Hisoblash texnikasi yaratilishining qisqacha tarixi, avlodlari, sinflari va xalq xo’jaligidagi roli

Mavczu: EHMlarning yaratilish tarixi, avlodlari, ishlash mexanizmi. Zamonaviy kompyuterning tuzilishi, imkoniyatlari va dasturiy ta’minoti.
Reja:

1. 
   Hisoblash texnikasi yaratilishining qisqacha tarixi, avlodlari, sinflari va xalq xo’jaligidagi roli
   
2. 
   Maktab kompyuterlarining tuzilishi, imkoniyatlari, rivojlanish istiqbollari, ishlash tartib qoidalari.
   
3. 
   Kompyuter sinfida kompyuterlarni joylashtirish tartibi (sxemasi).
   

Hisoblash texnikasi yaratilishining qisqacha tarixi, avlodlari, sinflari va xalq xo’jaligidagi roli
Universal avtomatik hisoblash mashinasini yaratish g’oyasi va loyihasi Kembrij universitetining professori Charlz Bebbijga (1792—1871) mansubdir. Bu mashinani u analitik mashina deb atagan. Bebbij mashinasida shoir Jorj Gordon Bayronning qizi Ada Lavlays (1816—1852) ishlagan. Uni haqli ravishda birinchi programmachi-dasturlovchi deb atashadi. Programmalashtirishning zamonaviy tillaridan biri Ada uning nomi bilan atalgan. Ch. Bebbij g’oyasi EHM ning yaratilishiga bevosita turtki bermagan bo’lsa ham bu g’oyadan arifmometrlar, ya’ni stol ustiga quyib ishlatiladigan hisoblash, yechish qurilmalarini yaratuvchilar foydalandilar.
CH. Bebbij ma’lumotlarni teshilgan andozalar yordamida tasvirlashdek o’ziga ma’lum bo’lgan printsiplardan foydalangan. Qizig’i shundaki, zamonaviy perfokartalarning namunasi XIX asr boshlarida to’quv dastgohlarida iplarni yotqizishni boshqarish uchun ishlab chiqilgan. Teshilgan andozalar uzoq vaqt ixtirochilarning e’tiboridan chetda qoldi, holbuki ulardan, o’ylaymizki, turli qurilma va mashinalarda foydalanish mumkin edi. EHM ga ma’lumotlarni kiritish usullarini izlashganda ularni eslab qolishdi. Teshilgan andozalar (perfokartalar, perfolentalar va hokazo) ning mohiyati sodda: teshikning borligi «1»ni, yo’qligi esa «0»ni anglatadi. Ulardan foydalanish uchun boshlang’ich ma’lumotni 0 va 1 raqamlaridan tashkil topadigan kod orqali yozish lozim.
Televizor EHM bilan muloqotda bo’lish vositasi sifatida, foydalanuvchilarning unga o’rganib qolganidan tashqari, elektron nur tezligi bilan aniqlanadigan yuqori tezkorlik xarakteristikalariga ega. Te­levizor hisoblash texnikasiga katta yordam qildi, shu bilan birga undan o’ziga foydali jihatlarni oldi. Masalan, ana shu o’zaro yordam tufayli televizordan avtonom tarzda foydalanish, birinchi navbatda infor­matsiyani diskret usulda tasvirlash (raqamli televizorlar) mumkin bo’lib qoldi, bu hol televizordagi tasvir sifatini anchagina oshirdi. Televizorga kassetali magnitofon ko’rinishida uncha katta bo’lmagan xotira blokini o’rnatib, yoqib qolgan eshittirishlarni qayta ko’rish (videomagnitofon) yoki raqs o’rganishda televi­zordan sherik sifatida foydalanish mumkin.
Shunday qilib, EHM tarkibida bizga yaxshi ma’lum bo’lgan ko’pgina element va qurilmalar bor, biroq ularning birontasi ham alohida EHM uchun ixtiro qilinmagan. Birinchi hisoblash mashinasining yaratilishi davriga kelib, uning barcha tarkibiy qismlari amalda ishlatilar edi. Hisoblash texnikasining rivojlanishi bilan bu elementlarning takomillashishi butunlay boshqa gap. Eng zo’r texnologik takomillashuv, shubxasiz, EHM xotira elementlarining va arifmetik-logik qurilmalarning jadallashtirilishi bilan, shuningdek, elektron harakat hisobiga mexanik harakatning kamayishi bilan bog’langan. Natijada tezkorlikni va xotira hajmini bir necha marta oshirish mumkin bo’l­di, bu esa, o’z navbatida, EHM ni yordamchi asbobdan avtomatlashtirilgan sxemalarning markaziy tarki-biy qismiga aylantirdi. Arifmetik-logik kurilmalarni yaratishga qilingan urinishlardan qat’i nazar, hisoblashlarni bajarish muammosi olimlarga allaqachondan beri tinchlik bermas edi. Umumiy tarzda bu muammoning mohiyati amallarning biror ketma-ketligini bajarish bilan yechimga kelish mumkinmi, degan savoldan iborat.
Ana shu muammoning hal qilinishiga amerikalik logikachi E. Post (1879—1954), ingliz matematigi Alan Tyuring (1912—1954) hamda sovet olimi A. A. Mar­kov (1903—1979) eng ko’p hissa qo’shdilar.
Axborot texnologiyalarining rivojlanish tarixi asrimizning 40-yillariga borib taqaladi. Chunki 40-yillarda kibernetika faniga nazariy asos solindi. Hozirgi zamon kibernetikasining paydo bo’lishi amerikalik olim Nobert Viner nomi bilan bog’liq bo’lib, 1948 yilda N.Vinerning «Kibernetika yoki jonivorlar hamda mashinada bog’liqlik va boshqarish» degan kitobi bosmadan chiqishi bilan boshlangan. Kibernetika boshqarish haqidagi fandir. Ehtimollar nazariyasi, axborot tizimi, sun’iy tafakkur kabi fundamental yo’nalishlar ishlab chiqildi hamda biologiya, tibbiyot, iqtisod va boshqa sohalarda kibernetika yo’nalishlari paydo bo’ldi.
XX asrning o’rtalarida EHM ning yaratilishi tamoman qonuniy voqeadir. Shunga qaramasdan, aftidan u yangi asbobni elektron hisoblash mashinasi deb ataganlarni hayratda qoldirdi. Bu qanaqasiga elek­tron mashina bo’ladi, axir boshqa texnologik yechimlar ham bor-ku? Nima uchun hisoblash mashinasi, axir faqat informatsiyani yoki boshqarishni izlaydigan mashi­nalar mavjud-ku? Har qalay, elektron hisoblash ma­shinasi nomida mashina so’zining bo’lishi, garchi u mashi­nalar klassining kengligi va turli-tumanligi sababli biron-bir narsani anglatmasa ham, shak-shubhasiz. Ingliz tilida EHM ularni hisoblash qurilmalari — kalkulyatorlardan farq qilish uchun oddiy qilib «hisoblovchi» (computer-kompyuter) deb ataladi, fran­tsuz tilida esa funktsional vazifasi emas, programmalariga diqqatni qaratish maqsadida «tartiblashtiruvchi» (1'ordinateur) deb nomlanadi. Nomlardagi bu turli-tumanlik avvalo EHM ni qo’llash imkoniyatining kengligi hamda texnik mujassamlashtirishning xilma-xilligidan dalolat beradi.
1925 yilda V. Bush elektr releda yig’ilgan birinchi hisoblash mashinasini yaratdi. Bu avtomatlashtirishda emas, balki texnologiyada yangi qadam edi. Hisoblash jarayonini boshqarish hali ham odam zimmasida edi. 1944 yilda hisoblashlarni boshqarish avtomatik amalga oshiriladigan «Mark-1» tipidagi releli mashina yaratildi. Bu mashinaning yangi elementi boshqarish qurilmasidir. Uning rolini boshqarish lentasini qayta o’raydigan tishli g’ildirak o’ynardi. Biroq, har qanday mexanik qurilma kabi, «Mark-1» mashinasi ham hisob­lash texnologiyasida sifat o’zgarishiga olib kela oladigan tezkorlikka ega emas edi.
1943-45 yillarda Pensilvaniya universitetida amerika mutaxassislari yaratgan birinchi tezkor elektron hisoblash ma­shinasi ENIAK tarkibida 18 ming elektron lampa bo’lib, 100 kVt elektr energiyasini iste’mol qilar, og’irligi 70 tonnaga yetar va uzunligi 30 m keladigan xonani egallar edi.
Qo’shish va ayirish 200 mks ichida («Mark-1» dagiga qaraganda 1000 marta tezroq, ko’paytirish esa 2300 mks ichida amalga oshirilardi) ENIAK trayektoriyalarni hisoblash masala-laridagi differentsi­al tenglamalarni yechishga mo’ljallangan, ya’ni maxsus mashina edi. (1948 yildan boshlab IBM (International business mashines) firmasi uni­versal EHMlarni seriyalab ishlab chiqara boshladi. Bu firma hozir ham hisoblash mashinalari ishlab chiqaradigan eng yirik korxonalardan hisoblanadi.)
ENIAK mashinasi hisoblashlarning konkret ketma-ketligini bajarishga mo’ljallangan. Agar boshqacha ketma-ketlik talab etilsa, sxemani deyarli batamom o’zgartirib chiqishga to’g’ri kelardi. Birinchi EHM ning loyihasi taniqli matematik Jon Fon Neymanni (1903-1957) qiziqtirib qoldi. U shunday logik sxemani ishlab chiqish bilan shug’ullandiki, bu sxema ma­shinaning xotirasida saqlanadigan programmadan foydalana olar edi. Ushbu programmani o’zgartirish uchun mashinaning butun sxemasini qayta sozlash shart emas edi. Bu haqda J. Fon Neymanning 1946 yilda bergan xabariga ko’ra, u birinchi marta EHMning to’rtta blokini ajratdi, hamda ularni arifmetik-logik qurilma, ma’lumotlar va komandalar uchun xotira, boshqarish qurilmasi va kiritish-chiqarish kurilmasi deb atadi. Keyinchalik ana shunday konfiguratsiyali EHM Neyman tipidagi mashinalar deb nom oldi. Neyman o’zining printsiplarini konkret EHM da 1952 yildagina amalga oshirdi. Uning asosiy xizmati shundan iboratki, hisob­lash programmasi bo’lgan, ketma-ket o’rnatilgan mashinalarda moslashuvchan programma asosida boshqarish printsipini ishlab chikdi.
Sobiq Sovet Ittifoqida hisoblash texnikasiga Sergey Alekseevich Lebedev asos solgan. Uning rahbarligida 1950 yillarda Kiyevda MESM (Kichik elektron hisoblash mashinasi) va 1952 yilda Moskvada BESM (tezkor elektron mashinasi) yaratildi. BESM bilan birgalikda M-2, Minsk-1, Ural-1, -2 va Strela nomli EHMlar ishlab chiqildi.
EHMlarning birinchi avlodiga 40-50 yillarda yaratilgan hisoblash mashinalari kiradi. Bu EHMlar elektron lampalar yordamida ishlagan bo’lib, bajaradigan amallar tezligi sekundiga bir necha 10 mingni tashkil etgan.
Ikkinchi avlod EHMlariga 50-65 yillarda yaratilgan Mins-22,-32, M-200, M-220,-222, Ural- 11,-14,-16, VM-1401, -7030 va shu kabi hisoblash mashinalari kiradi. Bu EHMlar ham yarim o’tkazgichlar asosida yaratilgan bo’lib, bajaradigan jarayonlar tezligi (sekundiga 100 ming) bilan birinchi avloddan farq qiladi. Elementlar bazasi tranzistorlar (yarim o’tkazgichlar)dan iborat. Uchinchi avlod (65-75 yillar) EHMlari jumlasiga sobiq SSSR, Germaniya, Chexoslovakiya, Bolgariya, Vengriya va boshqa mamlakatlar hamkorligida yaratilgan YES ( yagona EHM sistemasi) tipidagi, shuningdek IBM PC (AQS’H) EHMlar kiradi. Bu mashinalar sekundiga million va undan ortiq jarayonni bajarish imkoniyatiga ega. Elementlar bazasi integral sxemalar (IS)dan iborat, bu EHMlarga ko’plab ob’ektlarni ulash mumkin.
Integral sxema bu bir kristalda o’nlab, yuzlab, minglab element(yarimo’tkazgich, tranzistor, kondensator va boshqa) qismlarning joylashishi demakdir. 1 sm kub hajmda 100 dan 100 minggacha elementni birlashtirgan mikrosxemalar yuqori va o’rta yuqori integral sxemalar deb nomlanadi.
To’rtinchi avlod EHMlari 75-yillardan boshlab vujudga kelib, katta integral sxemalar (KIS) asosida yaratilgan. EHMlarni avlodlarga ajratishda ularning qanday elementlardan yasalganligiga qarab emas, balki ularning ishi qanday tashkil etilganligiga va qanday dasturlar asosida ishlashiga ham e’tibor berishimiz kerak.
Hozirgi kunda joriy etilayotgan PENTUM-I-II-III-IV va boshqalar ham to’rtinchi avlod kompyuterlari hisoblanadi.
( SHK (SHaxsiy kompyuter) ning asosiy va qo’shimcha qurilmalari:
Sistemalar
(tizimlar)
bloki; (1)
monitor; (2)
ekranga matnli va grafikli
ma’lumotlarni chiqarish
uchun xizmat qiladi;
klaviatura. (3)
ma’lumotlarni kompyuterga kiritish uchun mo’ljallangan qo’rilma;
Kompyuterga zarur hollarda kerakli tashqi qo’rilmalar ham ulanishi mumkin. Ulardan eng ko’p tarqalganlari sifatida qo’yidagilarni ko’rsatib o’tish joiz:
Sichqoncha - ma’lumot kiritilishini yengillashtiruvchi manipulyator; (4)
Printer - ma’lumotlarni qog’ozga chiqarish qurilmasi;
Printerlarning 3 xil turi mavjud: ignali, siyohli va lazerli.
Faks-modem - telefon tarmog’i orqali boshqa kompyuterlar bilan ma’lumot almashish imkoniyatini yaratuvchi qurilma;
Skaner - qog’ozdagi ma’lumotlarni kompyuterga tasviriy ravishda kiritish qurilmasi.
Multimedia – Kompyuter yordamida musiqa va ovozli axborotlarni ko’rsatishni ta’minlovchi qurilma.
Har bir qurilma sistemalar blokida, asosiy platada joylashgan mos ulagichga ulanadi yoki o’rnatiladi.
( Tizimli qism
Tizimli qism asosan quyidagi qurilmalardan tashkil topgan:
-Mikroprotsessor kompyuterni boshqarish va barcha ama-liy va mantiqiy hisob ishlarini bajaradi.
-Operativ (tezkor) xotira protsessor uchun barcha zarur bo’lgan dasturlar va axborotlarni vaqtincha saqlaydi. Kompyuter o’chirilishi bilan operativ xotiradagi ma’lumotlar o’chiriladi.
-Qattiq disk (vinchester) dastur va axborotlarni doimo saqlaydi.
-Elektron sxemalar (yoki kontrollerlar) kompyuterga kiruvchi turli qurilmalar ishini boshqaradi.
-Kiritish-chiqarish porti orqali protsessor tashqi qurilmalar bilan ma’lumot almashadi.
-Disk yurituvchi (Diskovod) egiluvchan magnit disketalardan axborotlarni o’qish va yozish uchun mo’ljallangan qurilma.
-Tarmoq qurilmasi - bir necha kompyuterlarni mahalliy tarmoqqa birlashtirish, bu bilan tarmoqdagi kompyuterlar o’rtasida axborot almashish imkonini beruvchi qurilma.
-CD-ROM disk yuritgich kompakt disklardan axborotni o’qish uchun mo’ljallangan qurilma.
-CDRW disk yuritgich kompakt disklarga axborotlarni yozish va o’qish uchun mo’ljallangan qurilma.

( Disklarning mantiqiy nomlari:

Mantiqiy disk va disk yurituvchilarning nomlari lotin harflarida belgilanadi:
Disketalar bilan ishlashni ta’minlaydigan disk yurituvchilar A: – birinchi disk yurituvchi; B: – ikkinchi disk yurituvchi (agarda bo’lsa) bilan nomlanadi.
Qattiq disk(vinchestr) C: bilan nomlanadi. Qulaylik uchun odatda S: diski qismlarga, ya’ni mantiqiy disklarga bo’linadi. Ular D:, E:,... va hokazolar bilan nomlanadi. Ulardan keyingi harf bilan magnit-optik disk yurituvchi (agarda bo’lsa) nomlanadi va eng oxirgi harf bilan esa –kompakt disklar bilan ishlashni ta’minlaydigan CD-ROM-disk yuritgich nomlanadi (agarda bo’lsa).
Klaviatura quyidagi tugmachalar guruhidan iborat:
1. Asosiy tugmachalar guruhi
Alifbo-raqamli tugmachalar
Enter – tugmachasi ixtiyoriy buyruqni bajarish uchun ish-latiladi;
Shift – yuqori registr yoki katta harflarda yozish uchun ish-latiladigan tugmacha;
Caps Lock – yuqori registrni belgilash tugmachasi. Tugmacha bosilganda klaviaturada Caps Losk chiroqchasi yonadi, qaytarib bosilganda o’chadi, Caps Losk yongan holatda klaviaturadan terilgan har qanday harflar katta harfda yoziladi;
Ctrl, Alt – boshqarish tugmachalari bo’lib, boshqa tugmachalar vazifasini o’zgartirish uchun qo’llaniladi. Ya’ni Ctrl, Alt tugmachalari boshqa tugmachalar bilan birgalikda kombinatsiyada ishlatiladi. Masalan: Ctrl+F1, Ctrl+O, Alt+F1;
Tab – tabulyatsiya tugmachasi. Kursorni bir necha pozitsiya o’ngga siljitish uchun xizmat qiladi
(kursor-taklif) – o’chib-yonuvchi belgi (|) bo’lib, keyingi belgini yozilish joyini ko’rsatadi);
Backspace – tugmachasi kursordan chap tomondagi belgini o’chirish tugmachasi;
2. Ko’makchi tugmachalar
Ko’makchi tugmachalarda raqamli tugmachalar bilan kursorni boshqaruvchi tugmachalar birgalikda joylashgan. Num Losk - tugmachasi bosilgan holda ya’ni chiroqchasi yongan paytda klaviaturaning yordamchi tugmachalari raqamlarni beradi, aks holda esa kursorni boshqaruvchi tugmachalar bo’ladi. Num Losk tugmachasi holatni o’zgartiradi, ya’ni raqamli tugmachalardan kursorni boshqaruvchi tugmachalarga almashtirish va aksincha.
3. Funktsional tugmachalar
F1-F12 - tugmachalar maxsus yoki funktsional tugmachalar deyiladi. Shuning uchun ham tugmachalarda F harfi ishlatiladi. Funktsional tugmachalar dasturlarda alohida funktsiyalarni bajaradi ya’ni dasturlarda qanday dasturlashtirilganiga bog’liq. Masalan: F8 tugmachasi NC dasturida fayllarni o’chirsa, leksikon (Lexicon) tahrir dasturida esa berilgan satrni markazlashtiradi. Shuning uchun funktsional tugmachalarning vazifalari dasturlarda alohida o’rganiladi.