Ríomhaire

Is é an rud atá sa ríomhaire ná meaisín leictreonach agus é ag láimhdeachas sonraí de réir threoracha réamhdhéanta uimhriúla agus loighciúla. Cuirtear na sonraí isteach (an t-ionchur), agus i ndiaidh a bpróiseála, baintear na torthaí amach ar shlí éigin (an t-aschur).

Seo an ríomhaire úd Commodore Amiga 1000, ón mbliain 1985. B'é Jay Miner a dhear an ríomhaire seo.

Bhí na ríomhairí ba sine an-mhór, nó bhí seomra mór ag teastáil le háit a fháil do cheann acu. D'imigh sin agus tháinig seo, áfach: inniu, tá sé indéanta ó thaobh na teicneolaíochta de ríomhairí beaga a shuíomh, nó a "leabú" mar a deirtear, i ngléasanna éagsúla cosúil le róbait tionsclaíocha, ceamaraí digiteacha, agus, fiú, bréagáin do na páistí.

Tá na ríomhairí an-aclaí ag láimhseáil sonraí, i bhfad níos aclaí ná na háireamháin. Aon dá ríomhaire a bhfuil an acmhainn chéanna iontu, is féidir leo na tascanna céanna a chomhlíonadh, ar acht go dtabharfar na treoracha céanna dóibh.

Tá roinnt cineálacha éagsúla ríomhairí ann. Ina measc, tá:

• Sár-ríomhairí - na ríomhairí is luaithe ar an domhan.
• Mór-ríomhairí - ríomhairí móra a bhíonn in úsáid ag ollscoileanna agus ag forais phoiblí le freastal ar a gcuid gnáthriachtanaisí ríomhaireachta agus próiseála sonraí. Tugtar ríomhairí mórfhráma orthu freisin.
• Micriríomhairí - ríomhairí ina n-úsáidtear micreaphróiseálaí
• Ríomhairí Pearsanta - micriríomhairí in úsáid phearsanta
• Ríomhairí leabaithe - ríomhairí atá suite i ngléasanna teicneolaíochta agus tasc éigin sách teoranta acu
• Ríomhairí boise - ríomhairí ar féidir leat ceann acu a iompar i do lámh. Tugtar "cúntóirí pearsanta digiteacha" orthu freisin.
• Ríomhairí glúine - ríomhairí ar féidir leat ceann acu a choinneáil ar do ghlúin.

Stair an Ríomhaire

Is deacair stair an ríomhaire a scaradh ó stair an áireamháin, ach is féidir a mhaíomh go n-aithnítear an ríomhaire ar an in-ríomhchláraitheacht. Dá réir sin, d'fhéadfá a rá gurbh é seol fíodóireachta Joseph Marie Jacquard an chéad ríomhaire a bhí ann. Thóg Jacquard a sheol in-ríomhchláraithe sa bhliain 1801, agus é ag baint úsáid as cártaí pollta páipéir lena chur ar chumas a ghléis múnlaí casta a fhí go huathoibríoch.

B'é Charles Babbage an chéad duine ar rith coincheap an áireamháin in-ríomhchláraithe leis - "an meaisín anailíseach" a thug sé ar an aireagán. Ní raibh i gceist riamh, áfach, ach dearadh teoiriciúil, nó níor thóg sé an meaisín riamh.

Sa bhliain 1890, dhear Herman Hollerith, innealtóir Meiriceánach de phór na Gearmáine, meaisín táblúcháin le haghaidh daonáirimh. B'é an comhlacht úd Computing Tabulating Recording Corporation - réamhtheachtaire an chomhlachta úd IBM - a thóg na meaisíní. Meaisíní próiseála sonraí mórscála a bhí iontu, agus iad i dtuilleamaí na gcártaí pollta leis na sonraí a choinneáil i dtaisce. I ndeireadh na naoú haoise déag, tháinig go leor aireagán nua teicneolaíochta ar an bhfód a bhí le luas a chur le forbairt an ríomhaire, cosúil leis an gcárta pollta, ailgéabar Boole, an folúsfheadán, agus an teiliprintéir.

I rith an chéad leath den fhichiú haois, bhí na ríomhairí analógacha ag forbairt go sciobtha, agus iad ag freastal ar a lán riachtanaisí ríomhaireachta san eolaíocht. Bhí na ríomhairí seo bunaithe ar shamhail mheicniúil nó leictreonach den fhadhb fhisiciúil a bhí le fuascailt. Ní raibh an chuid ba mhó de na "ríomhairí" seo in-ríomhchláraithe, áfach, agus ní raibh siad chomh hilúsáideach le ríomhairí digiteacha ár linne féin.

Sna 1930idí agus sna 1940idí, bhí an ríomhaireacht ag forbairt go sciobtha, agus na meaisíní ag teacht sna sálaí ag a chéile. Na saintréithe is mó a shamhlaímid leis an ríomhaire inniu, tháinig siad in úsáid de réir a chéile. Sa bhliain 1937, chéadcheap Claude Shannon an leictreonaic dhigiteach mar choincheap, agus ba chéim thábhachtach é i dtreo an ríomhaire nua-aoisigh, ach is deacair an chéad fhíor-ríomhaire digiteach a ainmniú le siúráilteacht. I measc na luathríomhairí tábhachtacha, bhí na cinn seo thíos:

• Meaisíní leictrimheicniúla Konrad Zuse, nó "Sraith Z", mar a thug sé ar a chuid meaisíní. Bhí Konrad Zuse ag obair sa Ghearmáin le linn an Dara Cogadh Domhanda, agus ní raibh ciall ná tuiscint ag na Naitsithe dá chuid oibre. Mar sin, bhí Zuse ar an mblár fholamh an chuid ba mhó den am, agus é scartha dealaithe ag an gcogadh ó lárionaid mhóra na luathríomhaireachta sna tíortha Angla-Mheiriceánacha. An meaisín a thóg sé sa bhliain 1941, "Z3", bhí sé in-ríomhchláraithe, agus teanga ríomhchlárúcháin dá chuid féin, an Plankalkül ("an Calcalas Pleanála"), in úsáid ag Zuse leis an meaisín a oibriú. Sa bhliain 1998, tháinig na saineolaithe ar an gconclúid gur ríomhaire iomlán ab ea "Z3" de réir na gcoinníollacha a bhí leagtha amach ag Alan Turing. Bhí uimhríocht dhénártha agus uimhríocht snámhphointe ag "Z3".

• Ríomhaire Atanasoff-Berry. Bhí an ceann seo in ann naoi gcothromóid líneach is fiche a fhuascailt go comhuaineach, ach ní raibh sé ábalta aon rud eile a dhéanamh, ós rud é nach raibh sé in-ríomhchláraithe dháiríre. Tógadh sa bhliain 1937 é i gColáiste Stáit Iowa, ach fágadh ag bailiú dusta é, nuair a bhí lucht a thógála ag teastáil ón Stát le freastal ar riachtanaisí an chogaidh. Bhí an ríomhaire seo i dtuilleamaí na bhfolúsfheadán, nuair nach raibh trasraitheoirí ná micrishliseanna ann go fóill, agus cuimhne aige a bhí bunaithe ar na toilleoirí.

• Sraith Colossus. B'é an t-innealtóir Sasanach Tommy Flowers a dhear an chéad cheann acu seo sa bhliain 1943. Sraith de ríomhairí rúnda a bhí iontu agus na Sasanaigh ag baint leasa astu leis na cóid Ghearmánacha a bhriseadh. Bhí na ríomhairí seo in-ríomhchláraithe, ar bhealach, nó chaithfeá na sreanga a chur i malairt áit leis an ngléas a "ríomhchlárú" in athuair. Ní shásódh ceann de na meaisíní seo coinníollacha Turing, ach oiread le ríomhaire Atanasoff-Berry, áfach.

• Harvard Mark I, ón mbliain 1944. B'é Howard Hathaway Aiken a dhear an ceann seo, agus b'é an comhlacht úd IBM a thóg é. B'é an chéad ríomhaire digiteach mórscála a tógadh sna Stáit Aontaithe, ach ní raibh sé in-ríomhchláraithe ach ar éigean.

• ENIAC. B'í Saotharlann Taighde na Balaistíochta ag Arm na Stát Aontaithe a thóg an ríomhaire seo go gairid i ndiaidh an Dara Cogadh Domhanda. Bhí an meaisín ag baint úsáide as uimhríocht dheachúil, murab ionann agus an uimhríocht dhénártha is gnách linn a shamhlú leis na ríomhairí. B'é ENIAC an chéad ríomhaire leictreonach a bhí ceaptha le haghaidh cuspóirí ginearálta, ach i dtús báire, bhí ailtireacht an-dolúbtha aige, is é sin, ní fhéadfá é a ath-ríomhchlárú (ach oiread le ríomhairí na sraithe Sasanaí úd Colossus) gan na sreanganna leictreacha a chur i malairt áiteanna.

Iad siúd a chruthaigh ENIAC, ní raibh siad mall ag aithint a laigí. Sa deireadh, dhear siad ailtireacht nua ríomhchláraitheachta a bhí i bhfad ní ba solúbtha, mar atá, ailtireacht na ríomhchlár stóráilte, nó ailtireacht von Neumann. B'é John von Neumann, duine de cheannródaithe na ríomhaireachta, ba thúisce a thug cur síos ar an dearadh seo i bpáipéar taighde a d'fhoilsigh sé sa bhliain 1945. Faoin am seo, thosaigh a lán tionscadal ar an bhfód le triail a bhaint as ailtireacht na ríomhchláracha stóráilte. Tógadh an chéad ríomhaire a bhí i dtuilleamaí na hailtireachta seo i Manchain sa Ríocht Aontaithe - SSEM, nó an "Meaisín Turgnamhach Mionscála" ("Small-Scale Experimental Machine"). Ní raibh i gceist leis an SSEM ach an chéad triail. An chéad ríomhaire den chineál seo a bhí in ann tascanna praiticiúla a chur i gcrích, mar atá, EDSAC - "Áireamhán Uathoibríoch Leictreonach Mallstórais" - b'iad an tOllamh Maurice Wilkes agus a fhoireann a thóg é i Saotharlann na Matamaitice in Ollscoil Cambridge.

Sa pháipéar a chuir tús leis na trialacha seo, thug von Neumann cur síos ar ríomhaire ar ar thug sé EDVAC, nó "Ríomhaire Uathoibríoch Leictreonach na nAthróg Scoite", ach níor tógadh an ríomhaire sin roimh an mbliain 1949, agus níor tháinig sé in úsáid ach i dtús na gcaogaidí.

Na ríomhairí a bhíonn in úsáid inniu, tá a bhformhór bunaithe ar ailtireacht na ríomhchláracha stóráilte, agus is ar an ailtireacht seo a aithnítear an "ríomhaire" mar choincheap ar na saolta seo. Mar sin, is iomaí "ríomhaire" stairiúil nach mbeadh ina ríomhaire ar aon nós de réir chritéir an lae inniu. Cé gurb iomaí craiceann a chuir teicneolaíocht na ríomhairí di ó laethanta von Neumann anuas, tá coincheap an ríomhaire féin bunaithe ar an ailtireacht a chéadcheap sé.

Na ríomhairí a bhí in úsáid sna 1950idí, bhí siad bunaithe ar an bhfolúsfheadán. Sna 1960idí, tháinig an trasraitheoir in ionad an fholúsfheadáin, rud a chuir ar cumas na ndearthóirí ríomhairí ní b'éifeachtúla a shuí i spás i bhfad ní ba lú ná roimhe sin. Le teacht na dtrasraitheoirí, thosaigh olltáirgeadh na ríomhairí.

Sna 1970idí, arís, thóg an teicneolaíocht an chéad léim eile chun tosaigh, nuair a tháinig na ciorcaid iomlánaithe agus na micreaphróiseálaithe in úsáid. Snas 1980idí, bhí sé indéanta ríomhaire chomh beag a thógáil is go dtoillfeadh sé isteach, abair, i meaisín níocháin. Faoin am céanna, chuaigh na ríomhairí baile agus na ríomhairí pearsanta i bhfairsinge. Ó tháinig borradh gan a leithéid ar an Idirlíon ó lár na nóchaidí anuas, d'éirigh an ríomhaire lán chomh coitianta, beagnach, leis an teileafón agus an teilifíseán.

Ailtireacht na Ríomhchlár Stóráilte

Is é an rud ar a n-aithnítear na ríomhairí thar na meaisíní eile ná gur féidir na ríomhairí a ríomhchlárú, is é sin, gur féidir oideas a thabhairt dóibh a chuireann ag comhlíonadh tasc ar leith iad, gur féidir leo an t-oideas seo a choinneáil ar stóras agus a chomhlíonadh arís, agus gur féidir malairt oideas a chur ina áit arís.

Sa chuid is mó de na cásanna, bíonn na treoracha seo an-simplí: cuir an uimhir seo leis an uimhir úd, aistrigh na sonraí sin ó áit go háit eile, seol teachtaireacht chuig gléas eachtrach éigin, agus mar sin de. Léitear na treoracha seo as cuimhne an ríomhaire agus iad á rith, go ginearálta, san ordú inar tugadh iad. Thairis sin, áfach, bíonn treoracha speisialta ann a ordaíonn don ríomhaire léim a thógáil chun tosaigh nó ar ais go háit eile sa ríomhchlár agus leanúint leis ag rith an ríomhchláir ón áit sin ar aghaidh. Tugtar treoir bhrainseála nó treoir léime ar a leithéid.

An dóigh a mbíonn ríomhchlár á rith, tá sé cineál cosúil leis an dóigh a mbíonn an duine ag léamh leabhair. An chuid is mó den am, léann sé focal i ndiaidh focail agus líne i ndiaidh líne, ach uaireanta, is féidir dó filleadh ar ais go dtí pointe áirithe nó droichead a dhéanamh de mhír nó de chaibidil nach gcuireann sé suim inti. Cosúil leis sin, is féidir don ríomhaire, ó am go ham, dul ar ais agus na treoracha i rannóg éigin den ríomhchlár a dhéanamh agus a athdhéanamh uair i ndiaidh a chéile go dtí go mbeidh coinníoll inmheánach éigin sa ríomhchlár comhlíonta. Tugtar sreabhadh rialúcháin taobh istigh den ríomhchlár ar an tsaintréith áirithe seo, agus is é an rud a chuireann ar cumas an ríomhaire tascanna a dhéanamh agus a athdhéanamh gan ordú ar leith a fháil ón duine gach uair.

An duine atá ag úsáid áireamhán póca, is féidir leis bunoibríochtaí uimhríochta a chur i gcrích ag brú ar chúpla cnaipe ar mhéarchlár an áireamháin. Ach dá dtabharfaí air gach uimhir ó 1 go 1,000 a chur le chéile, chaithfeadh sé an chnaipe chéanna a bhrú míle uair, rud a thógfadh dreas maith ama air, agus is dócha go ndéanfadh sé botún. Ón taobh eile de, is féidir an tasc céanna a fhágáil faoi ríomhaire le cúpla treoir shimplí. Féach an sampla seo:

        mov      #0,sum     ; socraigh an athróg úd "sum" (suim) ar 0
        mov      #1,num     ; socraigh an athróg úd "num" (uimhir) ar 1
loop:   add      num,sum    ; cuir luach na hathróige "num" le luach na hathróige "sum"
        add      #1,num     ; cuir 1 le luach na hathróige "num"
        cmp      num,#1000  ; cuir "num" i gcomparáid le 1000
        ble      loop       ; mura sáraíonn "num" 1000 go fóill, fill ar an lúb ("loop")
        halt                ; deireadh an ríomhchláir, scor den rith

Nuair a ordófar don ríomhaire an ríomhchlár seo a rith, cuirfidh sé an suimiú agus an t-athshuimiú seo i gcrích gan tuilleadh treorach ón duine atá á oibriú. Ní dhéanfaidh sé botún ach go fíorannamh, agus is féidir leis an ríomhaire pearsanta nua-aimseartha tasc den chineál seo a chríochnú i rith aon mhilliúnú cuid den tsoicind.

Agus an méid sin ráite, is follas nach féidir leis an ríomhaire a mharana féin a dhéanamh ar an tasc - nuair a thabharfar treoracha dó sa ríomhchlár, cuirfidh sé i gcrích iad gan a mhalairt de mhodh oibre a mholadh, agus má iompaíonn sé amach go bhfuil fabht éigin sa ríomhchlár féin, ní aithneoidh an ríomhaire é (mura bhfuil earráid chomhréire i gceist, is é sin, treoir a sháraíonn rialacha na teanga ríomhchlárúcháin, ionas nach féidir leis an ríomhaire aon chiall a bhaint as an ríomhchlár). An duine a chaithfeadh an tasc suimithe thuas a chur i gcrích, is dócha go mbeadh a fhios aige an chothromóid seo thíos:

$1+2+3+...+n={{n(n+1)} \over 2}$

agus ní thógfadh sé mórán ama air, ansin, teacht ar an tsuim cheart, mar atá, 500,500. An ríomhaire, áfach, chloífeadh sé leis na treoracha a tugadh dó, beag beann ar chomh neamhéifeachtúil a bheidís i gcomparáid le modhanna fuascailte eile.

Na Ríomhchláir

Bíonn na ríomhchláir (nó na ríomhoidis, mar a thugann Gaeilgeoirí áirithe orthu freisin) iontach éagsúil ó thaobh an ábhair de. Is féidir nach bhfuil ach dosaen de threoracha i gceann amháin acu, ach ón taobh eile de, bíonn feidhmchláir na ríomhairí pearsanta - na cláir théacsphróiseála agus na brabhsálaithe gréasáin, mar shampla - chomh mór millteanach is gur féidir na millte treoracha a bheith iontu. Le ríomhchláir chomh fada a scríobh, ní leor aon fhoireann amháin a fhostú, ach nuair a bhíonn foirne éagsúla ag obair beag beann ar a chéile, bíonn ag teip orthu uaireanta a gcuid oibre a chomhordnú go sásúil. Mar sin, fágtar loicht nó botúin sa ríomhchlár a dtugtar fabhtaí orthu. Cuid áirithe de na fabhtaí, ní chuireann siad isteach ná amach ar rith an chláir, ach cuid eile acu, is féidir leo an clár a thuairteáil go hiomlán, ionas go gcaithfear an ríomhaire a atosú. Tá fabhtaí eile ann fós a fhágann an ríomhaire gan chosaint ar ionsaithe mailíseacha ón taobh amuigh - fabhtaí slándála. Ní hé an ríomhaire is cúis leis na fabhtaí, ach easpa faire an dearthóra a rinne an ríomhchlár.

Sa chuid is mó de na ríomhairí, stóráiltear na ríomhchláir i bhfoirm meaisínchóid, agus a huimhir féin (a cód oibríochta, mar a thugtar uirthi) ag dul le gach treoir ar leith. An treoir a d'ordódh don ríomhaire dhá uimhir a chur le chéile, bheadh cód oibríochta áirithe aici, an treoir a thabharfadh air ceann acu a mhéadú faoin gceann eile, bheadh cód eile aici, agus mar sin de. Bíonn na ríomhairí is simplí ábalta a rogha a bhaint as dornán de threoracha éagsúla, na cinn is casta, arís, bíonn fáil acu ar na céadta acu, agus a cód uimhriúil féin ag gach treoir. Ós rud é go bhfuil cuimhne an ríomhaire in ann uimhríocha a choinneáil ar stóras, is féidir léi, fosta, na treoirchóid a stóráil. Ós rud é nach bhfuil i ríomhchlár ar leith ach liosta treoracha, agus na treoracha féin uimhrithe, is féidir ríomhchláir a láimhdeachas taobh istigh den ríomhaire mar liostaí d'uimhreacha.

Is í an phríomhfhadhb a bhaineann le hailtireacht von Neumann, nó ailtireacht na ríomhchlár stóráilte, ná go gcoinnítear an ríomhchlár i gcuimhne an ríomhaire i bhfoirm uimhriúil, cosúil leis na sonraí a mbaineann an ríomhchlár a chasadh féin astu. I gcásanna áirithe, d'fhéadfadh an ríomhaire an ríomhchlár a choinneáil i dtaisce i gcuimhne ar leith, scartha ó chuimhne na sonraí. Tugtar ailtireacht Harvard ar an ailtireacht ríomhaireachta seo, agus í ainmnithe as an ríomhaire úd Harvard Mark I. Cé go bhfuil na ríomhairí comhaimseartha bunaithe ar ailtireacht von Neumann, tá saintréithre áirithe ag roinnt leo a chuirfeadh ailtireacht Harvard i gcuimhne duit, cosúil le cuimhne taisce an láraonaid phróiseála.

Is féidir an ríomhaire a ríomhchlárú trí liostaí fada uimhreacha a thabhairt dó, uimhreacha a cheanglóidh an ríomhaire leis na treoracha cearta ansin. Ríomhchlárú i meaisínteanga a thugtar ar an modh oibre seo. Bíonn sé leadránach ag an duine daonna, áfach, an cineál seo oibre a dhéanamh, nó tá sé níos fearr neamónaigh - ainmneacha a chuidíonn le cuimhne an duine - a thabhairt ar na treoracha éagsúla atá níos cosúla le teanga an duine - neamónaigh cosúil le JUMP (ó jump an Bhéarla, is é sin, léim), MULT (ó multiplication an Bhéarla, is é sin, méadú), ADD (ó addition an Bhéarla, nó suimiú) agus SUB (ó subtraction an Bhéarla, nó dealú). Tugtar teanga dhíolama ar na neamónaigh seo. Úsáidtear ríomhchlár ar leith, mar atá, díolamóir, leis an teanga dhíolama a aistriú go meaisínteanga. De ghnáth, bíonn a mheaisínteanga agus a theanga dhíolama féin ag cineál áirithe ríomhaire, agus mar sin, tugtar "teangacha íseal-leibhéil" ar na meaisínteangacha agus ar na teangacha díolama - ní bhíonn siad ag obair ach ar "íseal-leibhéal" an mheaisín áirithe sin.

Cé go bhfuil sé níos éasca ríomhchlár a scríobh i dteanga dhíolama, tá sé sách deacair agus sách leadránach, agus bíonn sé furasta go leor earráidí clárúcháin a dhéanamh. Mar sin, is gnách an chuid is mó de na ríomhchláir chasta a bhreacadh síos i gceann de na teangacha ardleibhéil. Is iad na teangacha seo is mó a bhíonn i gceist againn nuair a bhímid ag tagart do theangacha ríomhchlárúcháin sa ghnáthchaint, agus ainmneacha orthu mar Ada, ALGOL, BASIC, C, C++, COBOL, Fortran, Pascal, Visual Basic agus eile. Arís, ní mór an ríomhchlár a aistriú ón teanga ardleibhéil go meaisínteanga le go mbeadh an ríomhaire ábalta bun nó barr a dhéanamh de, is é sin, tiomsaitheoir. Ós rud é go bhfuil a mheaisínteanga féin ag gach cineál ríomhaire, ní mór tiomsaitheoirí difriúla a dhearadh le haghaidh na meaisíní éagsúla le go bhféadfaidís ciall a bhaint as an teanga ardleibhéil chéanna.

Tógann sé an-saothar ar na ríomhinnealtóirí ríomhchlár mór fada a scríobh a bheadh ag obair go sásúil, agus is é an taithí atá ag lucht na ceirde seo leis na blianta fada anuas nach mbíonn sé indéanta an obair a chríochnú in am. Tá brainse iomlán eolaíochta ann - innealtóireacht na mbogearraí - le taighde a dhéanamh ar fhadhbanna ríomhchlárúcháin agus le fuascailtí a mholadh.

An Dóigh a nOibríonn na Ríomhairí

Tá ceithre phríomhpháirt i ngnáthríomhaire, mar atá, an t-aonad loighce agus uimhríochta, an t-aonad rialúcháin, an chuimhne, agus na gléasanna ionchuir is aschuir. Tá na haonaid seo nasctha dá chéile le busanna. Gléasanna ceangailte iad na busanna a bhfuil grúpaí de cháblaí istigh iontu.

Maidir leis an slánaonad atá comhdhéanta as an aonad loighce agus uimhríochta, an t-aonad rialúcháin, an chuimhne, agus na gléasanna ionchuir is aschuir, is gnách láraonad próiseála a thabhairt air. Ar dtús, bhí na láraonaid phróiseála curtha i dtoll le chéile as a lán comhpháirteanna éagsúla leictreonaice, ach ó na seachtóidí anuas, d'éirigh sé coitianta na feidhmiúlachtaí go léir a thoilleadh in aon chiorcad iomlánaithe amháin, ar a dtugtar micreaphróiseálaí.

An tAonad Rialúcháin

Is é an t-aonad rialúcháin an chuid den ríomhaire a stiúraíonn na comhpháirteanna eile. Léann sé na treoracha agus é ag baint na céille astu - á ndíchódú - ceann i ndiaidh a chéile. Díchódaíonn an córas rialúcháin na treoracha agus é á n-iompú ina sraith de chomharthaí rialúcháin a oibríonn na comhpháirteanna eile den ríomhaire. I ríomhairí ardfhorbartha áirithe, tá an córas rialúcháin ábalta na treoracha a chur in ord nua i ndiaidh a chéile le cur le héifeachtúlacht an ríomhaire.

Comhpháirt thábhachtach den láraonad próiseála i ngach ríomhaire is ea an t-áiritheoir ríomhchláir, cill chuimhne speisialta nó tabhall a choinníonn cuntas ar cá háit sa chuimhne a mbeidh an chéad treoir eile le léamh.

Seo mar a oibríonn an córas rialúcháin - coinnigh cuimhne air gur cur síos simplithe é seo agus nach ionann iad na lárionaid phróiseála go léir ó thaobh an fheidhmiúcháin de:

1. Léigh cód na chéad treorach eile as an gcill cheart, de réir mar a thugann an t-áiritheoir le fios.

2. Díchódaigh cód uimhriúil na treorach, ionas go bhfaighfidh tú foireann d'orduithe nó de chomharthaí le haghaidh na gcóras eile.

3. Incrimintigh an t-áiritheoir, ionas go bpointeálfaidh sé ar an chéad treoir eile.

4. Léigh isteach na sonraí a bheidh de dhíth de réir na treorach. Beidh eolas faoi áit na sonraí seo ar stóras in aice le cód na treorach.

5. Soláthair na sonraí is cuí don aonad loighce agus uimhríochta nó don tabhall.

6. Mura bhfuil sé indéanta an treoir a chomhlíonadh gan dul i dtuilleamaí an aonaid loighce is uimhríochta nó crua-earraí speisialta eile, féach chuige go gcuirfidh na crua-earraí an oibríocht chuí i gcrích.

7. An toradh a fuair tú ón aonad loighce is uimhríochta, scríobh isteach é i suíomh sa chuimhne, nó tabhair do ghléas aschuir é b'fhéidir.

8. Léim ar ais go céim a haon.

An tAonad Loighce agus Uimhríochta

Tá an t-aonad loighce agus uimhríochta in ann dhá shórt oibríochtaí a chur i gcrích, mar atá, oibríochtaí loighce agus oibríochtaí uimhríochta. Bíonn na haonaid loighce agus uimhríochta difriúil le chéile ó thaobh an chineál oibríochtaí de a thacaíonn siad. Mar shampla, an cineál is simplí amuigh, ní thugann sé tacaíocht ach don tsuimiú agus don dealú, ach tá aonaid níos casta ann freisin, agus iad in ann méadú agus roinnt a dhéanamh, nó fiú fréamh chearnach a bhaint as uimhir nó luachanna na bhfeidhmeanna triantánúla a thabhairt (an síneas, an comhshíneas, agus an tangant). Cuid de na haonaid seo, níl siad ábalta ach slánuimhreacha a láimhseáil, ach tá a leithéidí ann freisin a bhaineann úsáid as an snámhphointe le réaduimhreacha a chur in iúl - bíodh is go bhfuil srianta leis an mbeachtas ansin, ós rud é nach n-aithnítear ach uimhir áirithe de dhigití. Mar sin féin, is féidir leis an aonad loighce is uimhríochta den chineál is simplí na hoibríochtaí is casta amuigh a chur i gcrích, ar acht go dtugtar ríomhchlár dó a chuireann ar a chumas iad a bhriseadh síos go céimeanna simplí a bhfuil sé in ann acu. Féadann an t-aonad loighce agus uimhríochta uimhreacha a chur i gcomparáid le chéile agus toradh na comparáide a chur in iúl i luachanna fírinne Boole (is é sin, "fíor" nó "bréagach" a thabhairt mar fhreagra ar cheisteanna cosúil le "is ionann x agus y", "is mó x ná y", agus "is lú x ná y").

In oibríochtaí loighce, baintear úsáid as loighic Boole: AND ("agus" - is é sin, tá dhá ráiteas fíor san am céanna), OR ("nó" - is féidir don dá ráiteas bheith fíor san am céanna, ach is féidir nach bhfuil ach aon cheann acu fíor), XOR ("nó eisiach" - is é sin, is féidir do cheann den dá ráiteas bheith fíor, ach ní féidir dóibh bheith fíor san am céanna) agus NOT ("ní hea" - is é sin, níl an ráiteas fíor). Is féidir ráitis chasta choinníollacha a thógáil ar bhunsraith na n-oibríochtaí bunaidh seo agus loighic Boole a phróiseáil sa ríomhaire.

Tá níos mó ná aon aonad loighce agus uimhríochta amháin sna ríomhairí sárscálacha. Mar sin, tá siad ábalta níos mó ná aon treoir amháin a phróiseáil go comhuaineach. Bíonn aonaid loighce agus uimhríochta atá in ann oibríochtaí matamaitice a dhéanamh ar veicteoirí agus ar mhaitrísí in úsáid i bpróiseálaithe grafaice agus i ríomhairí le modh aonsrutha treoracha ilsruthanna sonraí (SIMD) nó le modh ilsruthanna treoracha ilsruthanna sonraí (MIMD).

An Chuimhne

An t-aonad sa ríomhaire ar a dtugtar cuimhne, níl ann, go bunúsach, ach liosta de chealla ar féidir uimhir ar leith a chur i dtaisce i ngach ceann acu agus an uimhir sin a aithint is a léamh, nuair is gá. Tá "seoladh" uimhriúil ar gach cill, agus spás ann d'aon uimhir amháin. Is féidir an treoir a thabhairt don ríomhaire ná, mar shampla, "an uimhir úd 123 a chur i dtaisce i gcill uimhir 4567" nó "an uimhir atá i gcill a 4567 a chur leis an uimhir i gcill a 8901 agus an tsuim a gheofar a chur i dtaisce i gcill a 2345". Na sonraí a chuirtear i dtaisce sa chuimhne, níl srianta leis na cialla is féidir a bhaint astu, nó is féidir litreacha agus, fiú, treoracha ríomhaireachta a thiontú i bhfoirm uimhriúil agus a sparáil sa chuimhne. Ní aithníonn an láraonad próiseála an chiall a chuirtear leis na huimhreacha seo, agus mar sin, is é an bogearra a mhíníonn iad.

Sa chuid is mó de na ríomhairí nua-aimseartha, tá gach cill in ann uimhreacha dénártha a shábháil i ngrúpaí ocht ngiotán - beart a thugtar ar a leithéid de ghrúpa. Tá gach beart in ann 256 uimhir éagsúla a chur in iúl, ó 0 go 255 nó ó -128 go +127. Le huimhreacha níos airde a stóráil, is féidir níos mó ná aon bheart amháin a úsáid: go tipiciúil, bíonn dhá, ceithre nó ocht gcinn ann. Is féidir leis an ríomhaire gach sórt eolais a stóráil sa chuimhne, ar acht gur féidir é a iompú ina uimhreacha. Tá na billiúin nó fiú na trilliúin beart cuimhne ag na ríomhairí nua-aimseartha.

Sa láraonad próiseála, tá foireann speisialta de chealla cuimhne ar a dtugtar tabhaill, agus is féidir iad a léamh agus eolas a scríobh isteach iontu i bhfad níos gasta ná i bpríomhlimistéar na cuimhne. Go tipiciúil, tá céad nó cúpla céad tabhall ann, ach braitheann sé ar an gcineál láraonad próiseála atá agat. Úsáidtear na tabhaill le haghaidh na sonraí is minicí a mbíonn riachtanas leo, le nach gcaithfí dul i dtuilleamaí na príomhchuimhne gach uair dá dteastaíonn siad. Ós rud é go bhfuiltear ag oibriú na sonraí an t-am ar fad, cuireann sé go mór mór le luas na próiseála gan a bheith ag rochtain na príomhchuimhne go rómhinic, nó bíonn an phríomhchuimhne sách mall ag obair, i gcomparáid leis an láraonad próiseála agus leis na haonaid rialúcháin.

Tá dhá chineál príomhchuimhne sa ríomhaire, mar atá, an chuimhne randamrochtana (RAM) agus an chuimhne inléite amháin (ROM). Is féidir sonraí a shábháil sa chuimhne randamrochtana agus a léamh aisti "ar do randam féin", is é sin, gach uair dá dteastaíonn sé ón láraonad próiseála. An chuimhne inléite amháin, áfach, tá sonraí agus bogearra ansin nach n-athraíonn, ionas nach féidir ach sonraí a léamh aisti. Go tipiciúil, is é an t-ábhar a bhíonn ar taifead ansin ná na treoracha leis an ríomhaire a thosú. Go bunúsach, scriosfar na sonraí sa chuimhne randamrochtana má chuirtear an ríomhaire as. An chuimhne inléite amháin, áfach, tá sí díonta ar an gcineál sin scrios, ós rud é go mbeidh na sonraí ansin ag teastáil a fhad is a bheidh an ríomhaire féin á úsáid ina chumraíocht bhunaidh. I ríomhairí pearsanta (PC), tá clár speisialta, BIOS nó Bunchóras Ionchurtha/Aschurtha, ar stóras sa chuimhne inléite amháin a fhéachann chuige go luchtaítear córas oibriúcháin an ríomhaire ón tiomántán cruadhiosca isteach sa chuimhne randamrochtana gach uair dá gcuirtear an ríomhaire ag obair nó dá n-athshocraítear é. Na bogearraí a choinnítear ar stóras sa chuimhne inléite amháin, is gnách dochtearraí a thabhairt orthu, nó go praiticiúil tá siad níos cosúla le crua-earraí (innealra) ná le bogearraí - is é sin, is cuid do-athraithe den ríomhaire iad. An cineál cuimhne ar a dtugtar laomchuimhne, tá sé idir eatarthu, nó is cuimhne randamrochtana é, ach má chuirtear an ríomhaire as, ní scriosfar na sonraí sa laomchuimhne, ach oiread leis na sonraí sa chuimhne inléite amháin. Tá an laomchuimhne i bhfad níos moille ag obair ná an dá ghnáthchineál cuimhne, agus mar sin, ní úsáidtear í ach le haghaidh feidhmiúcháin nach bhfuil i gcall luathphróiseála sonraí.

I ríomhairí níos sofaisticiúla, is féidir go bhfuil cuimhne taisce randamrochtana iontu, agus iad ag obair níos moille ná na tabhaill, ach níos luaithe ná an phríomhchuimhne. Na ríomhairí le cuimhne taisce, bíonn siad ríomhchláraithe leis na sonraí is minicí a theastaíonn a chur i gcuimhne taisce go huathoibríoch, ionas nach gcaithfidh an t-úsáideoirí aon ordú faoi sin a thabhairt don ríomhaire.

An tIonchur agus an tAschur

Is é is brí leis an ionchur agus leis an aschur ná an dóigh a mbíonn an ríomhaire ag glacadh isteach eolas nó sonraí ón taobh amuigh agus ag cur torthaí a oibre in iúl don taobh amuigh. Na gléis a úsáidtear le haghaidh ionchuir agus aschuir, tugtar gléis fhorimeallacha orthu. Is iad na gléis fhorimeallacha a théann leis an ríomhaire pearsanta tipiciúil ná an méarchlár agus an luchóg, ar gléis ionchuir iad, agus an taispeáint is an printéir, ar gléis aschuir iad. Is féidir úsáid a bhaint as na cruadhioscaí, na dioscaí flapacha agus na dioscaí optúla le haghaidh ionchuir agus aschuir araon. Cuid den ionchur agus den aschur is ea líonrú na ríomhairí freisin, is é sin, an dóigh a gceanglaítear na ríomhairí dá chéile ina ngréasáin, ar nós an Idirlín.

Is féidir úsáid a bhaint san ionchur agus san aschur as gach cineál gléas, beagnach, a bhfuil comhéadan digiteach aige. An ríomhaire atá leabaithe in aonad rialúcháin innill ar bhord gluaisteáin, is féidir leis suíomh na dtroitheán agus an rotha stiúrtha a aithint, chomh maith le haschur na mbraiteoirí ocsaigine agus na ngléas a dhéanann monatóireacht ar luas gach roth. I measc na ngléas aschuir, tá na soilse agus na táscairí a fheiceann an tiománaí, chomh maith leis na gléis rialúcháin innill, cosúil leis na ciorcaid splancadhainte agus na córais ionsteallta breosla.

Is minic is ríomhairí iad na gléis ionchuir agus aschuir féin, agus láraonad próiseála is cuimhne dá gcuid féin acu. Mar shampla, in aonad próiseála graificí, is féidir go bhfuil caoga ríomhaire beaga ann agus iad ag cuntas na bhfigiúirí riachtanacha le híomhánna tríthoiseacha a thaispeáint. Na deascríomhairí nua-aimseartha féin, tá go leor ríomhairí beaga istigh iontu le cuidiú leis an bpríomh-láraonad próiseála in oibreacha ionchuir agus aschuir.

An Iltascáil

Cé gur féidir a rá go bhfuil an ríomhaire ag rith aon ríomhchlár millteanach amháin agus é ar stóras sa phríomhchuimhne, tá sé riachtanach, i gcórais áirithe ríomhaireachta, an chuma a chur ar an scéal go bhfuil sé ag rith ríomhchláir éagsúla go comhuaineach. Ansin, bíonn an ríomhaire ag déanamh sealaíocht ar na ríomhchláir atá á rith aige. Úsáidtear comhartha speisialta, ar a dtugtar idirbhriseadh, leis an tsealaíocht seo a rialú. Tugann an t-idirbhriseadh ar an ríomhaire éirí as a bhfuil idir lámhaibh aige agus cromadh ar thasc eile. Má choinníonn an ríomhaire cuimhne ar an chéad tasc acu, beidh sé in ann filleadh ar ais air ina dhiaidh sin. Nuair a bhíonn ríomhchláir dhifriúla á rith san am céanna, bíonn na céadta idirbhristeacha ag teacht ó ghineadóir na n-idirbhristeacha sa soicind, agus an ríomhaire ag malartú tascanna dá réir sin. Ó tá an ríomhaire nua-aimseartha ag obair i bhfad níos gasta ná aireachtáil an duine, is é an chiall a bhainimidne as an malartú seo go bhfuil an ríomhaire ag rith tuilleadh ríomhchlár go comhuaineach, cé nach bhfuil ach gach ceann acu á rith ar feadh a sheala féin. An cineál seo iltascála, tugtar "comhroinnt ama" air.

Roimh theacht na ríomhairí beaga pearsanta, bhí an iltascáil tábhachtach le go bhféadfadh foireann iomlán de dhaoine úsáid a bhaint as an ríomhaire mórfhráma céanna.

Shílfeá go mbeadh an iltascáil ag moilliú ar rith na ríomhchlár go suntasach. Ní mar sin a bhíonn, áfach, nó is iad na gléis ionchuir agus aschuir is minicí a chuireann rith an ríomhchláir ar fionraí, chomh mall is a bhíonn siad ag obair i gcomparáid leis an ríomhaire féin. Má bhíonn an ríomhaire ag fanacht le gliogáil na luchóige nó le brú na cnaipe ón úsáideoir, ní thógfaidh sé seal nua den am comhroinnte sula bhfaighfidh sé an rud a bhfuil sé ag fanacht leis. Mar sin, faigheann na ríomhchláir eile tuilleadh ama reatha, agus is é is toradh don chleachtas seo gur féidir a lán ríomhchlár a choinneáil á rith go comhuaineach gan an iomarca luais a chailleadh.

An Ilphróiseáil

Tá ríomhairí ann ar féidir leo a gcuid oibre a roinnt ar aon láraonad próiseála nó tuilleadh acu, i gcruth is go gcruthaítear cumraíocht ilphróiseála. Go traidisiúnta, ní bhaintí úsáid as an teicníocht seo ach amháin i ríomhairí móra millteanacha, cosúil leis na sár-ríomhairí, na ríomhairí mórfhráma agus na freastalaithe gréasáin. Ar na saoltaí seo, áfach, tá ríomhairí pearsanta agus ríomhairí glúine ilphróiseálaithe nó ilchroíláir (is é sin, níos mó ná aon láraonad próiseála ar aon chiorcad comhtháite amháin) ar fáil go fairsing, agus iad ag éirí níos coitianta ag na gnáthúsáideoirí féin.

Is minic a bhíonn ailtireacht ar leith ag na sár-ríomhairí atá thar a bheith difriúil le gnáthailtireacht na gclár stóráilte agus leis na ríomhairí gnáthúsáide. Is minic a bhíonn na mílte láraonaid phróiseála acu, chomh maith le hidirnaisc shaincheaptha ardluais agus ríomhinnealra sainúsáide. Ní bhíonn an cineál sin dearadh úsáideach ach amháin le freastal ar chuspóirí agus riachtanaisí ar leith, ós rud é go bhfuil eagrú mórscála ríomhchlár de dhíth le leas ceart a bhaint as na hacmhainní go léir san am céanna. Feictear sár-ríomhairí á n-úsáid in ionsamhlóireacht, i rindreáil graificí, agus i gcripteagrafaíocht, mar shampla.

Líonrú na Ríomhairí agus an tIdirlíon

Baintear úsáid as ríomhairí le heolas nó faisnéis in áiteanna éagsúla a chomhordnú ó na 1950idí anuas. B'é SAGE ("Semi-Automatic Ground Environment" nó an Timpeallacht Talaimh Leath-Uathoibríoch) an chéad chóras mórscála den chineál sin. Córas de chuid fhórsaí armtha na Stát Aontaithe a bhí ann, agus é in úsáid i Láraonad Aerchosanta Mheiriceá Thuaidh (NORAD). I ndiaidh SAGE, tháinig feidhmiúcháin trádálacha in úsáid, cosúil le Sabre. Is é is Sabre ann ná córas domhanda le taisteal nó lóistín a chur in áirithe.

Sna 1970idí, thosaigh ríomhinnealtóirí na bhforas taighde ar fud na Stát Aontaithe ag ceangal a gcuid ríomhairí dá chéile tríd na naisc theileachumarsáide. B'é ARPA (inniu, DARPA - áisínteacht ardtaighde na bhfórsaí cosanta) a sholáthair maoiniú don scéim seo, agus mar sin, tugadh ARPANET ar an chéad "Idirlíon" seo. An teicneolaíocht a chuir ar cumas na n-innealtóirí an tARPANET a bhunú, chuaigh sí chun leitheadúlachta, agus de réir a chéile, d'fhorbair an tARPANET féin, go dtí gur shroich an gréasán an domhan taobh amuigh de na hollscoileanna agus na fórsaí cosanta. Mar sin, d'iompaigh an tARPANET ina Idirlíon, mar is aithin dúinn inniu é.

Eile

Na Teangacha Ríomhchlárúcháin

Tugtar teanga ríomhchlárúcháin ar theanga shaorga ar bith a úsáidtear chun meaisín, ach go háirithe ríomhaire, a stiúradh. Cosúil le teangacha daonna, tá rialacha na comhréire is na séimeantaice ag baint le teangacha ríomhchlárúcháin.