Компьютерлік жүйелердің эволюциясы

Компьютерлік жүйелердің эволюциясы

Жоспар:

І. Кіріспе бөлімі;

ІІ. Негізгі бөлім:

• Компьютерлік жүйелерге шолу және даму тарихы;
• Компьютердің құрылысы;
• Компьютерлік жүйелердің эволюциясы;
• Компьютерлік жүйелерді пайдалану;

ІІІ. Қорытыңды;

Кіріспе

Казіргі таңда бар әлемде компьютерлік анықтамалы-ақпараттық жүйелер кең тараған, олардың көмегімен қажетті ақпаратты ең қысқа мерзімде алу мүмкіндігі бар. Барлық жүйелер ақпаратты өңдеу мен ұзақ уақыт сақтау функцияларымен қандай болса да деңгейде байланысты деп айтуға болады. Ақпарат ол кезде іс-әрекеттің әртүрлі саласының тиімділігін анықтайтын факторы болып табылады. Ақпараттың көлемі үлкейді, сонымен қатар мәліметтерді өңдеу жылдамдығына қойылатын талаптар жоғарылады, енді көптеген операциялар қолмен жасалынбайды, олар ең ауқымды компьютерлік технологиялардың қолдануын қажет етеді. Әрбір әкімшілік шешім кезектегі жағдайдың анық және дәл бағалануын, сонымен қатар оны өзгертуге болатын талаптарды қажет етеді.

Дербес компьютерлерде ең көп қолданылатын –  реляционды мәліметтер қоры. Сондай қорларда ақпарат жазбалардың реттелген жиынтығы түрінде сақталады, әр жазба белгіленген көлемді өрістерден (поле) тұрады. Ақпаратты сақтау мұндай әдісі мәліметтерді қағазда бірнеше кестелер түрінде көрсеткенге ұқсайды. Кестерлердің жеке жолдарына мәліметтер қорында жазбалар, ал бағаналарға – жазбалардың өрістері сай келеді.

Компьютерлік техниканың дамуы мен тікелей қол жеткізуге мүмкіндік беретін сыртқы жады құрылғыларының пайда болуы әртүрлі масштаб пен мақсаттарға арналған автоматты жүйелердің қарқынды дамуына алып келді, ол бірінші кезекте бизнес-қосымшыларда белгілі болды. Компьютерлік жүйелер әдетте күрделі құрылымы бар, өңдеу жылдамдығын талап ететін, жиі жаңартылып тұратын және ұзақ уақыт сақтауды қажет ететін ақпараттың көптеген көлемімен жұмыс жасайды.

Жалпы менің осы тақырыпты алудағы басты мақсатым компьютерлік жүйелерде жұмыс жасаудағы тәжірибелік үрдістерін және программалық функционалды кұралдар туралы ұгымды және  компьютерлік жүйелердің жұмыс істеу практикалық дағдыларды меңгеру, яғни компьютерлік жүйелер туралы білімімізді дамыту.

Рефератымның мазмұны үш бөлімнен тұрады кіріспе, негізгі бөлім және қорытыңды бөлім. Негізгі бөлімде компьютерлік жүйелер,  компьютерлік жүйелердің эволюциясы, компьютердің құрылысы, бірінші жергілікті желі, Ethernet, Arcnet, Token Ring стандарттық технологиялары туралы жазылған. Соңғы бөлімде қорытыңды және осы рефератты жазу барысында пайдаланған әдебиеттерімді жаздым.

• Компьютерлік жүйелерге шолу және даму тарихы;

«Компьютер» сөзі ағылшын тілінен аударғанда есептеуіш , есептеуге арналған құрылғы дегенді білдіреді. Компьютерлер есептеу операцияларының қатарларын адамның қатысуынсыз, алдын ала көрсетілген нұсқаулық – бағдарлама бойынша жүргізуге мүмкіндік береді. Есептеуіш техниканың қазіргі тарихының негізі 1943 жылы «Марк-1» машинасының дүниеге келуінен бастап қаланды. Компьютерлердің алдыңғы буындары шамдық есептеуіш машиналар болатын, олардың орнын транзисторлы электронды есептеуіш машиналар (ЭЕМ), содан кейін – интегралды сызбалар пайдаланылатын электронды есептеуіш машиналар және ең ақырында, қазіргі таңда аса үлкен интеграциялық деңгейлі сызбалар пайдаланылатын ЭЕМ басты.

Компьютерлік жүйелер

IBM фирмасының анықтамасы бойынша компьютерлік (есептеу) жүйелер төрт негізгі құрамнан тұрады:

1)      Шығарылатын есепті, орындалатын жұмысты мәселе ретінде қойып, соның нәтижесін алатын адам;

2)      Аппараттық жасақтама (Hardware);

3)      Мәліметтер файлы;

4)      Компьютерді программалық жасақтамасы (Software).

Компьютерлік жүйелер ұғымын немесе мәліметтер өңдеу жүйелерін осы төрт комбинацияны – машиналарды, мәліметтерді, программаларды және адамды – біріктіре қарастыру кезінде қолданады.

• б.э.д. 3000 жыл — Ежелгі Вавилонда алғашқы есептегіштер — абак пайда болды.
• б.э.д. 500 жыл — Қытайда абактың «жаңа» нұсқасы пайда болды.
• 1492 жыл — Леонардо да Винчи өзінің бір күнделігінде он тісті сақиналары бар 13-разрядты есептегіш құрылғының сызбасын көрсеткен. Бұл сызбалар негізінде жұмыс жасайтын құрылғы XX ғасырда ғана жасалғанымен Леонардо да Винчи жобасының дұрыстығы расталды.
• 1623 жыл — Вильгельм Шиккард, Тюбинген университетінің профессорі, тісті сақиналар неізінде алты разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын құрылғы жасап шығарды. 1960 жылы профессордың сызбасы бойынша қайта жасалып, дұрыс жұмыс жасайтындығын көрсетті.
• 1630 жыл — Ричард Деламейн шеңберлік логарифмдік сызғыш жасады.
• 1642 жыл — Блез Паскаль «Паскалин» — алғашқы нақты жүзеге асырылған және кең танылған цифрлық есептеуіш құрылғыны ұсынды. Құрылғы прототипі бес разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын еді. Паскаль бұндай есептегіштердің оннан астамын жасады, соңғы үлгілері сегіз разрядты сандармен де жұмыс жасай алатын еді.
• 1673 жыл — көрнекті неміс философы және математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц механикалық калькулятор жасады, ол екілік санау жүйесінің көмегімен көбейту, бөлу, қосу және азайтуды орындай алатын еді.
• Осы кездер шамасында Исаак Ньютон математикалық анализ негіздерін қалады.
• 1723 жыл — неміс математигі және астрономы Христиан Людвиг Герстен, Лейбниц жұмыстарының негізінде арифметикалық машина жасады. Машина сандарды көбейту кезінде бүтін бөлігін және тізбектелген қосу амалдарының санын есептей алатын еді. Сонымен қатар бұл машина енгізілген мәліметтерді енгізудің дұрыстығын тексере алатын еді.
• 1786 жыл — неміс әскери инженері Иоганн Мюллер «айырмалық машина» идеясын ұсынды — бұл машина айырмалық әдіспен есептелетін логарифмдерді табуляциялай алатын еді. Лейбництің тісті доңғалақтары негізінде жасалған бұл машина біршама кішкентай (биіктігі 13 см, диаметрі 30 см) болғанымен, 14-разрядты сандармен негізгі төрт арифметикалық амалды орындай алатын еді.
• 1801 жыл — Жозеф Мария Жаккард бағдарлама арқылы басқарылатын тігін станогын құрды, оның жұмысы перфокарталар жиыны көмегімен көрсетілетін еді.
• 1820 жыл — француз Тома де Кальмар арифмометрлерді алғаш рет өндірістік жағдайда шығарды.
• 1822 жыл — ағылшын математигі Чарльз Бэббидж айырмалық машинаны (математикалық кестелерді автоматты түрде құруға арналған арифмометр) ойлап тапты, бірақ іс жүзінде жасап көрсете алмады.
• 1855 жыл — Стокгольм қаласында ағайынды Георг және Эдвард Шутц Чарльз Бэббидж жұмыстарының негізінде алғашқы айырмалық машина жасады.
• 1876 жыл — орыс математигі П.Л.Чебышев ондықтарды үзіліссіз тасымалдайтын қосқыш аппарат құрды. Бұл ғалым 1881 жылы осы машинаға көбейту және бөлуге арнап қосымша бөліктер жасады.
• 1884—1887 жж — Герман Холлерит электрлік табуляциялық жүйе (Холлерит табуляторын) жасап шығарды, бұл жүйе 1890 және 1900 жылдары АҚШ-тағы, 1897 жылы Ресейдегі халық санағында қолданылды.
• 1912 жыл — орыс ғалымы А.Н.Крылов жобасы бойынша қарапайым дифференциалдық теңдеулерді интеграциялауға арналған машина жасалды.
• 1927 жыл — Массачусетс технологиялық университетінде аналогтық компьютер жасап шығарылды.
• 1938 жыл — неміс инженері Конрад Цузе өзінің алғашқы есептеуіш машинасын жасап, оған Z1 деген ат берді (Оның соавторы ретінде Гельмут Шрейердің есімі де аталады). Бұл толықтай механикалық, бағдарламаланатын цифрлық машина еді. Бұл үлгі іс жүзінде қолданылмады. Оның қалпына келтірілген нұсқасы Берлиндегі неміс техникалық мұражайында сақталған. Осы жылы Цузе Z2 машинасын жасауға кірісіп кетті.
• 1941 жыл — Конрад Цузе Z3 машинасын жасады. Бұл машина қазіргі заманғы компьютердің барлық қасиеттерін ие болатын.
• 1942 жыл — Айова штатының университетінде Джон Атанасов және оның аспиранты Клиффорд Берри АҚШ-тағы алғашқы электрондық цифрлық компьютерді жасап бастады. Бұл машина толықтай аяқталмағанымен (Атанасов әскерге кетті), тарихшылардың айтуына қарағанда, американ ғалымы Джон Мочлидің екі жылдан кейін Эниак ЭЕМ-ін жасап шығаруыны көп әсерін тигізді.
• 1943 жылдың басында алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I жасалды. Бұл машина АҚШ әскери-әуе күштерінің күрделі баллистикалық есептерін шығаруға арналған еді.
• 1943 жылдың соңында арнайы мақсаттарда қолданылатын ағылшын есептеуіш машинасы — Колосс жасалды. Машина фашисттік Германияның құпия кодтарын шешумен айналысты.
• 1944 жылы Конрад Цузе Z4 компьютерін жасап шығарды.
• 1946 жылы алғашқы әмбебап электронды цифрлық есептеуіш машина — Эниак жасап шығарылды.
• Кеңес Одағында алғашқы электрондық есептеуіш машинасы Киевте Сергей Алексеевич Лебедевтің басшылығымен 1950 жылы жасалды.
• Компьютердің құрылысы;

Жүйелік блок

Жүйелік блок – дербес компьютердің ең негізгі құрылғысы. Жүйелік блоктың ішінде жүйелік тақша(аналық плата), процессор, оперативті жад, қатқыл диск, қоректендіру блогы, видеокарта секілді көптеген маңызды құрылғылар орналасады. Жүйелік блоктың алдыңғы панелінде қосу (Power) және қайта жүктеу (Reset) батырмасы, компакт-диск мен дискетаны оқитын дискжетектер және қызыл-жасыл жарық индикаторлары орналасады. Жүйелік блоктың артқы жағында негізгі (монитор, пернетақта, тышқан) және қосымша құрылғыларды (принтер, модем, сканер, микрофон) қосатын порттар мен кірістік құрылғылар орналасқан.

Дисплей

Дисплей (монитор) – компьютердің экранына ақпаратты шығаратын құрылғы. Сыртқы пішіні бойынша дисплей кәдімгі түрлі түсті теледидарға ұқсайды, сондықтан оны жиі телевизиялық техникадағыдай монитор деп те атайды.

Пернетақта

Пернетақта – компьютердің жұмысын басқара отырып, қажетті ақпаратты енгізу үшін қолданылатын құрылғы. Ол әріптің және цифр пернелерінің көмегімен компьютерге кез келген ақпаратты енгізуге мүмкіндік береді. Қазіргі компьютерлердің пернетақтасында 101 немесе 105 перне, ал оң жақ жоғарғы бұрышында жұмыс режимі туралы ақпарат беріп отыратын 3 жарық индикаторы орналасады.

Тінтуір

Тінтуір, кейде тышқан – «графикалық» басқару құрылғысы. Тінтуірді кілемшенің үстімен жылжытқанда, экрандағы тышқанның нұсқағышы да сонымен қатар қозғалып, қажетті объектілерді таңдауға мүмкіндік береді. Тінтуірдің екі (немесе үш) батырмасының бірін баса отырып объектілермен көптеген операцияларды орындауға болады. Батырмалардың ортасында орналасқан доңғалақшаны айналдырып, экранға тұтасымен сыймай тұрған мәтінді, суретті немесе web-парақты жоғары-төмен жылжытуға болады.

Принтер

Принтер – ақпаратты қағазға басып шығаратын құрылғы. Принтердің бірнеше түрі: матрицалық, сия бүріккіш, лазерлік, сублимационалдық, жарық диодты (LED) принтерлер бар.

Сканер

Сканер – қағаздағы мәтін мен суретті компьютерге автоматты түрде енгізу үшін қолданылады. Сканер кескінді (суретті, т.б.) машина кодына ауыстырып, компьютердің жадына жазады. Сканердің жұмысының принципі былай: жарық сәулесі жол-жолмен жазық суретті сканерлейді, оның жұмыс принципі электрондық сәуленің дисплей экранын сканерлеуіне ұқсайды. Сканерлер қара-ақ түсті немесе түрлі түсті болады.

 Компьютерлік жүйелердің эволюциясы;

Компьютер буындары

Компьютер буындары (поколения ЭВМ) — сәулеті мен элементтік негізінің түрлері бойынша біріктірілген, тарихи қалыптасқан компьютер топтары. Олар бір-бірінен элементтік негізі, құрылмалы-технологиялық орындалуы, логикалық ұйымдастырылуы, техникалық сипаттамалары, программалық жасақтамалары және пайдаланушы тарапынан компьютермен қатынас құру дөрежесі бойынша ажыратылады.

ЭЕМ буындары

Шыққан компьютерлер буынға бөлінеді. Қазір компьютерлердің алты буыны белгілі деп айтуға болады. Жалпы, компьютерді буынға бөлу шарты, ол негізінен компьютерлердің элеменnтер базасының өзгеруіне, өзінің құрамына кіретін құрылғылардың түрлері мен қасиеттерінің өзгеруіне және компьютерлер арқылы шығарылатын есептердің жаңа (сандық емес) топтарының пайда болуына тәуелді.

Компьютердің бірінші буыны – 1959 жылға шейін шығарылған электронды лампалық машиналар, жылдамдықтары ондаған мың а/с., разрядтылығы 31-34 бит, жедел жадыларының көлемі 1-4 кб, амалдардың жұмыс ырғағы қатал тізбекті, яғни, келесі орындалатын амал ағымдағы амалдың орындалуы толық біткеннен соң ғана басталады, енгізу/шығару амалдары орындалып тұрғанда орталық процессор тоқтап тұрады. Программа негізінен машиналық тілде қолмен жазылып орындалады. Жұмыс істеу режімі ашық болды, яғни, әрбір программалаушы басқару тетігінде өзі отырып программасын енгізіп жұмыс істетті. Негізінен сандық шамалармен байланысты есептер шығарылады, символдық шамаларды пайдалану жоқ болды. Стандартты программалар жасала бастады.

Компьютердің екінші буыны – 1968 жылға шейін шығарылған транзисторлық компьютерлер, жылдамдықтары жүздеген мың а/с., разрядтылығы 31-48 бит, жедел жадыларының көлемі – 8-128 кб. Процессордың жұмысын үзу және оны өңдеу жүйесі пайда болды (ол негізінен енгізу/шығару амалдарын орындау кезінде іске қосылады). Алгоритмдік тілдерден машиналық тілге автоматты аударатын программалар – трансляторлар шықты, яғни, программа құру үшін деңгейлері жоғары программалау тілдері (Fortran, Algol, Cobol және басқалар) қолданылды, стандартты программалардың қоры үлкейді. Жабық жұмыс істеу режімі қолданылды, яғни, программалаушы тікелей машинамен жұмыс істемейтін болды, ол өзінің жоғары деңгейдегі программалау тілінде жазылған программасын ары қарай машинадан өткізетін қызмет көрсететін топқа тапсырды. Программалардың жұмыс істеуін бақылау және басқару үшін алғашқы мониторлық жүйелер пайда болды. Олардың өзінің тапсырмаларды басқару тілдері болған. Индексті арифметиканың шығуы, тікелей емес адрестеуді және динамикалық жадыны қолдану, символдық шамалармен жұмыс істеу мүмкіншілігінің пайда болуы осы буынның құрылымдық ерекшелігін айқындады.

Компьютердің үшінші буыны – 1970 жылдан бастап интегралды микросхемалар арқылы жасалынған компьютерлер мен компьютерлер кешені, жылдамдықтары миллиондаған а/с., разрядтылығы 32-64 бит, жедел жадыларының көлемі 64-1024 кб. Дамыған үзу жүйесі бар, енгізу/шығару амалдарының орындалуы орталық процессордың жұмысымен параллель жүргізетін қосымша процессорлар (арналар) қолданылады. Бұрын программалар атқаратын көп жұмыстар, соның ішінде үзуді ұйымдастырумен өңдетулер аппарат арқылы жүзеге асатын болды. Компьютерлердің сыртқы ортаны қабылдай және оған әсер ете алатын сенсорлық қондырымдары пайда бола бастады. Осылар компьютерді алдын ала енгізілген деректерді детерминді (бірмәнді) өңдейтін құрылғыдан сыртқы ортада туатын жағдайға қарай жұмыс істей алатын зерделі құрылғыларға айналдырылды. Жедел жадыны қорғау және динамикалық бөлу іске асты. Көптеген жоғары деңгейлі, солардың ішінде символдық есептерге (SNOBOL. LISP. REFAL сияқтылар) және логикалық есептерге (Prolog. Miranda сияқтылар) бағытталған программалау тілдері қолданылды, символдық есептер мен логикалық есептер үлесі көбейді. Программалардың жұмысын бастан аяқ басқаратын (сыртқы және ішкі ортадағы жағдайларға мақсатты жауап бере алатын) дамыған операциялық жүйелер жұмыс істеді. Осы буынның негізгі ерекшелік программалары төменнен жоғары қарай ұйқас болатындай мүмкіншіліктері өспелі компьютерлердің бірнеше модельднрінен тұратын машиналар кешенінің пайда болуы (мысалы, социалистік елдерде ЕС ЭВМ 1020-1050, ал АҚШ – та IBM 360-370 сияқты компьютерлердің бірыңғай жүйелері). Бұл компьютерлер арқылы жедел жадыны немесе сыртқы құрылғылардың өрісін ортақ етуге болатын есептеу жүйелерін жасауға мүмкіншілік туды. Бір уақытты бірнеше программа істей алатындай етіп орталық процессордың уақытын бөлшектейтін мультипрограмдық режім іске асырылды. Сонымен қатар, нақты уақыт масштабында жұмыс істей алатын программалар пайда бола бастады. Олар технологиялық процесстерді, ұшатын аппараттардың және басқа күрделі құрылғылардың жұмыстарын басқаруға мүмкіндік берді.

Компьютердің төртінші буыны – 1975 жылдан бастап үлкен немесе өте үлкен интегралды микросхемалар арқылы жасалынған көппроцессорлы суперкомпьютерлер мен микрокомпьютерлер (кейін оларды дербес компьютерлер деп атап кетті). Суперкомпьютерлердің жылдамдықтары жүз миллионға шейін (мысалы, Cray – 1 суперкомпьютерінің жылдамдығы 100 млн а/с). Жалпы осы буындағы компьютерлер арқылы байланыс әдістері одан әрі дамып телефон, телеграф желілеріне қосылып, компьютерлік глобальді (мысалы Интернет), корпоративтік және локальді желілер құрылды, өте үлкен деректер архиві жиналды, деректердің визуалды (бейнелік) түрдегі берілуі және өңделуі дамыды, нақты уақыт масштабында жұмыс істей алатын жүйелер кеңінен жүзеге асты.

Компьютердің бесінші буыны – 1980 жылы Жапония жариялаған 5 жылдық жобадан басталады, онда компьютерлік тілдің машиналық тілі ретінде логикалық программалау тілі PROLOG – ты аппаратты түрде жүзеге асырып, жасанды зерде (интеллект) жүйесін құру көзделді. Бұл жоба нәтижелі аяқталды, қазір өзінің жасанды зердесі бар, яғни, белгілі есептің берілгені бойынша оның шешуін табатын тұжырымдарды жасап және оны дәлелдей алатын, белгілі тақырыпқа өлең немесе музыка шығара алатын және т.с.с интеллектуалды жұмыстарды өздігінен жасай алатын компьютерлер бар. Бірақ олар кең тарамаған, себебі олардың бағасы өте қымбат және олармен жұмыс істеу аса біліктілікті талап етеді.

Компьютердің алтыншы буыны – өткен ғасырдың 90-шы жылдарының ортасынан бастап қолға алына бастады. Ол жасанды нейрон желісіне, көпмәнді логика және кванттық есептеу теориясына негізделіп жасалынады. Бұл компьютерлердің дамыған жасанды зердесі болады: олардың өзін – өзі оқытатын қабілеті және өздігінен кейбір мәселені түсініп (образды танып), жобалап, оны шешу немесе жүзеге асыру үшін керекті программаны немесе құрылғыны құрастыра алатын мүмкіншілігі болады.

• Компьютерлік жүйелерді пайдалану;

Жұмыс өнімділігі. Басқа құралдар мен машиналарды қолданғандағы сияқты,  компьютерді пайдаланудың ең алғашқы себебі – жұмыс өнімділігін арттыру болып саналады.

Егер компьютерді есеп-қисап жасау, мәліметтерді өңдеу немесе құжаттарды қағазға басып алу істеріне пайдалансаңыз, сіз бір сағатта көптеген істерді тындырасыз. Мысалы, машинкада мәтін басатын шебер адам бір минутта 60-тан 80 сөзге дейін немесе 6-8 жолға дейін мәтін басатын болса, орташа мүмкіндікті компьютер минутына 1200 жол баса алады. Демек, бір компьютер 150-200 адамды алмастыра алады деген сөз. Мәліметтерді өңдеу жылдамдығы. Компьютерді пайдаланудағы екінші себеп – мәліметтерді үлкен жылдамдықпен өңдеу болып саналады.  Дайындығы мол маман адам минутына 250 сөз оқып шыға алатын болса, компьютер 1 000 000 сөз оқи алады. Мысалы,  Чикаго қаласының телефон анықтамалығы 788 000 адамдар атауынан, ад адрестер мен телефон нөмірлерін қоссақ, 32 000 000 жол  информациядан тұрады екен.  Минутына 250 сөз оқитын адам осы анықтамалықты оқып шығу 250 сағат уақыт жібереді. Ал, орта мүмкіндікті компьютер оны 30секундқа жетпейтін уақытта оқып шыға алады. Сол себепті телефон станцияларында, анықтамалық  іздеу қызметтерінде ЭЕМ кеңінен қолданылады. Дәлдік мен ұқыптылық. Компьютерлік жүйелерді пайдаланудағы үшінші себеп – олардың дәлдігі мен ұқыптылығында жатыр. Егер біз компьютерге нақты мәліметтер беріп, оларды өңдеудің дұрыс жолдарын көрсетсек, ол әрқашанда қатесіз дұрыс нәтижелер береді. Кейде компьютер қате нәтиже берді деп айтылады. Мұндайда компьютердің қателеспейтінін, қатененің себебі мәліметтердің оған дұрыс берілмегендігінен, немесе осы мақсатқа арналған мәліметтерді өңдеу алгоритмнің қате болғанынынан екенін ашып айту қажет.

Аппараттық жабдықтар.

Біз үлкен ЭЕМ-ді  немесе дербес компьютерді алсақ та, олар бір-біріне ұқсас принципте жұмыс істейтін мынадай құрамнан тұрады:

1. Орталық процессор;
2. Енгізу құрылғысы;
3. Есте сақтау құрылғысы;
4. Шығару құрылғысы

Орталық процессор  барлық, есептеу және информация өңдеу істерін орындайды. Бір интегралдық схемадан тұратын процессор микропроцессор деп аталады. Күрделі машиналарда процессор бір-бірімен өзара байланысты бірнеше интегралдық схемалар жиынынан тұрады.

Енгізу құрылғысы информацияны компьютерге енгізу қызметін атқарады.

Есте сақтау құрылғысы программаларды, мәліметтерді және жұмыс нәтижелерін компьютер жадына сақтауға арналған.

Шығару құрылғысы компьютердің жұмыс нәтижесін адамдарға жеткізу үшін қолданылады.

Бірінші жергілікті желі

Компьютерлік желі (ағылш. сomputer network) — барлық құрылғылардың бір бірімен өзара әрекеттесуіне мүмкіндік беретін байланыс желілері арқылы қосылған компьютерлердің және басып шығарғыштар мен мәтіналғылар сияқты басқа құрылғылардың тобы.

Желілер шағын немесе үлкен, кабельдер арқылы тұрақты жалғанған, немесе телефон желілері мен сымсыз арналар арқылы уақытша жалғанған болуы мүмкін. Ең үлкен желі — Интернет, ол бүкіләлемдік желілер тобы болып табылады.

Жергілікті желі

Жергілікті желі (ағылш. Local Area Network, LAN) — салыстырмалы түрде шектеулі кеңістіктің (мысалы ғимараттың) шегінде компьютерлер, басып шығарғыштар мен басқа да құрылғылар тобын біріктіретін коммуникациялық желі. Жергілікті желі бір біріне қосылған құрылғылардың өзара әрекеттесуіне мүмкіндік береді.

Желі – мәліметтерді компьютерлер арасында жеткізу құралдарымен біріктірілген компьютерлердің жиынтығы. Есептеу желісі – бір-бірімен байланысқан желі элементтері арасында мәліметтер жеткізуге арналған программалық және аппараттық құрауыштардың күрделі жүйесі. Аппараттық жабдықтар ішінде әртүрлі типті және класты компьютерлермен қатынастық жабдықтарды атауға болады. Программалық құрауыш операциялық жүйе мен желілік қолданбалардан тұрады. Желінің тиімді жұмыс істеуі үшін ОЖ-дің арнайы түрлері – желілік ОЖ қолданылады. Желілік ОЖ – есептеу желісін бір орталықтан басқаруға арналған программалар кешені (Windows NT, Novell NetWare, т.б.). Желілік қолданбалар – желілік ОЖ-нің мүмкіндіктерін кеңейтетін қолданбалы программалық кешендер (пошталық программалар, желілік мәліметтер қорлары, т.с.с.). Желіге қосылатын барлық құрылғыларды үш функционалдық топқа бөледі, олар:

– жұмыс станциялары;

– желі серверлері;

– қатынастық тораптар.

Жұмыс станциясы (ЖС) (workstation) – желіге қосылған дербес компьютер және ол арқылы пайдаланушы өз жұмысын атқарады және желінің ресурстарына қатынауды жүзеге асырады. Ол өзіндік операциялық жүйемен жабдықталған (MS DOS, Windows және т. б.) және пайдаланушыға қолданбалы есептерді шығаруда барлық қажет құралдармен қамтамассыз етілген. Жұмыс станцияларының үш типін ерекшелеуге болады, олар – жергілікті дискілі жұмыс станциясы, дискісіз жұмыс станциясы, қашықтағы жұмыс станциясы. Жергілікті дискілі жұмыс станциясында ОЖ осы дискіден, ал дискісіз жұмыс станциясында ОЖ файлдық серверден жүктеледі. Қашықтағы жұмыс станциясы – желіге телеқатынастық байланыс арнасы (мысалы, телефон желісі) арқылы қосылған станция.

Сервер (server)– желіге қосылған және оның пайдаланушыларына белгілі қызмет көрсетуді қамтамассыз ететін компьютер. Серверлер желіні пайдаланушылардың қажеттілігінен туындайтын мәліметтерді сақтауды, мәліметтер қорына сұраныстарды өңдеуді, жойылған тапсырмаларды өңдеуді, тапсырмаларды басып шығаруды және басқа да іс-әрекеттерді жүзеге асырады. Сервер – желі ресурстарының қайнар көзі. Атқаратын функцияларына байланысты серверлердің келесі типтерін анықтайды.

Ерекше көңілді сервер типтерінің ішіндегі – файлдық серверге (file server) (көбінесе файл-сервер атауы қолданылады) аудару қажет. Файл-сервер – желідегі пайдаланушылардың мәліметтерін сақтайды және осы мәліметтерге қатынауды қамтамассыз етеді. Бұл – үлкен сыйымдылықты оперативтік жады, қатты дискісі және магниттік таспадағы қосалқы жинағыштары (стример) бар компьютер. Файл-сервер өзінде орналасқан мәліметтерге желі пайдаланушыларының бір мезгілді қатынауын қамтамассыз ететін ерекше операциялық жүйенің басқаруымен жұмыс істейді. Файл-сервер келесі функцияларды орындайды: мәліметтерді сақтау, мәліметтерді архивтеу, әртүрлі пайдаланушыларменорындалатын мәліметтер өзгертулерін үйлестіру, мәліметтерді жіберу. Көптеген есептер үшін бір файл-серверді қолдану қажетсіз болып табылады, онда желіге бірнеше серверлерді қосу мүмкін. Файл -сервер ретінде мини – ЭЕМ қолданылуы мүмкін.

Мәліметтер қоры сервері (database server) – мәліметтер қоры файлдарын сақтау, өңдеу және басқару функцияларын жүзеге асыратын компьютер. Мәліметтер қоры сервері

– мәліметтер қорын сақтау, олардың тұтастығын, толықтығын, өзектілігін қолдау;

– мәліметтер қорына сұраныстарды қабылдау және өңдеу, өңдеу нәтижелерін жұмыс станциясына қайтару;

– мәліметтер қорына авторланған қатынауды қамтамассыз ету, пайдаланушыларды есепке алу және сүйемелдеу жүйесін қолдау, пайдаланушылардың қатынас құру мүмкіндіктерін шектеу;

– үлестірілген мәліметтер қорын қолдау, басқа жерлерде орналасқан мәліметтер қоры серверлерімен әрекеттесу функцияларын атқарады.

Қолданбалы программалар сервері (application server) – пайдаланушылардың қолданбалы программаларын орындауға қолданылатын компьютер.

Қатынастық сервер (communications server) – жергілікті желі пайдаланушыларының өз тізбектік енгізу/шығару порттарына айқын қатынас мүмкіндігін беретін құрылғы немесе компьютер.

Қатынау сервері (access server) – тапсырмаларды қашықтан өңдеуді орындауға бөлінген компьютер. Қашықтағы жұмыс станциясынан ынталандырылған программалар осы серверде орындалады. Қашықтағы жұмыс станциясынан пайдаланушының пернетақтадан енгізілген командалары қабылданады, оған орындалған тапсырма нәтижелері қайтарылады.

Факс-сервер (fax server) – жергілікті желінің пайдаланушылары үшін факсимильдік хабарларды қабылдау және таратуды орындайтын құрылғы немесе компьютер.

Мәліметтерді резервті көшірмелеу сервері (back up server)- файл-сервер және жұмыс станцияларында орналасқан мәліметтердің көшірмелерін құру, сақтау және қайта қалпына келтіру міндеттерін шешетін құрылғы немесе компьютер. Мұндай сервер ретінде желідегі файлдық серверлердің бірі болуы мүмкін.

Желінің қатынастық жабдықтарына (тораптарына) келесі құрылғылар жатады:

– қайталауыш;

– коммутаторлар (көпірлер);

– маршруттауыштар;

– көмейлер (шлюздер).

Желінің ұзындығы, станциялар арақашықтықтары ең алдымен беру ортасының (коаксиальды кабельдің, есулі қос өткізгіштің, т.б.) физикалық мінездемелерімен анықталады. Мәліметтерді кез келген ортада жіберуде сигналдың бәсеңсуі пайда болады, бұл арақашықтықтарды шектеуге әкеледі. Осы шектеулерді жеңіп, желіні кеңейту үшін арнайы құрылғылар – қайталауыштар, коммутаторлар мен көпірлер орнатылады. Мұндай кеңейту құрылғылары енбеген желі бөліктері желі сегменттері деп аталады.

Қайталауыш (repeater) – келген сигналды күшейткіш және қайта өндіретін құрылғы. Барлық қайталаушпен байланыстырылған сегменттерде әрбір уақыт мезетінде тек екі станция арасында мәліметтер алмасуы жүзеге асырылады.

Коммутатор (switch) немесе көпір (bridge) – бірнеше сегменттерді біріктіруге арналған құрылғы. Бұл жағдайда әртүрлі сегменттердің әрбір станция жұптары үшін біруақытта бірнеше мәліметтер алмасу үрдістерін қолдайды.

Маршруттауыш (router) – бір немесе әртүрлі типті желілерді бір мәліметтер алмасу хаттамалары бойынша біріктіретін құрылғы. Маршруттауыш берілу адресін талдап жане мәліметтерді тиімді таңдалған маршрутпен бағыттайды.

Көмей (gateway) (шлюз) — әртүрлі мәліметтер алмасу хаттамаларын қолданатын әртүрлі желі объектілері арасында мәліметтер алмасын ұйымдастыруға мүмкіндік беретін құрылғы.

Қазіргі уақыттағы есептеу желілеріне қойылатын негізгі талаптар. Есептеу желілері кез келген желі пайдаланушысы үшін желінің кез келген ресурсына қатынауды қамтамассыз ету мақсатында құрылады. Желінің өмір сүруінің аумақты мінездемесі ретінде ресурсқа қатынау сапасы желінің алдына қойылған міндеттерге байланысты әртүрлі көрсеткіштермен сипатталуы мүмкін. Мұндай көрсеткіштердің негізгілері:

– өнімділік;

– сенімділік;

– басқарылымдық;

– кеңейтілімдік;

– айқындық;

– жинақталымдық.

Есептеу желілерінің жіктелулері. Есептеу желілерін бірнеше белгілер бойынша жіктеуге болады. Аумақтық белгілеріне байланысты есептеу желілерінің түрлері:

– жергілікті желілер (LAN – Local Area Network) ;

– ауқымды желілер (WAN – Wide Area Network).

Желінің масштабына байланысты түрлері:

– жұмыс топтарының жергілікті желілері (бір ОЖ басқаруымен жұмы істейтін компьютерлердің кішігірім санын біріктіреді);

– бөлімдердің жергілікті желілері (бір бөлімнің компьютерлерін біріктіреді);

– кампустардың жергілікті желілері (бірнеше кіші желілерді біріктіреді);

– бірлескен (корпоративті) желілер (бір мекеме немесе корпорация көлеміндегі компьютерлер мен желілерді біріктіреді ).

OSI эталондық моделі. Желілік программалық жабдықтарды құруды реттеу мақсатында және кез келген есептеу жүйелерінің әрекеттесу мүмкіндіктерін қамтамассыз ету үшін Стандарттаудың Халықаралық Ұйымы (International Standart Organisation — ISO) ашық жүйелер әрекеттестігі эталондық моделін (Open System Interconnection -OSI) құрды. Бұл есептеу желілері жұмысының жеті деңгейлі логикалық үлгісі, ол деңгейлер:

1) физикалық деңгей;

2) арналық деңгей;

3) желілік деңгей;

4) көліктік деңгей;

5) сеанстық деңгей;

6) көрсетімдік деңгей;

7) қолданбалы деңгей .

Бұлардың алғашқы үшеуі (физикалық, арналық, желілік) мәліметтер жеткізу мен бағдарлауға, көліктік деңгей алғашқы үшеуі мен жоғарғы деңгейлер арасындағы байланысты жасақтауға, соңғы үш (сеанстық, көрсетімдік, қолданбалы) деңгейлер пайдаланушы қолданбаларына қызмет көрсетуге негізделген. әрбір деңгей салыстырмалы тәуелсіз, әрбір деңгей желілік құрылғылардың қатаң анықталған әрекеттесу функцияларын сипаттайды. Барлық деңгейлер иерархиялық құрылым құрады, мұнда қандай да бір деңгейде жасалған сұраныс орындалуға одан төмен деңгейге беріледі. Сұранысты өңдеу нәтижелері жоғарғы деңгейге қайтарылады. Деңгейлердің программалық және аппараттық әрекеттесуін сипаттау үшін интерфейстер және хаттамалар қолданылады. Екі көршілес деңгейлер арасындағы әрекеттесуді және олардың арасындағы берілетін мәліметтердің пішімін сипаттау үшін интерфейс (мысалы, Х.25) деп аталатын ережелер мен келісімдер орнатылады. Бір деңгейдегі объектілердің әрекеттесуінің, сонымен қатар бір деңгейдегі объектілер арасында берілетін хабарламалардың көрсетім пішімдерін бекітетін ережелер жиынтығы хаттамалар деп аталады.

Ең танымал желі – Интернет

Интернет (оқылуы [интэрнэ́т]; ағылш. Internet — International Network) — компьютерлік серверлердің бүкіләлемдік желісі.Интернетке қосылу мүмкіндігі болған жағдайда, білім беру мекемелері, мемлекеттік ұйымдар, коммерциялық кәсіпорындар және жеке адамдар сияқты миллиондаған қайнар көзінен ақпарат алуға болады.

Интернеттің жетістіктері

Интернет технологисы жылдам өзгеріп отырады. Интернет -пен жұмыс істеу оңайланғандықтан, қазіргі өзгерістер торапты кім немесе қандай мақсатпен қолдануында болып отыр. Дегенмен, » Web-тен білгім келген нәрсе туралы, информация таба аламын ба?»-деген сұрақ туындайды. Сол себепті бір жаққа телефон соғудан бұрын немесе кітапханаға барар алдында Web-тен информация алады.

Адамдарды іздеу. Егер қажетті адамыңыздың қайда екенің білмесеңіз, оны қайда болмаса да сіз қазіргі уақытта тауып алу мүмкіндігіғңіз бар. Ол үшін сіз қызмет каталогын немесе телефон кітапшасын қолдана аласыз.

Компанияларды, өнімдерді немесе басқа да қызметтерді іздеу. Сары парақ (Yellow Page) атты жаңа каталог қызметі- сізді қызықтыратын мамандықтары бар компанияларды іздеуге мүмкіндік береді. Оның адресін тез табу үшін сіз сол облысқа сәйкес кодты бере аласыз. Осылайша өзіңіз қолыңыз жетпей жүрген затынызды да табуға болады.

Зерттеу. Заң кенселері бұрын қажетті информациялар үшін сағатына $8600 төлесе, қазір олар оны Интернет-тен өте аз бағаға ала алады. Жылжымайтын заттармен айналысатын фирмалар, олардың бағасын бағалау үшін Интернет-ке сай келетін демографиялық мәләметтерді пайдаланады. Ғалымдар өздерінің соңғы зерттеу нәтижелерімен ауысады. Интернет көмегімен бизнесмендер болашақтағы нарықтарды үйренеді.

Білім. Мектеп мұғалімдері бүкіл әлемдегі оқыту программаларын бақылап отыра алады. Колледж оқытушылары өз шанырақтарымен электрондық почта арқылы хабарласып, сонымен қатар телефонмен сөйлесу ақысын үнемдейді. Студенттер компьютерде курстық жұмыстарын жасайды. Сонымен қатар, диалогтық режимде энциклопедияның соңғы басылымын және басқа да қажетті материялдарды алуға болады.

Сапар. Үлкен, кіші қалалар, штаттар және бүкіл мемлекеттерді Web-те туристік және басқа да қажетті информациялардан табуға болады. Желіде сапар шегушілер ауа райы туралы мәліметтерді, транспорт қозғалысының уақыт кестесін немесе мұражайдың жұмыс уақыттары туралы мәліметтер ала -алады.

Маркетинг және сауда. Мұнда программалық жабдықтарды шығарушы компаниялар өз өнімдерін сатып, желіде жаңа нұсқаларын ұсынады. Желі көмегімен басқа да түрлі өнімдер сатылады. Электронды кітап және грампластинка дүкендерді оперативті режимде істейді. Клиент өзіне қажетті мәліметті каталогтардан көре алады.

Денсаулық сақтау. Науқас адамдар мен дәрігерлер денсаулық сақтау облысындағы соңғы ашылған жаңалықтарды біліп отырады. Өз білімдерімен алмасып және медициналық мәселелерді шешуде бір-біріне көмектесіп отырады.

Инвестиция. Адамдар акция сатып алып ақшаларын пайдалы айналымға жібереді. Кейбір компаниялар өздерінің акцияларын оперативті режимде ұсынады.Осылайша инвесторлар жаңа өнеркәсіптерді, ал өнеркәсіптер капитал табады. Конференция және аукциондарды ұйымдастырушылар хабарлама жасау, өтініш жинау немесе қатысушыларды тіркеу, т.б. жұмыстарды Web-те жасайды. Мұнда информация барлық уақытта жаңарып отырады, мұнда қағазды және транспорт шығынын әлдеқайда үнемдеуге болады.

Дін. Дін немесе басқада қоғамдық ұжымдар Web-те өздері туралы айтып, басқа адамдарды ұжымдарына шақыратын өз парақтары бар.

Стандарттық технологиялардың компьютерлік желіге бірігуі – Ethernet, Arcnet, Token Ring.

Желілік технология –есептеу желісін құруға жеткілікті келісілген стандартты хаттамалар тобы және оларды орындайтын программалық–аппараттық жабдықтар(м\ы, желілік адаптерлер, драйверлер, кабельдер ж\е разъемдер). Негізгі желілік технологиялар: Ethernet, Тoken Ring, Apple Talk ж\е Arc Net

Ethernet–жергілікті желі құрастыру мақсатында өте кең тараған технология түрі. Ethernet стандарты 1980 жылы қабылданды. Ол ІЕЕЕ 802.3 стандартына негізделіп, мәліметтерді 10Мбит/с жылдамдықпен тасымалдап отырады.  Ethernet бөлінетін деректердің беріліс ортасына кездейсоқ ену принципіне негізделген. Бұл орта ретінде жуан н\е жіңішке коаксиал кабель, шиыршықталған жұп, оптикалық талшық н\е радиотолқындар қолданылады.

Token Ring желісін алғашында IBM компаниясы 1970 ж құрған. Қазіргі кезге дейін жергілікті желілерге арналған IBM-нің негізгі технологиясы болып қалып отыр. Әйгілілігі жағынан тек Ethernet–ке жол береді.

Token Ring желісінде бірінші компьютер жұмыс істей бастағанда, желі маркер генерациялайды. Маркер бір компьютерден екінші компьютерге олардың біреуі деректерді жіберуге даярлығы жайында хабарлап, маркерді басқаруды өзіне алғанға дейін сақина бойымен жылжиды. Token Ring желісі 2 биттік 4-16 Мбит/с жылдамдықпен жұмыс істейді. Әртүрлі жылдамдықта жұмыс істейтін аралас станциялар бір сақинада бола алмайды.

Маркер–компьютерге деректерді кабель бойымен жіберуге мүмкіндік беретін алдын-ала анықталған биттер тізбегі (деректер ағыны). Маркерді ұстап алған компьютер деректер кадрларын желіге жібереді. Кадр сақина бойымен, кадрдегі қабылдаушының адресіне сәйкес адресі бар түйінді тапқанша жылжиды. Кадр сақина бойымен жылжи отырып жіберуші компьютерге жеткенде, ол компьютер берілістің дұрыс өткендігі куәландырады. Бұдан кейін компьютер кадрды сақинадан жояды және оған бос маркерді қайтарады. Желіде бір уақыт мезетінде бір бағытта тек бір маркер жіберіледі.

Apple Talk

Apple Computer, Inc компаниясы 1983 жылы Apple Talk-ті кішігірім топтарға арналған «фирмалық» желілік архитектура ретінде ұсынды. Желілік функциялары Macintosh компьютерлерінің ішінде орналасқандықтан, Apple Talk желісі басқа желілермен салыстырғанда қарапайым орындалады.Apple Talk клиент-серверлі таратылған жүйе ретінде құрылған болатын. Басқаша айтқанда, қолданушылар желілік ресурстарды (файлдар ж\е принтерлер сияқты) ортақ пайдаланады. Бұл ресурстарды қамтамасыз ететін компьютерлер қызмет көрсетуші н\е қызметші құрылымдар деп(servers), ал желілік қызметші құрылымдардың ресурстарын пайдаланатын компьютерлер клиенттер (clients) д.а. Қызметші құрылымдармен әрекеттесу қолданушы үшін айтарлықтай дәрежеде айқын болып табылады, себебі қажетті материалдың орнын компьютердің өзі анықтап, қолданушының қатысуынсыз оған хабарласады.

Қорытыңды:

Қазір ХХІ ғасыр- ғылым мен білімнің, техниканың дамыған заманы. Біз өмір сүріп жатқан бұл қоғамда технология дамуы қарқынды жүзеге асып жатыр. Бұл тек адамзаттың санасынан туған дүние болып табылмайды,бұл  бүкіл өмірлік тәжірибеден туған нәрселер десек қателеспеспіз. Қазіргі кезеңдегі ОЖ дамуына тоқталатын болсақ,  бұл эволюцияның соңғы төртінші кезеңі болып табылады. Мұнда тек дербес компьютерлерге ғана емес, мобильдік технологияға да операциялық жүйенің орнатылуын атап өтеміз. Бұл адамзаттың тарих ағымындағы ерекше бетбұрысы.

Компьютердің пайдасы өте көп. Мысал келтіретін болсақ: әр пәнен жазылатын рефераттардың көрнекі әрі таза, әдемі жазылуын мұғалімдер талап етеді. Қолмен жай сиямен және компьютерде терілген жұмыстарды салыстырайықшы. Екеуінің айырмашылығы жер мен көктей. Осы жазылған рефераттың бірнеше көшірмесі керек дейік. Оны ашып принтермен көшірмесін жасаған әлде қайда аз уақыт жұмсалады. Сөзімді қорытындылап келіп «Компьютер – уақыт талабы» біз уақытымызды ұтымды пайдаланамыз.
Сонымен қатар, компьютердің адам ағзасына тигізетін залалдары бар . Оның факторлары мынандай:

• Көздің көру қабілетін төмендетеді;
• Омыртқалардың қисаюына әкеледі;
• Жүйкеге салмақ түсіреді;
• Шаршағыштық, әлсіздік басады.

Сол себептен, өз деңсаулығымызды ойласақ компьютермен жұмыс жасағанда техникалық қауіпсіздікті орындау қажет. Мысалы, компьютерге отырғанда арқа тік, иық бос, шынтақ тік бұрышқа иілген, бас алға кішкене түсіп тұру қажет. Көз бен монитордың арасы 70 см болуы қажет. Сонымен қатар, ересек адам компьютермен 5сағаттан артық жұмыс жасамай, әрбір сағат сайын үзіліс жасап отыруы қажет.