін қорғайды. Үлпек жұқа және өте мөлдір күңгірт, жылтыр, жарқырауға қарсы және антистатикалық жабынмен шығарылады. Олар екі түрлі болады: желімдеуші құраммен және онсыз. Екінші типті үлпекті бекіту статика әсеріне және өте таза және жұмыр жанасқан жақтарға негізделген. Мұндай үлпек дисплейде жұқа силикон жабынның есебінен тұрады және жұмыр таза беттерге тамаша жабысып, ауа көпіршіктерін қалдырмайды. Үлпекке қауырсыннан сызат түспейді, оңай алынады; оны қолдану мерзіміне еш шектеу қойылмайды. Желімдік негіздегі үлпек мінсіз емес және қайта желімдеуде жарамсыз боып қалуы мүмкін. Әдетте үлпектер ҚДК нақты бір моделіне арнайы шығарылады,  үлпектің өлшемі экранның көрінетін бөлімінен 0,5... 1,0 мм-ге кем болады. ҚДКбасым бөлігі аккумуляторыменалмалы-салмалы блоктан қуатталады, сондықтан пайдаланушы оны оңай ауыстыра алады және дербес жұмыс істеу уақытын созу үшін бірнеше қосалқы аккумулятор қолдана алады. Алмалы-салмалы блок защиты аккумулятордыасыра қуаттаудан және қысқа тұйықталудан қорғаудың қосымша электрондық сұлбаларынан, «қуаттау—қуаттың бітуі» режимін бақылаудан және сыйымдылықты (жұмыс уақытын) өлшеуден тұрады. Көбінесе ҚДК-да көлемге қатысты көбірек электр сыйымдылығы ретінде ион-литийлікнемесе литий-полимерлық аккумуляторлар қолданылады. Аккумулятор сыртқы көзден оқтын-оқтын зарядталуды қажет етеді. Әдетте, ҚДК-мен жиынтықта оны аздап қуаттауды қамтамасыз ететін желілік қорек блогы жеткізіледі. ДЭЕМ-ге қосқанда ҚДК аккумуляторы автоматты түрде USBинтерфейсінен қуатталады. Аккумулятордың сыйымдылығы кем дегенде 1,8 А ◦с құрайды және ЖСҚ-да ақпараттың (ҚДК өшіп тұрғанда) 3 ай бойы сақталуын қамтамасыз етеді.

Бағдарламалар ЖСҚ-да сақталатын ҚДК кейбір модельдерінде резервтік аккумулятор көзделген. Кейде ол алмалы-салмалы болады, кейде тақшаға дәнекерленеді. Резервтік аккумулятор (негізгісін ауыстырғанда немесе қуаты біткенде) ақпараттың шамамен 70 с бойы сақталуын қамтамасыз етеді. ҚДК корпусынаэкраннан басқадиктофонның микрофоны, полифония- лық динамик, қауырсын ұстағыш, іске қосу және басқару батырмалары, аккумуляторды қуаттау индикаторы, экран жарықтылығын автоматты реттеу датчигі, для флэш-карталарға арналған кішкентай жалғағыштар және т.б. кіріктірілген. ҚДКжалғағыштары стереофониялық құлаққапты, сыртқы қоректеу мен ДЭЕМ, басқа карталарды, мысалыGPS- қабылдағыш және цифрлық фотокамераның карталарын қосуға мүмкіндік береді. ДЭЕМ-мен ақпарат алмасуды синхрондау үшін USB-порт арқылы жалғанатын кредл — түйістіру станциясы (док-станция) қолданылады. Кредлға аккумуляторларды қуаттау үшін қорек блогы жалғануы мүмкін. Әдетте, ҚДК-даинфрақызыл порт немесеBluetooth технологиясыжәне 802.11b стандарттың Wі-Fі бойынша радиобайланыстың көмегімен сымсыз

ҚДК жергілікті немесе корпоративтік желінің толыққұқықты клиенті бола алады. Желіге сымсыз қосылу Wі-Fі рұқсат нүктесі арқылы қам- тамасыз етіледі.

Wі-Fірадиобайланысы:

Сымсыз көпшілік рұқсат нүктелерінің (әуежайлар, вокзалдар және т.б.) арасында роумингті қолдаудың арқасындапайдаланушылардың сымсыз желі бар аумақта жол жүргеннің өзінде интернет желісінің ресурстарымен жұмыс істеулеріне мүмкіндік береді.

Инфрақызыл диапазонда деректерді жіберу көрінушілік шегінде пернетақтамен, тұрмыстық техниканы қашықтықтан басқару  және мобильді телефон арқылы интернетке шығу үшін қолданылуы мүмкін. ҚДК-да ақпаратты енгізу үшін жиі сымсыз аз габаритті пернетақта қолданылады, ол инфрақызыл порт арқылы қосылады. Сымсыз пернетақталардың көбісінің пернелердің кішкентай өлшемдері және олардың шектеулі саны (кәдімгі пернетақтаға сәйкессіздігі) олардың ең басты кемшілігі болып табылады. Кеңейту слоттары ҚДК-да флэш-карталар немесе басқа құрылғылар форматында қосымша жады орнату мүмкіндігін береді.ҚДК пайдалану шарттары: жұмыс температуралардыңдиапазоны—0-дан- 50 °С дейін, ауаның салыстырмалы ылғалдылығы —90 % дейін; сақтау температурасы

6 тарау

6.1.

Сканер

Кескіндеме тасымалдаушысымен жұмыс істеу әдісі бойынша сканерлер келесі түрлерге бөлінеді: ДЭЕМшеткері құрылғылары ретінде стандартты кең тараған А4 форматындағы қағаз құжаттармен жұмыс істеуге арналған планшетті сканерлер кеңінен тарады (ұзындығы 29,7 см және ені 21 см өлшеміндегі парақ).

Планшетті сканерлердекескіндемені көшіру үшін жарықтың жыл- жымалы көзінің көмегімен кескіндемені фотосенсор сызғышына жолма- жол проекциялау тәсілі қолданылатын ССD (Charge-Coupled Devіces — зарядтық байланысы бар аспап) жәнеCІS (Сойай Іmage Sепsог — кескіндеменің түйіспелі датчигі) технологиялары негізінде екі базалық технология қолданылады. Сканедің негізгі механикалық торабы —екі бағытта жылжи алатын жарық көзі бар күймеше. Сканерлейтін күймешеге тісті белдік қатты бекітілген, ол қадамдық электр қозғалтқышын қозғалысқа келтіреді.

Планшеттік CCD-сканерлерде күймешемөлдір жылжымайтын шыныда орналасқан көшіру нысанына қатысты бірізді дискретті қадаммен жылжиды, ал кескіндеме айналар жүйесінің көмегімен объектив арқылы ЗБА сызғышына проекцияланады. Объект планшеттің шынысына сканерленетін бетімен төмен қойылады. Шынының астында ұзын шам мен рефлекторлық шағылдырғышы бар жылжымалы күймеше орналастырылады (6.1-сур.). Кескіндеменің кең жолын ұзындығы азырақ ЗБА сызғышына проекциялау үшін күрделі оптикалық жүйемен жабдықтауға тура келеді. Сканерлеу барысында шам планшет шынысының басынан бастап аяғына дейін жылжып отырады және қозғалтқыштың әр қадамы сайын көрсетілетін объектінің жолағы тұтастай көшіріледі. ЗБАсызғышы шам шынының (құжат парағының) басынан аяғына дейін қадамдап жылжыған сайын объектіден шағылысатын ақпаратты жолма-жол бекітіп отырады.

Бір сызғышты қолданғанда CCD-сканерлеу үшрет айналдыра орындал- ды, яғни күймеше объектінің бойымен үш рет өтіп, ЗБА алдындағы ауыспалы сүзгілердің немесе сәуле таратудың әртүрлі диапазондағы шамдардың көмегімен қызыл, жасыл және көк түстері туралы деректерді біртіндеп оқып шықты. Бір өтпелі сканерлеу үшін сканерлерде әртүрлі түрлі-түсті сүзгілермен үш ЗБА сызғыш орнатылады, сондықтан барлық үш түс бір уақытта жазылады. Жарық көзі ретінде көбінесе суық катодты люминесценттік шамдар қолданылады. Олардың қызмет мерзімі ұзақ (шамамен 5 000...10 000 с), бірақ жұмыс режиміне өте ұзақ өтеді (шамды қыздыру уақыты 30 с бірнеше минутқа дейін құрайды). Осы себепті кейбір сканерлерде шамдарды сканерлеуден кейін өшірмейді. Шам сипаттамаларының ескіруін өтеу үшін (ұзақ пайдалануда бұл міндетті түрде орына алады), сканерлеркөшірудің алдында автоматты  түрде жарық ағынының оның корпусының алдында орналасқан ақ-қара нысана бойынша калибрлеу процедурасын орындайды. ЗБА сызғышы қабылданатын жарық ағынының түстер мен ашықтық өзгерулерін аналогты электр сигналдарына түрлендіреді. Олар түс жіберуді түзету мақсатында аналогты-цифрлық түрлендіргішке түседі, сосын цифрлық ақпарат ДЭЕМ-ға жіберіледі. Кескіндеменің жолдары нүктелер боынша оқылады. ЗБА сызғышында жарықсезгіш элемент неғұрлым көп болса, ұзындық бірлігінен соғұрлым көп нүкте алынады және сканердің оптикалық (көлденең)рұқсаты көбірек болады. Аппараттық (тік) рұқсат сканер механикасының дәлдігімен анықталады және күймешенің кескіндеменің әр дюймына қадам санымен анықталады. Сканер объектінің бір сызғыштық дюймында қабылдауға қабілетті нүктелердің саны — dpі (dots per іnch — дюймға нүктер) рұқсатты өлшеу бірлігі болып табылады, сондықтан сканердің құжаттамасында екі мән көрсетіледі (мысалы, 600х1200 dpі): бірінші сан ЗБА сызғышындағы элементтердің (пикселдердің) санымен анықталатын көлденең рұқсат береді, ал екінші санды қозғалтқыштың әр дюймге қадамдар санына негізделетін тік рұқсат береді. Айыру қабілетін арттыру үшін оптикалық айыру қабілетін екі есе арттыру әдісі — VAROS (VArіable Refractіon Optіcal System — өзгертілетін сындыруымен оптикалық жүйе) және қосарлы сканерлеу қолданылады. VAROS негізіндегі сканерлеу құрылғысы планшетті сканердің дәстүрлі сұлбасын объектив пен ЗБА-сызғыштың арасында орналасқан жылжымалы шыны пластинамен толықтырылады.

Бірінші сканерлеуде пластина шағылысқан жарық ағынына перпенди- кулярлы орналастырылады; екінші сканерлеуде ол шағын бұрышқа бұрылады, сондықтан оқу 0,5 пикселге жылжумен орындалады. Бағдарламалық қамтамасыз ету сканерлеудің екі кезеңін біріктіреді, ол екі есе көп деректер алуға, яғни нақты рұқсатты екі есе арттыруға мүмкіндік береді.

ПланшеттіCІS-сканердің құрастырылымы анағұрлым қарапайым — онда айналар жүелері қолданылмайды. Күрделі оптикалық жүйенің болмауы CІS-сканерді анағұрлым үнемді және жинақы етеді. Сканерде микролинзалары бар фотодиодтар сызғышы түрінде жылжымалы фотосенсор қолданылған, оның құрастырылымы көшіру объектілерін жарықтандыруға арналған қызыл, жасыл және көк сәуледиодтардың үш қатарымен қосарланған. Сәуледиодтар инерциялық емес, шағын габариттік өлшемдері және аз энергия тұтынуы бар (6.2-сур). Фото- және сәуле диодтар шыны бетіне өте жақын орналастырылады, сондықтан CІS-сканерлердіңгабариттік өлшемдері үлкен емес және механикалық ықпалдарды сезгіш емес. Цилиндрлік микролинзалартүпнұсқадан шағылысқан жарықты сенсор- лық сызғыштың элементтеріне жинастырады, оның өлшемі сканердің шыны бетінің максималды еніне сәйкес келеді. Кейбір планшетті сканерлерде CІS-технологиясын толықтыратын LІDE әдісі (LED ІnDіrect Explosure — тура емес сәуледиодтық экспонаттау) қолданылады. LІDE-сканерлерде жарық көзі ретінде таратылатын сәулелердің спектрін үлкен жиілікпен өзгертетін үштүсті сәуледиодтар және арнайы жарық өткізгіш қолданылады.

CІS сызғышы;

LІDE-сканерлер жинақы, олардың датчиктері аса жоғары сезгіштікпен ерекшеленеді, энергияны өте аз тұтынады (USB портынан қуаттануы мүмкін) және арнайы қойғыштың көмегімен тік орнатылуы мүмкін. CCD-сызғышы бар сканерлердің үлкен айқындылық шегі және 2 400 dpі дейін (CІS-құрылғылар —1 200 dpі дейін)рұқсаты бар, сондықтан басым тараған. Бірақ CІS-сызғыштың қарапайымдылығы және құрастырылымының ықшамдығы А4форматты мәтіндер мен түрлі-түсті кескіндемелерді көшіру үшін бірегей қол мини-сканерлерін (автоқаламнан үлкен емес) құруға мүмкіндік береді. Көшірме жасауда сканер арнайы аунақшаларда кескін бетінің бойымен жылжиды. 400 dpі рұқсатымен сканерленген құжаттар ішкі жадыда немесе сканердің алынбалы жады картасында сақталады және ДЭЕМ-ғаUSB-порт арқылы жіберіле алады. Түрлі-түсті кескіндемелерді сапалы көшіру үшін 600x1200 dpі рұқсатын жеткілікті деп есептеуге болады. Мәтінді сканерлеу әдетте 200... 400 dpі жуық рұқсатпен жүргізіледі, ол танып ажырату бағдарламаларының оңтайлы жұмысы және принтерлердің басым бөлігінде басып шығару үшін әбден жеткілікті. Көлденең және тік рұқсат мәндерінен басқа сканерлер түстің тереңдігімен (разрядтылығымен), оптикалық тығыздығымен және айқындылық шегімен сипатталады.

Айқындылық шегі сканерленген нүктенің түрлі-түсті гаммасы қаншалықты дәл екендігін көрсетеді. Қазіргі ДЭЕМ-да әр нүкте24 битпен кодталады, яғни әр негізгі түсті (қызыл, жасыл, көк) ұсыну үшін 8 биттан блінеді, сондықтан осындай разрядтылық сканерлердің басым бөлігімен қолданады. Сканердің ішінде түстердің кодтамасы 48 битке дейін ұлғайтыла алады. Разрядтар санын арттыру бұрмалануларды енгізбей, кескіндеменің түрлі- түсті түзетілімін жүргізуге мүмкіндік береді. Сұр түстің градациясы16 разрядпен кодталады.

(D деп белгіленеді), көлеңкелі немесе өте жарық учаскелердің реңктері қаншалықты дәл ажыратылатындығын көрсетеді. D мәні сканер ақ түстен ерекшелендіретін ең ақшыл тон мен ең қара қошқыл, бірақ қара түстен ерекшеленетін тонның арасындағы айырмашылықпен анықталады. Теориялық тұрғыдан 24-биттік сканердің 2,4D-дан; 30-биттік — 3D-дан; 36-биттік — 3,6D-дан ені артық диапазоны бола алмайды.

Айқындылық шегі айқын кескіндеме алуға болатын шыны бетінен максималды қашықтықты анықтайды (мысалыCCD-сканерлерде айқын- дылық шегі шамамен 30 мм құрайды, CІS-сканерлерде —3 мм артық емес). Сканерлер түсті цифрлауға арналған АЦТ-ны мамандандырылған процессорлар мен көлемі 2 Мбайт жуық буферлік жадымен жабдықтайды. Бағдарламалық қосымшалармен өзара әрекеттесуді қамтамасыз ету  үшін ДЭЕМ сканердің драйверін қолданады. Ең кең тараған қосылу—USB интерфейсі. Негізінен, сканерлердің басқару органдары барынша аз, себебібарлық қажетті баптаулар мен сканерлеуді жүзеге асыру компьютерден беріледі.

Графикалық планшет немесе дигитайзер (dіgіtіzer — цифрлаушы), бастапқыда ЭЕМ–да автоматтандырылған жобалаудың кәсіби мақсаттары үшін әзірленген және негізінен машина жасау, конструкторлық бюро және картографияда қолданылған. Бүгінгі таңда дигитайзер тұрмыста көптеген пикселдерден құралған растрлық кескіндер түріндегі екіөлшемдік және көптүсті суреттерді ДЭЕМ- ға қолмен енгізу үшін қолданылады. Графикалық планшет стилус (қауырсын) және басуға сезгіш және кескіндемені салуда қауырсынның ауысу координаталарын анықтауға арналған жазық жұмыс үстелінен тұрады. Планшеттің жұмыс ауданы әдетте стандартты қағаз форматтарының біріне сәйкес келеді. Координаталарды анықтаудан басқа қазіргі графикалық планшеттер деқауырсынның жұмыс бетіне қысымы, оның еңісі және қозғалу бағыты белгіленеді. Компьютерлің тінтуір координаталар жүйесіне қатаң байлаулы еместігі белгілі, себебі оның жұмысында салыстырмалы адрестеу қойылады. Сондықтан қауырсыны бар планшеттің кәдімгі тінтуірден ең басыт айырмашылығы — жұмыс өрісінің абсолюттік адрестеуі,яғни планшет бетіндегі қауырсынның координаталары монитор экранындағы курсордың нүктесіне сәйкес келеді. Графикалық планшеттердің жоғары айыру қабілеті (тінтуірдің 200... 400 dpі орнына 2 500 dpі) олардың артықшылығы болып табылады және кескіндеменің жоғары дәлдігіне қол жеткізуді қамтамасыз етеді.

Графикалық планшеттердің басуға сезгіштігінің де маңызы зор. Инженерлік жұмыстарға арналған дигитайзерлер негізінен жұмыс бетінің үлкен өлшемімен (А0 форматына дейін), планшет пен қауырсынның өзара орналасу еркіндігі дәрежелерінің санымен, нысанасы (визир) бар арнайы тінтуірді қолдану мүмкіндігімен ерекшеленеді. Кәсіби сурет салуға арналған графикалық планшеттер әртүрлі өлшемдерде (А3форматына дейін) жоғары рұқсатпен (2 000 dpі жуық) және 1 024-ге дейін басу градация санымен шығарылады, ол күрделі кескіндерді құруға, өңдеуге немесе көшіруге мүмкіндік береді. Олар қауырсын еңісіне сезгіш, сондықтан суреттерде көмескі сызықтарды қолдануға болады. Ең кең тараған дигитайзерлердің жұмыс өрісінің өлшеміәдетте, 4х5 немесе 4х6 дюймды құрайды, ал функционалдық мүмкіндіктері шектелген. Бастапқы деңгейдің дигитайзерлерінің (тұрмыстық қолданудағы) рұқсаты шамамен 1 000 dpі, басу градацияларының саны 256; олар қауырсын еңісіне сезгіш емес. Стилустың ықпалымен өзара тұйықталатын баспа өткізгіштері торынан екі координаталық матрица планшеттің жұмыс өрісін құрады. Өткізгіштердің тұйықталуы, немесе қауырсынды басумен немесе байланыссыз әдіспен жүзеге асырылатын активтендіру олардың күйін секундына 200 реттен артық сканерлеу барысында планшеттің контроллерімен табылады. Қарапайым дигитайзерлердесурет нүктелерінің координаталары қауырсынның жұмыс аймағына басу орнында қарапайым қосылысымен бекітіледі. Электрстатикалық планшеттерде қауырсынды жұмыс бетіне басуда пьезоэлектрлік әсердің көмегімен құрылатын тордың электрлік әлеуетінің жергілікті өзгеруі тіркеледі. Матрица өткізгіштерінің қиылысына қосылған пьезоэлектрик кристалына қысым түскенде, әлеуеттердің айырмасы пайда болады, олар бойынша нүктенің координасы анықталады. Осындай планшеттердеқауырсын ретінде шағын пластмасс сілтеу таяқшалары қолданылады. Күрделірек байланыссыз планшеттерде стилус пен жұмыс өрісінің өзара әрекеттесуініңэлектр магниттік әдісі қолданылады. Оларда белсенді (сәуле таратушы мен қуатталумен бірге) және пассивті қауырсындар қолданылады. Белсенді стилусқа электрмагниттік толқындарды шашатын таратқыш кіріктірілген волны, алматрица торы радиотолқындарды үлестірулі қабылдағышы болып табылады.

Қабылдау тордың координаталық өткізгіштерінің арасына қосылған дербес жазық контурлармен қамтамасыз етіледі. Кейбір қауырсындарда дербес қуат көзі болмайды — таратқыш қажетті кернеуді планшеттің арнайы схемасымен құрылатын электрмагниттік сәулеленуді қабылдау және түрлендіруден алады. Басқа байланыссыз тәсілде қауырсын мен матрица индуктивтілігі (контурларының) жақын орналасқан катушкаларында электрмагниттік резонанс әсері қолданылады. Өзара әрекеттесуде қауырсын катушкасы координаталық өткізгіштердің арасындағы резонанстық контурдың параметрлерін өзгертеді, ол планшет контроллерімен тиянақталады. Осы тәсілдердің артықшылықтарына қауырсын құратын сигналдарға қауырсын ұшын басу деңгейлері, басқару батырмаларының күйі және т.б.қосымша деректерді қосу мүмкіндігі жатқызылады. Қауырсын батырмалары бағдарламалана алады және тінтуір батырмаларын қайталайды. Кейбір қауырсындарда қарама-қарсы ұшы өшіру үшін қолданылады. Одан бөлек, планшеттің жұмыс беті қауырсынға 6 мм дейінгі қашықтықта байланыс жоғалтпай жауап береді, ол кескіндемелердің қалың түпнұсқаларынан көшірме түсіруге мүмкіндік береді. Жұмыс істеудің ыңғайлылығы үшін дигитайзердің жұмыс бетінде экрандық мәзірге жүгінбей, сурет салу баптауларын қауырсынды тиюі арқылы мүмкіндік беретін функционалдық панельдер бар. Планшеттік жай-күйікорпуста орналасқан сәуледиодтық индикатормен бекітіледі. Оның жылтылдауы планшет жұмысының режимдерінің өзгеруінен туындайды. Индикатор планшеттің белсенді күйге ауысуын көрсетеді, қауырсын ұшының жұмыс өрісіне жақындаған немесе алыстаған сайын өзінің ашықтығын көбейтеді немесе азайтады, қауырсын кез келген жұмыс саласына тигенде индикатор жанып отырады. Жұмыс өрісінің периметрі бойынша құжатты айналдыру, масштабтау, қылқалам мөлшерлерін және т.б. басқаруға мүмкіндік беретін бағдарла- маланатын сенсорлық жолақтар орналасқан. Планшетті ДЭЕМ-ға қосу үшін әдетте ол қуатталатын USB интерфейсі пайдаланылады. Ақпаратты қолжазбалық енгізу үшін оны танып ажырату және мәтінге айналдырудың арнайы бағдарламалары қолданылады.

6.2.

Принтер (ағылш . prіnter — баспашы) — бұл сандық ақпаратты (мәтін, кестелер, фотосуреттер) материалды (әдетте, қағаз) тасымалдағышта монохромды немесе түрлі-түсті түрде түрлендіру және басып шығаруға арналған ДЭЕМ электрмеханикалық шеткері құрылғысы. Принтерлер басып шығару механизмінің әрекет қағидасымен, қағаз парағының форматымен, баспа сапасымен— максималды lpі (lіnes per іnch

Құжаттарды басып шығаруға арналған принтерлер негізінен А4максималды форматына есептелген. Фотосуреттерді басып шығару үшін қағаздың басқа өлшемі қолданылады — 10х15 см. Принтерлер растрлық құрылғы болып табылады, мониторлардан ерекшелігі – түрлі-түсті кескіндеме жасау үшін басқа негізгі түстерді: көгілдір, қызылкүрең және сары түстерді қолданады. Осы екі түсті қабаттау қызыл, жасыл немесе көк түсті, ал үш түсті араластыру — қара түстібереді. Әрекет қағидасы бойынша принтерлер үш негізгі топқа бөлінеді: лазерлік, матрицалық және бүріккіш.

Лазерлік принтер көшірмелеу техникасында кеңінен қолданылған басып шығарудың электрграфикалық әдісін пайдаланады. Лазерлік принтердің негізгі құрылғысы — бұл статикалық электрмен қуатталған жарықсезгіш жабындысы бар айналмалы барабан (6.3-сур.). Шығарудың басында фотобарабанның беті бойыншастатикалық заряд зарядтық білікпен біркелкі таратылады. Басып шығаруда айналмалы фотобарабан лазер сәулесінің әсеріне ұшырайды, ол керек жерлерде зарядты ауыстырып, оның бетіне жасырын кескіндемені орналастырады. Толқынның ұзындығы 700... 800 нм лазердің қуаты бірнеше ондық милливатт құрайды. Жолдың шығарылымын орналастыру үшін сәуле жылжымалы механикалық оптикалық жүйесімен парақтың ені бойынша бұрылады. Фотобарабан қозғалып жатқанда оған арнайы магниттік білікпен бояушыұнтақ — тонер жағылады, ол статикалық зарядпен жасырын кескіндемеге тартылып, оны көрінетіндей етеді. Фотобарабан қағазбен байланысқа түсіп, оған тонерді көшіреді. Тонерді қағазға бекіту үшін ол тонерді қағазбен жымдастырып, кескіндеменің таңбасын бектіре отырып, жылытқыш арқылы өтеді. Содан кейін фотобарабан тонердің қалдықтарынан тазартылып, келесі парақты басып шығару үшін тазалау торабында разрядталады. Тонерді бір толтырып құю 1 000 аса парақты басып шығару үшін жеткілікті. Стандартты кеңселік қағаз лазерлік принтердің негізгі  жұмыс материалы болып табылады. Жылтылдақты жабыны жоқ конверттер мен жапсырмаларға да басып шығаруға болады. Ақ-қара мәтіндерді басып шығарудың жоғары жылдамдығы лазерлік принтерлердің артықшылықтарының бірі болып табылады, сондықтан олар негізінен құжатайналымы үлкен кеңселерде

қолданылады. Кемшіліктеріне тонерді бекітетін торапты бастапқы қыздыру ұзақтығы жатқызылады, ол орташа есеппен 15...30 с құрайды. Одан бөлек, лазерлік принтерлер жұмыс барысында зиян газ — озон шығарады, ал ұзақ басып шығаруда жылытқыштан жағымсыз иіс пайда болады. Ақ-қара  басып шығаруда A4 форматынбасып шығару жылдамдығы орташа есеппен минутына 19 парақты құрайды, түрлі-түсті басып шығаруда — азырық қағаз шығарылады, себебі кескіндеме парақтың бірнеше өтпесінен шығарылады. Типтікрұқсат — дюймге1 200х1200 нүкте (dpі). Лазерлік принтер жолма-жол басып шығару құрылғысы болып табылады, ол толық парақтық ақпаратты жүктеуді талап етеді. Ол үшін көлемі 8.128 Мбайт буферлік жады көзделеді, оны лазерлік принтерлердің кейбір желілік (көппайдаланушылық) модельдерінде қосымша модульдерді орнату арқылы арттыруға болады. Үлкен файлдармен жұмыс жасау үшін кейде басып шығаруға жібере алдында ДЭЕМ-да алдын ала ақпаратты сығымдау қолданылады. Лазерлік басып шығарудың негізінде сәуледиодтық баспа пайда болды, онда оптикалық жүйесіжолдық енімен қозғалмайтын сәуледиодтар сызғышына ауыстырылды, ол принтердің механикасын жеңілдетуге, шу деңгейін төмендетуге және пайдаланушылардың денсаулықтарына келтірілетін зиянды азайтуға мүмкіндік берді.

Матрицалық (соққылы) принтерлер кеңселік басу машинасы сияқты электрлік бояғыш таспамен және тура сондай шумен жұмыс істеген ДЭЕМ- ның алғашқы басып шығарушы құрылғылары болды,(6.4-сур.). Матрицалық принтерлерматрицаға жинақталған инелер жиынтығы бар бастиектердің көмегімен басып шығарады, сондықтан оларды осылай атайды. Матрицаның әрбір инесі жеке электрмагнитпен іске қосылады. Жұмыс барысында катушкалар қатты қызып кетеді, сондықтан жылуды бұру үшін радиаторларды қолданады. Бастиек парақтың бойымен жолма- жол жылжиды; бұл ретте инелер бояғыш таспа арқылы қағаз бойынша соққылап, нүктелік кескіндемені қалыптастырады. Графикалық басудың сапасы мен жылдамдығы инелердің санына тәуелді. Принтерлер 9, 12, 14, 18, 24 және 36 инесімен шығарылды. 9- және 24 инелік принтерлер кеңінен тарады. Негізінен монохромдық матрицалық принтерлер (кейбіреуінде төрттүсті таспа қолданылуы мүмкін) қолданылады. Түсті ауыстыру басушы бастиекке қатысты таспаны жоғары немесе төмен түсіру арқылы орындалады. Басып шығару, әдетте, секундына 400-ден аса белгімен екібағдарлық болады.

Матрицалық принтерлердің негізгі кемшіліктері: монохромдық, жұмыстың төмен жылдамдығы және шудың жоғары деңгейі. Одан бөлек, уақыт өте таспа қағазбен тікелей байланысынан ластанады және инелердің соққыларынан тозады. Матрицалық принтерлер мәтіндік ақпараттың өте үлкен көлемдерін, көшірме қағазды құжаттарды (алты көшірмеге дейін) және тесік қағаз орамында басып шығару үшін қолданылады. Буферлік жадының көлемі 32...128 Мбайт құрайды. Матрицалық принтерлердің артықшылығы: оларға қызмет көрсету оңай және сенімділігімен ерекшеленеді (басып шығарушы бастиектің ресурсы — инеге 200 млн аса белгі). Бүріккіш басып шығару ДЭЕМ-ның жеке пайдаланушыларының арасында ең тараған баспа болып табылады.

Бүріккіш принтерлер матрицалық принтерлерге ұқсастығы– тасымалдағыштардағы кескіндеме жеке нүктелерден қалыптастырылады. Бірақ бүріккіш принтерлердердің бастиектерінде инелердің орнына көлемі бірнеше пиколитр тамшылар түрінде қағазға сұйық бояғыш (сия) жіберетінсопло матрицасы қолданылады. Әр соплоның өлшемі ине диаметрінен анағұрлым аз болғандықтан, бастиектегі инелердің саны 100- ден көп болуы мүмкін. Бүріккіш принтерлер басып шығарушы бастиектері соплодан бояғышты қағазға түсіру әдісі бойынша ажыратылады: үздіксіз жіберілумен және талап бойынша жіберілумен (дискреттіәрекетті).

Бояғыш үздіксіз жіберілетін бастиекте соплодан үнемі тамшылап жіберілетін сия ағыны кескіндеме шығару үшін қағазға немесе арнайы жинаққа бағытталады. Бояғыш ағынын тамшыларға бөлу соплода орналасқанпьезокристалдың құратын акустикалық толқынының қысымымен (жиілігі ондаған килогерц) жасалады. Кескіндемені қалыптастыруға арналмаған тамшылар электрстатикалық ауытқытушы жүйесінің көмегімен қағазға түспей, сиясы бар резервуарға қайтарылады. Қазіргі принтерлерде екінші әдіс кең тараған, яғни бояғыш тамшысы басып шығарушы тиектің соплосынан тек қана кескіндеме қалыптастыру үшін жіберіледі. Сияны талап бойынша жіберетін бастиектердің техникалық жүзеге асырылуының соплоны басқарудың екі конструктивтік орындалуы бар: пьезоэлектрлікәсерді қолдану және сияны жылыту (термиялық немесе

«көпіршікті» технология).

Бірінші жағдайда кері пьезо әсер, яғни электр өрісінің ықпалымен пьезокристалдың механикалық деформациясықолданылады. Соплоның шығу саңылауының үстінде орналасқан және диафрагмамен байланысты пьезоэлемент өлшемінің өзгеруі тамшының итеріліп шығуына және сияның келесі мөлшерінің түсуіне алып келеді. Технологияның басты артықшылығы — баспа бастиектің жоғары- латылған ұзақмерзімдігі. Бірақ егер принтер ұзақ уақыт пайданылмаса, соплодағы сия кеуіп қалады, егер оны жуу мүмкін болмаса, оны ауыстыруға тура келеді. Термиялық технологияны жүзеге асыруда баспа бастиектің әр соплосында сиямен байланыста микроскоптық қыздыру элементі (әдетте жұқа үлдірлі резистор) бар, оның температурасы тоқ өткізгенде микро- секундтар да шамамен 500 °C жетеді (6.5-сур.). Тез қызғанда бояғыш буланып кетіп, лезде бу көпіршігі пайда болады, ол сия тамшысын қағаз тасымалдағышына итеріп шығарады. Тоқты өшіргенде термоэлемент тез суиды, көпіршіктің көлемі шұғыл азаяды және соплоның кіру саңылауы арқылы сияның келесі мөлшері түседі. Бүріккіш термобаспа принтерлерінің орташа модельдерінің 4 800 х 1  200 dpі рұқсатта минутына түрлі-түсті шамамен 18 парақ басып шығару жылдамдығы бар. Бүріккішбаспа сапасы көбінесе сия құрамына тәуелді. Олар ылғал және жарыққа төзімді, қағазда шашылмауы, жағылмауы және көлемі бір — төрт пиколитрмикроскоптық тамшылар қалыптастыруға мүмкіндік берулері тиіс.

Сия екі топқа бөлінеді: пигменттік және суда ерігіш. Суда ерігіш сия түсті жақсырақ шығарады, ал пигменттік сия анағұрлым суда ерігіш болып табылады. Бүріккіш принтерлердегі сияларәдетте қара және түрлі-түсті бояуларымен екі катриджде орналастырылады. Фотосуреттерді басып шығару үшін кейде қосымша түстерімен үшінші картриджді пайдаланады. Картридждер көлемі төртпиколитрден асатын көлемде шығарылады. Бірқатар ортақ белгілері бойынша бүріккіш принтерлерге жатқызуға болады: термобаспа технологиясын қолданатын принтерлерді: бояғышы қатты принтерлер (қаттысиялы) жәнесублимациялық баспасымен принтерлер. Қа т т ы с ия лы п р инт е р ле р д е балауыз негізінде бояғыштардың түрлі-түсті жентектері қолданылады. Баспадан шығаруда олар арнайы жылыту элементпен 60... 70 °С температурасында ерітіледі және сұйық күйде жеке резервуарларға, сосын баспа бастиегіне жіберіледі. Пьезоәсер негізінде жұмыс істейтін бастиек бүріккіш принтерде сияқты, соплолар арқылы ерітілген сияны қыздырылған металл барабанына түсіреді,одан тұтқыр күйін сақтай отырып, кескіндемені қағазға түсіреді. Балауызтәріздес бояғыштың тамшылары қағазда лезде қатады, бір- бірімен жақсы ілініседі және ашық, түстердің қанық шығуын және кескіндеменің тегіс құйылуын қамтамасыз етеді. Принтерлерөнделген қағазда, конверттерде, мөлдір үлдірдерде, қалыңдығы және типі әркелкі материалдарға басып шығара алады, бірақ үй жағдайында қолданыла алмайды, себебі баспаның көп мөлшерімен үздіксіз жұмыс істеуге арналған. Су б лим а ция лы қ пр инт е р л е р басып шығару барысында бояғыштың сұйықтық кезеңіне тоқталмай, газтәрізді күйге фазалық өтуді қолданып,терможіберу негізінде жұмыс істейді.

Осындай принтердің баспа бастиегі тез қыздырылатын нүктелік элементтерден тұрады, олар арнайы бояғыш таспаға ықпал етіп, бояуды қағазға тұндырады (6.6-сур). Керек түсті басып шығару бірнеше өтпе арқылы орындалады:  таспа оған тақалған көптеген термоэлементтерден тұратын термобастиектің астынан бірізді өткізіледі,термоэлементтер шамамен 400 °С дейін қыздырылып, бояғышты буға айналдырады. Бастиек пен тасымалдағыштың арасындағы аз қашықтықтың арқасында нүктелер кішкентей өлшемді және оңуға төзімді болып шығады. Бояудың тасымалдағышқа жақсы енуі пластикаға да басып шығаруға мүмкіндік береді. Принтерлердің басып шығару жылдамдығы жоғары емес (около 1,5 минутта шамамен бір сурет), бірақ үй жағдайында 300х300 dpі рұқсатта 10х15 см өлшеміндегі суреттерді басып шығару үшін әбден жеткілікті. Соңғы кезде кеңселік және үй көпфункционалды құрылғылар кең тарап жатыр, оларда басып шығару, планшеттік сканерлеу және факс функция- лары біріктірілген. Олар дербес (ДЭЕМ-ның қатысуысыз) құжаттарды көшірмелеуге, факсимильдік хабарламаларды қабылдауға және жіберуге, цифрлық фотокамера қосылған жағдайда — сапалы суреттерді басып шығаруға қабілетті. Монополиялық қолданыстағы қазіргі принтерлерде USB интерфейсі немесе сымсыз байланыс ДЭЕМ-мен негізгі қосылуы болып қала береді, көпқолданушылық аппараттарда желілік карталар қолданылады.

Плоттер (графиксалғыш, кең форматты принтер) — векторлық графиканы нүктелік сызу және үлкен форматты (А1, А0) растрлық кескіндерді: суреттер, сұлбалар, күрделі сызбалар, карталар немесе қағаз немесе калькадағы басқа графикалық ақпаратты салуға арналған құрал.

әдісі бойыншарастрлық және векторлық болып бөлінеді. Р аст р лы қ плоттерлердің сызба бастиегі бар, ол қағазға қатысты бір бағытта ғана жылжып, жеке жолдар бойынша түсірілетін нүктелерден кескіндемені қалыптастырады. В е к т о р л ы қ плоттерлер (ықтиярлы сурет салумен) парақ жазықтығында бастиектің қадамдық қозғалысының сегіз негізгі бағытын қолдана отырып, кескінді қалыптастырады, ол тек қана түзу емес, қисыз сызықтарды да сызуға мүмкіндік береді.

П ла нш е т ті к плоттерлерде қағазкөлденең жазықтықта қозғалмай бекітіледі, бастиек бұл жазықтық бойынша векторлық кескіндемелер құрып, бірнеше бағыттарда жылжи алады. Орама (барабандық) плоттерлерде көлденең (жолмен) бастиек қозғалады, ал тігінен жол аяқталғанда тасымалдағыш  орамасының қозғалуы орын алады. Бұл плоттерлер растрлық кескіндемелерді салуға мүмкіндік береді.

Сызба бастиегінің типі бойынша плоттерлерқылқаламдық (қарын- даштық), лазерлік (сәуледиодтық), бүріккіш, электрстатикалықжәне термо- графиялық болып бөлінеді. Плоттерлердің негізгі параметрлеріне қалыптастырылатын кескіндеме- нің өлшемі, сызу жылдамдығы (секундына миллиметрлермен) немесе парақтарды шығару жылдамдығы және айыру қабілеті ( d p і

) жатқызылады.

Қы лқ а ла м д ы қ плоттер векторлық кескіндерді салу үшін қолданылады. Қылқалам сұйық сиясы бар сыйымдылықтан тұрады, оның сия шығатын капилляры бар, ол сызықтың қалыңдығын анықтайды. Плоттерде 4... 16 қылқалам қолданылуы мүмкін, олар бастиекте кезекпен пайдаланылады.

Қылқаламдық плоттерлер орама және планшеттік болып бөлінеді. Қылқаламдық плоттерлер үшін сызу дәлдігі миллиметрдің бөлігін құрайды; ол өздері дәстүрлі түрде қолданылатын автоматтандырылған жобалау жүйелері үшін жеткілікті. Л а з е р л і к ж ә н е б ү р і к к і ш плоттерлер әрекеттері бойынша ұқсас әрекетті принтерлерден ерекшелінбейді. Э л е к т р о с т а т и к а л ы қ плоттерлерде диэлектриктің жұқа қабатымен және негізгі қабаттың қажетті электрөткізгіштігімен арнайы электрстати- калық қағаз қолданылады. Кескіндемені қалыптастыру үшін инелер түріндегі жұқа электродтар тобы болып табылатын статикалық бастиектер қолданылады, оларға тасымалдағыш бетінде кескіндеменің жасырын әлеуетті бедерін құратын жоғары вольттық теріс кернеу импульстері беріледі. Сосын қағаз сұйық оң зарядталған бояғышпен айқындауыш тораптан өтеді, оның бөлшектері қағаздың теріс зарядталған нүктелерімен ілініседі. Тасымалдағыш негізгі төрт тон: қара, көгілдір, күрең қызыл және сары түстері бар төрт айқындауыш тораптан өткеннен кейін түрлі-түсті кескіндеме шығарылады. Электрстатикалық плоттерді салу жылдамдығы 400 dpі дейінгі рұқсатта минутына 1 000 сызық құрайды. Электрстатикалық плоттерлер қылқалам- дық плоттерлерден тезірек, бірақлазерлік басып шығару қүрылғыларынан баяу жұмыс істейді. Әдетте оларды геоақпараттық жүйелерде карталарды басып шығару үшін қолданады. Т е рм о г ра ф и я лы қ плоттерлерде (кескіндемені тура шығару) жылусезгіш заты бар орама термоқағаз қолданылады. Монохромдық кескіндеме жеке басқарылуымен кішкентай электр жылытқыштардың ұзын (плоттердің барлық ені бойынша)сызғышпен құрылады. Термоқағаз жылытқыштардың жанынан өтеді, ол қызған жерлерде ақ түсті қараға өзгертеді. Плоттердіңмеханизміөте қарапайым және жұмыста сенімді, сондықтан қағаз орамасы, калька немесе үлдірмен толтырғаннан кейін қызмет көрсетуді қажет етпейді. Кескіндемелер жоғары рұқсатпен (800 dpі дейін) және өнімділікпен (сағатына А0 форматты жеті параққа дейін) басып шығарылады. Сондықтан олар кәсіпорындық өндірістерде, құрылыста, инженерлік және сәулеттік жобалауда қолданылады. Барлық қазіргі плоттерлер кіріктірілгенпроцессормен басқарылады, 64 Мбайттан аса буферлікжадысы(кейде бірнеше гигабайтқа қатты диск) бар, бастапқы деректерді ақпараттың аралық тасымалдаушысынан алып, дербес жұмыс істей алады. ДЭЕМ-мен жұмыс жасауда LPT, USBпорттарының немесе желілік картаның көмегімен қосылады.

Проектор

Проекторлар кескіндемені қалыптастыру үшін тура немесе шағылысқан жарық ағынындағы электрондық түрлендіргіштерді(жарық модуляторлары) және фокусталатын линзалар мен айналардан құралған оптикалық жүйеден тұрады. Проекторларкескін форматымен, түстер жүйесімен (PAL, SECAM, NTSC және т.б.), кереғарлықпен, рұқсатпен (пикселмен) және люменмен (лм)есептегенде жарықтық ағынмен (ашықтықпен) сипатталады. Олардың проекциялық қашықтығы оларда шамамен 12 м құрайды. Көру сапасы экранға да тәуелді, ол кескіндеменің кереғарлығын ұлғайта немесе әлсірете алады. Экрандар еден үстілік және қабырғалық конструк- тивтік орындауда болады. Кескіндемелерді көрсетудің дыбыстық сүйемелденуін қамтамасыз ету үшін күшейткіштері бар (кіріктірілген динамиктермен немесе сыртқы акустикалық жүйелермен) мультимедиялық проекторларкеңінен қолда- нылады. Проекторлардың ең белгілі типтері кескіндеме проекциясын басқаур үшін электрон-сәулелік (ЭСТ) катодтық түткішелерді, СК-матрицаларды жәнемикроайналы технологияны қолданады.

ЭСТ-проекторлар кескіндеме қалыптастырылатын өзінің қызыл, көк және жасыл түстер каналынбелгілейтін жарық сүзгілері бар электрон- сәулелі түтікшелерді қолданады. Үш негізгі түстен тұратын жарық ағындары экранға линзалардың қарапайым жүйесімен фокусталады және бір-біріне қабатталып, толықтүсті кескіндемені құрады. Кескіндеме сапасы экранның бір өрісінде үш әртүсті проекцияның бірігу дәлдігіне тәуелді. Проекторда, ЭСТ-мониторда сияқты, экранда кадрларды салу кескін- демені жолма-жол жаймасының көмегімен жүзеге асырылады (секундына 30 кадрға жуық). Әр түтікшенің диаметрі 10...20 см құрайды және салқындатуды қажет етеді, ол ЭСТ- проектордың маңызды габариттік өлшемдерін және салмағын анықтайды. Проекторлардың үздік түс жіберуі бар, бірақ жоғары емес ашықтық оларды күңгірт жайларда пайдалануға мәжбүрлейді. Қазіргі таңда олар қолданылмайды деуге болады.

Аталған бағыт лазерлік технологияларды жетілдіру есебінен дамиды. Қазіргі кезде қызыл, жасыл және көк түсті лазерлерді қолдану идеясы әзірше стационарлық кәсіби проекторларда іске асырылуда, олар диагоналі бірнеше ондық метр өте үлкен экрандарда кескіндеме құруға қабілеті, бірақ бұлар әлі өте үлкен, көп энергия (2 кВт-тан жоғары) тұтынады және фокустау мен жайманың күрделі жүйесін талап етеді.

LCD-проекторлар сыртқы жарық ағынының модуляторлары ретінде бір немесе үш СК-матрицасые қолданады (6.7-сур). Проектордың оптикалық жүйесінде кәдімгі көрсететін айналардан (А) басқа белгілі бір түсті көрсету және оның сәулелерін толқынның басқа ұзындығымен өткізу қабілеті бар жартылай мөлдір дихроикалық айналарды (А

жәнеА

) қолданылады. Дихроикалық айнаәртүрлі оптикалық қасиеттерімен жұқа үлдірлердің тозаңдалған қабаты бар шыны негізден тұрады.

тордың оптикалық сұлбасы:

Жарық көзі қуатты шамның көмегімен біркелкі жарық ағынын құрады, ол ақ сәуленің көк компонентасын көрсететін және спектрдің жасыл және қызыл бөлімдерді өткізетін (В) компонентасын А

дихроикалық айнаға бағытталады.

Көк сәуле кәдімгі айнадан көрінгеннен кейін кескіндеменің көк құрамдас бөлігін қалыптастыратын LCD-матрицаға жіберіледі. Қызыл (R) жәнежасыл(G) сәулелер, өз кезегінде, тағы бір дихроикалық айнамен А

айырылады және басқа екі СК-матрицаға бағытталады. Матрицалар кескіндемені мониторлардың СК-экрандарына ұқсас қалыптастырады. Жарық ағындарының модуляциясына жауап беретін СК-матрицалар араластырғыш призманың үш жағында орналасқан, ол әртүсті кескіндерді қосындылап, экранға проекциялау үшін объективке жібереді. Қазіргі  кезде  LCD-проекторлардың  басым  бөлігіндеқызмет  мерзімі   2 000 с ақ жарықтыңметаллгалогендік шамдар қолданылады. Шамдар жұмыс барысында қатты қызып, біртіндеп ашықтығынан айырылады, мәжбүрлі салқындатуды және проекторды өшірудің белгілі бір тәртібін талап етеді. Өшіру екі кезеңмен өтеді: бірінші шам және электроника тоқтан ажыратылады, бірақжелдеткіш жарық көзінен қалдық жылуды алып, біраз уақыт айналуды жалғастырады, сосынпроектор толығымен желіден ажыратылады. СК-матрицалар да міндеттітүрде салқындатуды талап етеді, себебі қатаң жағдайларда жұмыс істейді; жарық ағынын модуляциялап, олар оның сәуле таратуының бөлігін бөгеп, олардың қатты қыздырылуына алып келеді. Матрицаны қыздыру түсті қайта жаңғырту дәлдігіне ықпал етеді. Проекторлардың салмағыаз (орташа есеппен 3 кг), ашықтығы 2 000 лм жоғары, рұқсаты 1024х768 пикселжәне кереғарлығы 500: 1 жоғары. Соңғы жылдары LCOS-технология (Lіquіd Crystal On Sіlіcon — кремнийдегі сұйық кристалл) дамып жатыр, онда СК-матрицаларәлсіз сәулеге емес, жарықты шағылыстыруға жұмыс істейді. СК-матрица оның айна бетінің үстіндегі кремний төсемінде орналасқан. Жарық шамнан СК-матрица арқылы айна төсеміне түсіп, қалыптас- тырылған кескін түрінде экранда көрсетіледі.

DLP-проекторлар микроайналық технологияны, немесе шағылысқан жарықта жұмыс істенйтін DLP-технологияны(Dіgіtal Lіght Processіng — жарықты цифрлық өңдеу) қолданады.

Бұл технология DMD (Dіgіtal Mіcromіrror Devіce — цифрлық микро- айналық матрица)микросұлбасын қолдануға негізделеді, ол КМОП- жадымен кремнийлік кристаллболып табылады, оның үстінен шағылысу коэффициенті жоғары төртбұрышты алюминий микроайналарынан тұра- тын матрица қалыптастырылған, бұл микроайналардың белгілі  бір бұрышқа әртүрлі жаққа (оның ұяшықтарының жай-күйіне байланысты) бұрылу қабілеті бар (6.8-сур.). Әрбір микроайна тербеліп тұрған күйентеге қатаң бекітілген кішкене тұтқышта орналасқан, күйенте төсемнің екі қозғалмайтын бағандарының арасында серпімді икемді берік лентаға ілінген және өзінің жады ұяшығынан электр басқарылуы бар. Бір матрицалық проекторда үш микроайнадан құралған топ кескіндеме пикселін қалыптастыруды қамтамасыз етеді. Әр субпикселді басқару үшін ақпарат статикалық жадының оған тиесіліұяшығына жазылады, сондықтан оның сақтау элементі— триггердің фазаларға қарсы шығуларына қосылған, екі жұмыс қалпы бар, оның күйіне қарай бірінші немесе басқа жаққа 10... 12° ауытқып отырады.

Осыған орай құламалы микроайналар жарық ағынын тек объектив немесе жарық сіңіргішке бағыттайды. Ауытқу жиілігін және айна белгілі бір қалыпта тұрған уақытты өзгерте отырып, кең диапазондакескіндеменің ашықтығын реттеуге болады. Пикселдің қызыл, көк және жасыл құрамдас бөліктері бір матрицалық DLP-проекторларда жарық сүзгісі айналып тұрғанда кезекпен жіберіледі.Үшматрицалық проектор анағұрлым күрделі болып табылады, онда жарық арнайы призмамен үш түрлі-түсті ағынға бөлінеді және пикселдерді құрып, бір мезетте бір матрицадан шағылысады, бірақ бір матрицалық проекторлардың кадрлар жиілігін шектейтін айналмалы сүзгілері жоқ. Екі матрицалық проектор аралық модель болып табылады. Онда жарық екі ағынға жарықшақтанады: қызыл түс бір DMD-матрицадан, ал жарық сүзгімен айырылған көк және жасыл түс — басқа (ортақ) матрицадан жарықшақтанады. DLP-проекторлар жинақы, 1 024 х 768 пиксел рұқсаты, секундына 60 және одан да көп кадрдың, ал жарық ағынын 10 000 лм туындауын қамтамасыз ете отырып 2 000: 1 жоғары кереғарлығы бар. ПроекторлардыДЭЕМ-ға қосу арқылы үшінинтерфейстер қолданылады, олармен бейнекарталар жабдықталады: цифрлықDVІ, аналогтыVGA және телевизиялы S-Vіdeo.

7 тарау

7.1.

Элементтік базаны үздіксіз жетілдірумен және жаңа технологиялардың пайда болуымен бірге сымсыз байланысы бар аз габаритті шеткері құрылғылардың және дербес электр қуатын беру құралдарымен  тасымалдау аппаратурасының номенклатурасы кеңейіп жатыр: бір рет қолданылатын гальвани элементері, оларды батарейка деп атау қалыптасып кетті, көп рет қолданылатын — электр аккумуляторлар. Нақты құралдарды пайдалану жағдайлары мен ерекшеліктеріне байланысты батарейкалар да, аккумулятор да сұранысқа ие. Батарейкалар, әдетте, энергия аз тұтылатын жерде қолданылады (CMOS жадысы, пернетақта, тінтір, дигитайзердің бесенді қауырсыны); аккумуляторлар — энергияны көп тұтынатын аппаратурада(ҚДК, ноутбукьер, үздіксіз қорек көздері) қолданылады.

тотығу-тотықсыздану реакциясы ның химиялық реакциясын тура түрлендіру арқылы пайда болады. Гальвани элементінің құрамына электролитпен байланысатын екі әркелкі электрод (біреуінде тотықтырғыш, екіншісінде — қалпына келтіруші бар) кіреді. Кез келген гальвани элементінде электрхимиялық реакция теріс электродта тотығу процесінен және оң электродта қалпына келтіру процесінен тұрады, яғни минустық шығуда пайда болатын электрондар сыртқы тізбеп бойынша плюстық байланысқа өтеді және сонда қалпына келтіру реакциясына қатысады. Электродтардың материалдарымен электролиттің құрамына байла- нысты электр қозғаушы күш (ЭҚК) элементтің шығуларында әртүрлі  болуы мүмкін және электродтардың электрхимиялық әлеуеттерінің айырмасымен анықталады.

Тәжірибеде тұзды, сілтілі, сынапты, күміс, ауа және литий элементтері кездеседі, бірақ тұзды, сілтілі және литийлі элементтер ғана кеңінен қолданылады. Т ұ зд ы э л е м е н т т е р д і марганец -  мырыштынемесекөмірлі-цинкті деп атайды. Онда графиттен жасалатын электрод плюстық болып табылады, ал минустық (элемент корпусы) — мырыш; электролит — марганецдиоксидімен хлорлы аммонийдің қоспасы. Сол элементтің ЭҚК — 1,6 В, бірізді қосумен керекті кернеуімен батареяларды алады. Осындай батареялар үшін элементтерді жиі цилиндрлік емес, тік төртбұрышты формада орындайды. Тұзды элементтердің жұмыс интервалы—-20-дан +55 °С дейін, бірақ төмендетілген температуралардажүктемеге берілетін тоқ азаяды, ал жоғарылатылған температураларда мырыш электродының бүлінуі жеделдетіледі электролит тезірек кебеді. Соңғы кездетұзды элементтерді анағұрлым сенімді орындауда шығарады — мырышты сырттан бүлінуден болат немесе пластмасс корпусымен қорғайды. Бұл элементтерпайдалануда қауіпсіз, одан бөлек, едәуір жоғары энергия сыйымдылыққа ие. Тұзды гальвани элементтерінің басқа химиялық тоқ көздерінің ішінде 450... 850 мА • с құрайтын ең аз электр сыйымдылығыбар, сондықтан оларды төмен және орта энергия тұтыну құрылғыларында қолданады. Сақтау мерзімі— үш жылға жуық. Сі лт і лі э ле м е нт т е р тұздық элементтерден өте аз ерекшеленеді. Олар да көмірлік және мырыштық электродтардан, марганец диоксидінен тұрады, бірақ хлорлы аммонийдің орнынасілтілі электролитті қолданады. Сондықтан оларды сілтілі немесе алкаликалық деп атайды. Сілтілі электролит элементтердің жұмысы барысында газдардың бөлінуіне жол бермейді, сондықтан оларды саңылаусыз орындауда шығарады. Осындай ЭДС элементтердің ЭҚКтұзды элементтердікімен салыстырғанда сәл азырақ (1,5 В). Олар көбірек үлестік сыймдылыққа, разрядтық тоққа, разрядтауда кернеудің баяу төмендеуіне және үлкен сақтау меріміне (бес жылға дейін) ие. Сілтілі элементтердің сыйымдылығы — 1,0….3,7 А - с . Олар - 30 - дан +55 °С дейінгі температурада жұмысқа қабілеттілігін сақтайды. Сілтілі элементтер энергияны орташа және жоғары тұтыну құралдарында қолданылады. Л ит ийлі к э ле м е нт т е р литийден жасалған органикалық қоспалар- дың негізіндегі минустық электродтарды, марганец диоксидімен электролитті қолданады. Элементтер температуралардың кең интервалында (-30-дан +65 °С дейін) жұмысқа қабілетті, жоғары сыйымдылыққа және аз өздігінен разрядталуда ұзақ сақталу мерзіміне ие (бес жылдан жоғары).

Литийдің ең жоғары терісэлектродтық әлеуеті бар, мұндай элементтің ЭҚК 3,8 В құрайды. Литий барлық басқа металдарға қатысты  ең үлкен теріс әлеуетке ие болғандықтан, литийлі элементтерминималды габариттік өлшемдерде ең көп номиналды кернеумен сипатталады. Литий — қымбат металл, сондықтан литий элементтері негізінен, ұзақ мерзімді сенімді жұмыс талап етілетін жерлерде, мысалы, ДЭЕМ CMOS жады микро- сұлбаларының резервтік қорек көздерінде қолданылады. Жаңа технологиялардың үнемі енуі гальвани элементтерінің сипат- тамаларын жақсартуға: сыйымдылық, сақтау мерзімін, разрядтық тоқты ұлғайтуға мүмкіндік береді.

Электр аккумуляторлары химиялық тоқ көздерінің бір түрі болып табылады, онда электр энергиясы бірінші химиялық энергияға (заряд), ал химиялық энергия сосын — электр энергиясына (разряд) айналады. Олар екі электродтан (оң және теріс), электролит пен корпустан тұрады. Аккумуляторда энергияның жинақталуы электродтардың тотығу— қалпына келу химиялық реакциялары барысында өтеді. Аккумуляторлың разрядталуындакері процестер жүреді.

Аккумулятордың кернеуі

Зарядтың тоқ күші батарея сыйымдылығының 1/10 бөлігі (ампер- сағатпен анықталады). Бұл параметрлер оңтайлы болып есептеледі, батареяға зиян келтірмейді, аккумулятордың техникалық параметрлері сақтала отырып, 700-ге дейін цикл (заряд-разряд) өткізуге мүмкіндік  береді. Бұл кезде зарядтау уақыты 10... 14 с құрайды. Аккумуляторлардың кейбір типтерін жұмыстың басында толық разряд-зарядтың бес-алты циклін жасап, жаттықтыру керек. Аккумуляторхимиялық құрамы бойынша үш негізгі типке бөлінеді: NіCd (никель — кадмий), NіMH (никель — металлгидрид) және LіlON (литий — ион).

NіCdаккумуляторлары салқындатуға (-20 °С дейін), қатты қыздыруға және қайта зарядтауға сезгіштігі аз. Кернеу — 1,2 В; кіші үлесті сыйымдылық —1,7 A■ с дейін; заряд-разряд циклдерінің саны—500-ден

жоғары; зарядуақыты — 3...6 с; өздігінен қуатсызданудың жоғарыжылдамдығы — айына 25 %. Зарядтың алдында аккумулятордың разряды қажет, болмаса ол тез істен шығады (жады әсері). Жады әсері толық разрядталмаған батареяны зарядтауда пайда болады және сыйымдылықтың төмендеуіне алып келеді. Жады әсерін аккумуляторды жаттықтырумен (толық разряд-зарядтың бірнеше циклін) бейтараптан- дыруға болады. Қазіргі кезде бұл аккумуляторлар қолданылмайды.

NіMHаккумуляторлары NіCd салыстырғанда, қымбатырақ, бірақ үлесті сыйымдылығы көбірек— до 3,5 А –с дейін. Жады әсері азырақ көрініс табады, кернеу — 1,25 В, өздігінен қуатсызданудың жылдамдығы — айына 20.25%, қайта зарядтауға сезгіш,зарядтың 1 000 цикліне дейін шыдай алады. Қолданар алдында бұларды да жаттықтыру керек. Салқындату мен қатты қыздыруды нашар көтереді.

LіlONаккумуляторлары сыйымдылығы 4,8 А –с дейін; заряд циклдарының саны—1000 дейін, толық емес циклдардың теріс ықпалы жоқ дерлік, өте кең температуралық диапазон. NіMH типті аккумуляторлармен электрпараметрлерібірдей, бірақ салмағы және габариттік өлшемдері 1,5 есе аз; жады әсері жоқ; кернеу — 3,6 В; үлесті сыйымдылығы көбірек; өздігінен қуатсызданудың жылдамдығы — айына10 %; қайта зарядтауға өте сезгіш; зарядталмаған күйде сақтауға болмайды (екі аптаның ішінде бұзылады). Қажетті кернеуді және сыйымдылықты алу үшін аккумуляторлық элементтердібірыңғай құрылымға — стандарттық кернеуіжәне сыйымдылығы 1,2... 4,8 А – с. арнайы іріктелген (бірдей типті), бірізді жалғанған элементтерден тұратынаккумуляторлық батареяға біріктіреді. Соңы кезде литий полимерінің негізінде перспективтік технология пайда болды, оның көмегімен қалта дербес компьютерлерлерге арналған жазық аккумулятор шығарылады және отындық элементтер дамып жатыр. Бүгінгі күнге дейін өндірушілер аккумуляторлық батареяларды конструктивтік рәсімдеуде де, электр параметрлерінде де бірыңғай стандартқа келген жоқ.

7.2.

Соңғы жылдары функционалдық тұрғыдан сыйымдылығы аса үлкен конденсаторларға жақын принципиалды жаңа аспаптар пайда болды. Шетел техникалық әдебиетте оларды екі қабатты электр қабаты бар конденсаторлар, суперконденсаторлар немесеультраконденсаторлар деп атайды. Ресейде осы аспаптардың ерекшелігін — зарядты қалыптастыруда иондарды қолдануды көрсететін «ионистор»терминіқолданылады.

Ионисторлар

Үлесті қуаты және қордағы энергияға қол жеткізу жылдамдығы бойынша олар сыйымдылығы үлкен электролиттік конденсаторлар мен аккумуляторлардың арасында аралық орын алып, олардан әрекет қағидасымен — электролитте зарядтарды қайта үлестіру және оларды электрод пен иэлектролиттің шекарасында шоғырланудырумен ерек- шеленеді. Қарапайым конденсатор оқшаулағышпен ажыратылған екі пластинадан (астарлардан) тұрады. Конденсатор кернеу көзіне қосылған, бір астар электрондарды жоғалтады және оң зарядты иеленеді, екінші астар электрондарды қабылдайды және теріс зарядты иеленеді, яғни электрстатикалық зарядты жинау процесі жүреді. Конденсатордың заряды біткенде, кері процесс орын алады. Екі жағдайда да тоқ сыртқы тізбекпен жүреді, себебі астарлар оқшаулағышпен ажыратылған. Конденсатордың сыйымдылығы энергияның қорын анықтайды. Конденсатор жинаған энергия джоульдермен өлшенеді. Кез келген конденсатордың сыйымдылығы астарлар ауданына тура пропорционалды, олардың арасындағы қашықтыққа кері пропорционалды және диэлектриктің материалына тәуелді. Соның салдарынан сыйымды- лығы үлкен конденсаторлар астарларыныңауқымдыүлкен болып, өте жұқа оқшаулауыш аралықпен бөлінуі тиіс.

Астарлар ауданын арттыру үшін электролитке орналастырылған және сепаратормен (7.1-сур) ажыратылғанкеуекті көмірлі электродтар қолданылады, сондықтан қорға жиналатын энергия тура осындай габаритті өлшемдегі дәстүрлі конденсаторлармен салыстырғанда бірнеше мың есе көп. Ионистор өткізгіштеріндегі номинал кернеу қолданылатын электролиттің түріне тәуелді және ол үшін мақсимал рұқсатты боып табылады. Ионисторлар ойығының кернеуі бірнеше вольттан аспайды, сондықтан қажетті жұмыс кернеулерін алу үшін жеке конденсаторларды бірізді жалғау қолданылады. Ионистордың маңызды параметрі — жылыстау тоғы, ол зарядты сақтау уақытын анықтайды. Ионисторлар жұмысқа қабілеттіліктерін -25-тан +70 °С дейінгі температуралық диапазонда сақтайды. Қазіргі ионисторларстандартты цилиндрлік гальвани элементтерінің формфакторында орындала алады, сыйымдылығы 350 Ф (энергетикалық тығыздықшамамен 21 Дж/см

) және үлкен разряд тоғын қамтамасыз етуі мүмкін(салыстыру үшін Жердің сыйымдылығы 1 Ф ғана құрайды). Осындай суперконденсаторлардың қызмет мерзімі 10 жылдан кем емес, қайта зарядтау циклдерінің саны —500000 кем емес. Одан бөлек, ионистор бүкіл қызмет мерзімінде күтім жасауды қажет етпейді. Суперконденсатордың өлшемі кәдімгі батарейка сияқты зарядының номинал кернеуі2,5 В жететіндігін назарға алсақ, жақын арада ионисторды шыңдық жүктемелерді тегістеу үшін мобильдік құрылғылардың және аккумуляторлардың буферлік элементтерінің қорек көздері ретінде қолдануын болжауға болады. Көп жағдайларда ионистордырезервтік қорек көздері табысты ауыстырады. Ионисторды күн сәулелік элементтерден энергия жинақтау- ышы ретіндеқолданудың да келешегі мол.

7.1-сур. Ионистордың құрылымы:

Мұнда оның заряд режиміне сыншылдық еместігі, заряд-разряд цикл- дерінің шексіз саны ерекше құнды.

7.3.

Ресейде қолданылатын 13109 — 97 МЕМСТ желідегі электрмен жабдықтаудың келесі типтік ауытқуларын регламенттейді: ДЭЕМсенімді және үздіксіз жұмысы үшін ДЭЕМэлектроникасының істен шығуына, бағдарламалар мен деректердің жоғалуына алып келетін жабдықты электрмен жабдықтау параметрлерінің әртүрлі ауытқуларынан қорғайтын электр желісінен қоректендірудің арнайы жүйесін қарастыру керек. ДЭЕМ-ды қоректендіруші электр желісінің жағымсыз ықпалдарынан желілік сүзгілер мен үздіксіз қоректендірукөздерінің көмегімен қорғайды.

Желілік сүзгілер (желілік кедергілерді басу құрылғылары) есептеу техникасы құрылғылары мен шеткері құрылғыларының қоректендіру тізбектерін қрек желісінде импульстық тоқ кернеуінің ұлғаюынан және радиотехникалық кедергілерді қорғауға арналған (7.2-сур).

7.2. – сур. Типтік желілік сүзгінің сұлбасы

Сүзгі жеке корпуста орналастырылады, әдетте,

конденсаторлары және дроссельден Др тұратын импульстық қорғау және сүзгілеу торабынан және қысқа тұйықталудан қорғйтын автоматтық сақтандырғыштан және ажыратқыштардан тұрады, олардың әрқайсысы розеткамен бірізді жалғанған. Құрылғының жерлендіруші контактілері мен жарық индикаторымен бірнеше әмбебап розеткалары бар. Олардың әрқайсысы пайдаланушының қалауымен жеке ажыратқышпен өшіруге болады. Сүзгінің корпусы беріктігі жоғары жанбайтын пластиктен орындалады.

Типтік сүзгінің негізгі техникалық сипаттамалары:

Желілік электрмен жабдықтау өшірілген кезде ДЭЕМжұмысын үздіксіз қоректендіру көзі, немесе UPS (Unіnterruptіble Power Supply) қамтамасыз етеді.

Үздіксіз қоректендіру көзі

Қорғаныс        функцияларын        жүзеге        асыру        үшін        ҮҚК-ның        кернеу түрлендіргіші (инвертор); аккумуляторлық батареясы, оның сыйымдылы- ғынан апаттық жұмыс уақыты байланысты; түзеткіші (қуаттау құрылғысы); импульстық және электрмагниттік ықпалдарды жою үшін шығу сүзгісі бар. Аккумулятордың тұрақты тоғын айнымалы тоққа түрлендіру принци- піне байланысты инвертордың үш негізгітипін ажыратады: тіктөрт- бұрышты пішінді кернеуді түрлендіретін инверторлар; қадамдық аппрокси-

мациясы бар инверторлар; ендік-импульстық

модуляциясы бар инверторлар. Ендік-импульстық модуляциясы бар инверторлар синусоидалдыпішінге жақын шығу айнымалы кернеуін қамтамасыз етеді. Түзеткіш айнымалы электр желісін тұрақты кернеуге айналдырады және аккумулятордыүздіксіз қуаттандырады. Қызмет мерзімі үш жылды құрайтын аккумуляторлардың өмірлік цикін ұзарту үшін зарядтық тоқтың температуралықөтемі және сыйымдылдығы үлкен буферлік конденсаторлар қолданылады. Конденсатор (немесе конденсаторлар блогы) аккумуляторға параллельді қосыладыжәне кіру желілік кернеу ойықтарында буфердің функцияларын орындайды. Нәтижесінде аккумуляторды қолдану қарқындылығы төмендейді және оны қолдану мерзімі ұлғаяды. ҮҚК және жүктемені өшірмей ақпаратты оқу және аккумуляторды ауыстыру қажет болған жағдайда, кейбір ҮҚКсыртқы желіде кернеу болмаған жағдайда («суық старт») ДЭЕМ қосуға мүмкіндік береді. ҮҚК басым бөлігінің RS-232 интерфейсінемесеUSB-мен коммуника- циялық порты бар, оның көмегімен ДЭЕМ-нан қашықтықтан ҮҚК-ның жай-күйін бақылауға: жүгі көптік, кіру және шығу кернеулері, жиілік, қуаттау дәрежесі және аккумуляторларды ауыстыру қажеттілігі, ҮҚК-ның ішіндегі температураны көрсетуболады, сондай-ақ, желілік кернеу ұзақ болмаған жағдайда компьютерді өшіруге болады. Әрекет типі мен пайдалану ерекшеліктеріне қарай ҮҚКүш түрге бөлінеді: резервтік(off-lіne немесе standby), желілік - интерактивті(lіne- іnteractіve) жәнекернеуді қосарлы түрлендіретін ҮҚК(on-lіne).

РезервтікҮҚК коммутациялаушы құрылғы бар сұлба бойынша орындалады, ол жұмыстың қалыпты режимінде жүктемені тікелей сыртқы қоректендіруші желіге қосуды (7.3-сур.) қамтамасыз етіп, ал апатты режимде — оны аккумуляторлардан қоректендіруге көшіреді (7.4-сур). Осындай типті ҮҚК артықшылығы – құрылымының қарапайымдылығы, кемшілігі —аккумулятордан қоректенуге ауыстырғандағы кідіріс. Штатты режимде (қалыпты кіру кернеуінде) жүктеме желіден статикалық ажыратып-қосқыш және сүзгі (ықтимал кедергілерді жояды) арқылы қоректенеді. Кіру кернеуі жоғалып, жоғарылап немесе төмендеп кеткен жағдайда ҮҚКаккумулятордан қоректенуге көшеді, инвертор тұрақты кернеуді ауыспалы кернеуге түрлендіреді, ол ажыратып-қосқыш пен сүзгі арқылы жүктемеге бағытталады. Ажыратып-қосқыш электрондық, сондықтан оны ажыратып-қосу шамамен 2 мс (стандарт) және 4 мс (максимум)  құрайды, ол ДЭЕМ жұмысына ықпал етпейді.

кіру кернеуін оны жоғарылату (төменде- тілген кіру кернеуі) немесе төмендету (жоғарылатылған кіру кернеуі) жаққа сатылы түзетуге арналған кіру кернеуді реттегіштен тұрады. Кернеудіавтоматтық реттеуіш ажыратып-қосылатын орамдарымен автотрансформатор базасында жүзеге асырылады. Орамдардың саны желілік-интерактивтік ҮҚК жұмыстың апаттық режиміне өтпей, ДЭЕМ қалыпты қоректенуін қамтамасыз ететін кіру кернеуін тұрақтандыру диапазонын анықтайды(7.5-сур).

Реттеуіш желіде кернеу 80...260 В шегінде өзгерген жағдайда автотранс- форматордың көмегімен оны номинал мәндердің берілген диапазонында ұстайды. Бұл желідегі қысқа мерзімді ойықтарда немесе шыңдарында аккумулятордан қоректенуге көшпей, кіру кернеуін ұлғайтуға немесе төмендетуге мүмкіндік береді. Осындай құрылғылардың артықшылығы —ДЭЕМ-ді жоғарылатылған немесе төмендетілген кернеуден апаттық режимге өтпей-ақ қорғау мүмкіндігі, ол аккумуляторлардың қызметін айтарлықтай ұзартады. Апаттық режим (7.6-сур.) кіру кернеуін реттеу диапазоны электрмен жабдықтаудың талап етілетін сапасын қамтамасыз ете алмаған жағдайда ғана қосылады. Коммутация уақыты 4 мс-тан аспайды.

пайдаланушыны жоғары  вольттық кедергілерсіз, кернеу ойықтарысыз жоғары сапалы электр энергиясымен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді және құрылғының шығуында өтпелі процестердің пайда болуысыз апаттық режимге өтудің нөлдік уақытымен сипатталады (7.7-сур). Түзеткіш айнымалы желіні тұрақты кернеуге қалыптастырады  және тура сол мезетте осы сұлбада буферлік режимде жұмыс істейтін аккумуляторды аздап қуаттайды. Түрлендіргіш тұрақты, жатықталған және сүзгіленген кернеуден айнымалы синусоидалды кернеуді шығарады, ол жүктемеге жіберіледі және қоректендіруші электр желісінің жай-күйіне әлсіз тәуелді. Аккумулятор үнемі қосылып тұрады, сондықтан кіру кернеуінің параметр- лері рұқсат берілетін шектерден тыс шықса, апаттық режимге өту  кедергісіз орындалады.

Bypass(айналма жол) режиміне ауысу автоматты түрде немесе қолмен ҰҚК ішкі схемасынқолдана отырып немесе арнайы сыртқы модульмен орындалады. Кіріктірілген схемасы бар ҰҚКбасқару құрылғысының пәрмені бойынша шығу тізбектерін шамадан тыс жүктегенде немесе өзінің ақауын анықтағанда автоматты түрде Bypassрежиміне ауысады. Автоматты айналма жол сұлбасымен (Bypass) ҰҚК шығуында щамадан тыс жүктелу орын алғанда жүктеме ДЭЕМ қоректенуі үзілмей, желіге қосылады (мысалы, қысқа тұйықталу, ҰҚК шамадан тыс қызып кетуі), ал айналудың қол схемасында — қоректену үзіледі (мысалы, ҰҚК толығымен істен шыққанда). Bypassрежимінқолмен қосу мүмкіндігі ҰҚК-ға профилактикалық қызмет көрсету жағдайына немесежүктемені тоқтан ажыратпай оның тораптарын ауыстыру жағдайлары үшін көзделеді. Аккумулятордан қоректенуге ауысудың нөлдік уақытын сұлбаның артықшылығы деп, кемшілігі ретінде кернеудіекі еселіктүрлендіруден

шығындардың, күрделілігі мен жоғары құны есебінен ПӘК-тің төмендеуін есептеуге болады. Өндірушілер ҰҚКөшірілмеуі немесе жоғарылатылған іске қосу тоғымен жүктемені қосқанда айналма жол схемасына өтпеуі үшін ҰҚК- нымаксималды жүктемеден 80 %

-артық жүктемеуге кеңес береді.

Қосарлы түрлендірілуімен ҰҚК-ныбелгілі бір себептермен ұжымдық пайдаланудың ақпараттық-есептеу жүйелерінің:жергілікті желілердің желілік жабдығы, файлдық серверлер, жұмыс станциялары мен дербес компьютерлерінің, технологиялық процесті басқару жүйелерінің және т.б. электрмен жабдықталу сапасына жоғарылатылған талаптар қойылған жағдайында қолданады.

8 тарау

8.1.

Есептеу техникасын адам қызметінің барлық салаларына ендіру, оның аумақтық орналасуы және онда едәуір ақпараттық ресурстардың жинақталуы деректерді табыстау жүйесінің көмегімен ЭЕМ арасында деректермен қашықтықтан алмасуды ұйымдастыру қажеттілігіне алып келді. Деректерді табыстау жүйелері бір-бірінен қашық  абоненттерді байланыс құралдары мен арнайы коммутациялық жабдықпен байланыстыру арқылы құрылады (8.1-сур.).

Деректерді табыстау жүйелері пайдаланушылардың абоненттік пунктілерінің (АП) ақпараттық өзара әрекеттесуін қамтамасыз ететін көліктік орта болып табылады, олар деректерді табыстау аппаратурасымен жабдықталған, байланыстың физикалық

арналарының, коммутация тораптарының (КТ) аппараттық және бағдарламалық құралдардың жиынтығымен ұйымдастырылған байланыс желісін қолданады.Кез келген типтік абоненттік деректерді табыстау жүйесі пайдаланушы деректерінің ақырғы жабдығынан (ДАЖ) тұратын АП, деректерді табыстау аппаратурасынан (ДТА) және ол желіге қосылған байланыс каналынан тұрады (8.2-сур.). ДАЖ ақпараттың көзі және ақпарат алушы болып табылады және пайдаланушының деректерін енгізу-шығару және сақтау құрылғысының қызметін атқарады. ДТАақпараттық хабарламаларды байланыс арнасы бойынша коммутация тораптары арқылы ұқсас жабдықпен жарақтандырылған басқа абоненттік пунктке жіберу-қабылдап алуды жүзеге асырады. ДЭЕМ таралуымен және олардың тезәрекеттігінің артуымен біргедеректерді табыстау аппаратурасы орындаған бірқатар функциялардың бөлігін компьютердің бағдарламалық құралдары орындайды, олар ақпаратқа қол жеткізудің телекоммуникациялық әдістерін қамтамасыз ететін операциялық жүйенің арнайы модульдерінен, стандарттық қолданбалы немесе пайдаланушылық бағдарламалардан тұрады. Бүгінгі күні байланыс арналарымен түйіндесу құралдары бар ДЭЕМ (мысалы, модемдер, желілік карталар) іс жүзінде енгізу-шығару шеткері жабдық қолданылатын ДТА мен ДАЖ-ды ауыстырады. Байланыс арналары кез келген желінің міндетті компоненті болып табылады. Олардың әртүрлі физикалық құрылымы және сигналдарды тарату табиғаты болуы мүмкін. Металл және талшықты-оптикалық кабельдердің негізіндегі кабельдік байланыс желілері және сигналдарды табыстау үшін электрмагниттік толқындарды (мысалы, радиожелілерді) қолданатын байланыс желілері ең көп сұранысқа ие болды. Сымсыз байланыс қозғалмалы абоненттермен жедел қосу үшін, сонымен қатар әртүрлі себептермен стационарлы желілерге кабельдік желілерді жүргізу мүмкіндігі болмаған жағдайда қолданылады.

Сымсыз байланыс шағын кеңселер мен мекемелердің арасында деректерді табыстау желілерін құру үшін де қолданылады. АП-да ЭЕМ қолданылуынан кейін деректерді табыстау жүйелері компьютерлік желілердің негізінде құрыла бастады.

Компьютерлікжелі (есептеу желісі) — екі және одан да көп ЕЭМ арасында деректермен алмасуды қамтамасыз ететін байланыс жүйесі. Функционалдық тағайындалуы бойынша компьютерлік  желілер ақпараттық, есептеу және ақпараттық-есептеу жүйелері болып бөлінеді.

Ақпараттық желілер пайдаланушыларға деректер базаларының сервистерінен жалпы және арнайы мақсаттағы ғылыми-техникалық, анықтамалық және жедел ақпарат алу бойынша негізіненақпараттық қызмет көрсетулер ұсынады.

Есептеу желілері пайдаланушыларға өздерінің  міндеттерін қашықтықтан шешу үшін ЭЕМ ресурстарын қолдауға мүмкіндік беретін ұжымдық қол жеткізілетін қуатты ЭЕМ бар болуымен ерекшеленеді. Жоғарыда тізілген компьютерлік желілерге тән барлық қызмет көрсетулерді қамтамасыз ететін

Компьютерлік желінің пайдаланушыларына ұсынылатын ең кең тараған қызмет көрсетулерге (сервистер) электрондық пошта; файлдарды табыстау; ДЭЕМ-ға қашықтықтан қол жеткізу;графика, дыбыс және  видеодан тұратын гипермәтіндіқұжаттарды іздеу және қараужатқызылады.

абоненттік пунктілердің арасында деректерді табыстау үшін бірізді жалғастырылған жеке КТ-дан құралған уақытша құрамды физикалық арна құруға және оны байланыс сеансы аяқталғаннан кейін ажыратуға негізделген.

Хабарламаларды коммутациялауәдісі АП арасында ерікті ұзындықтағы деректердің (хабарламалардың) мағыналық блогын табыстауға негізделген. Хабарлама түрінде табысталатын деректер оны өңдеуге қажетті ақпарат: хабарлама түрі, жіберушінің, алушының адрестері және т.б. сілтемелер қамтылған атаумен жабдықталады. Қазіргі желілерде хабарламаларды коммутациялау әдісі ақпаратты өңдеудің жоғары жеделдігін талап етпейтінқолданбалы деңгейлі жеке желілік қызметтерде, жиі пакеттерді коммутациялау әдісімен бірге қолданылады.

Пакеттерді коммутациялауәдісі ең кең тараған әдіс болып табылады жәнедеректерді табыстауда оларды пакеттер деп аталатын шағын бөлімдерге бөлуге негізделген, хабарламалармен салыстырғанда пакеттер ұзындығының бекітілген өлшемі бар. Әр пакет атаумен жабдықталады, онда пакетті абонентке жеткізу үшін қажетті адрестік ақпарат (жібергіш және қабылдағыш АП нөмірлері), сонымен қатар, хабарламана құрау үшін қолданылатын пакеттің нөмірі көрсетіледі. Пакеттер желі бойынша ақпараттың жеке блоктарымен табысталады, сондықтан жіберушіден алушыға бір мезетте әртүрлі маршруттар (каналдар) бойынша жеткізеді, ол хабарламаны жеткізу уақытын айтарлықтай қысқартады. Коммутациялық тораптарды орналастыру және байланыс арналарының ұзындығы деңгейіне қарай мемлекеттің немесе бірнеше мемлекеттің аумағын бірнеше мың километрді қамтитын

жаһандықесептеу жүйелері (Интернет желісі); белгілі бір аймақтың (қала, облыс, аудан) шегінде орналасқан

ажыратылады. Ішкі байланыстарды ұйымдастыру түрі бойынша ЭЕМ жүйелері 8.3 суретінде ұсынылған топологиялық құрылымдарға бөлінеді.

а

ә

б

в

д

АП арасындағы ақпаратты өңдеу және ретрансляциясын орындайтын ортақ коммутатор радиалды (жұлдыз тәрізді) топологиялы желінің негізі болып табылады. Шиналық топологиялы желілерде ортақ арна (моноарна) қолданылады, оған абоненттік жүйелер қосылады. Ақпарат барлық АП-ға түседі, бірақ хабарламаны өзіне адрестелген АП ғана қабылдайды. Дарақ тәрізді топологиялы желілерде шиналы топологиялы қарапайымдау желілерінің біріктірілуі жүзеге асырылады. Сақиналы топологиялы желілерде ақпарат абоненттік жүйелердің арасында сақина бойынша бір ғана бағытта жіберіледі.

Ірі желілердің топологиясы әдетте бірнеше топологиялық схеманың комбинациясы қолданылады. Бөлек желілерді ірі ақпараттық құрылымдарға біріктіру қажеттілігі пайда болғалы бері олардың өзара әрекеттестігі, дамуы және  жетілдірілуінің ортақ қағидаларын қолдану міндеті туындады, оны шешу, бірінші кезекте, жүйенің ашықтығын — желінің қолданыстындағы компоненттер мен олардың байланыстарын өзгертпей, желі құрамына