Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Функциональная схема компьютера, организованного на Intel-совместимом процессоре
|
|
IBM PC - первый массовый персональный компьютер производства фирмы IBM, выпущенный в 1981 году. Состоял из горизонтального корпуса с размещённой в нём основной (материнской) платой, микропроцессором i8088, контроллером прямого доступа к памяти i8237, контроллером прерываний i8259A, таймером i8254, контроллером параллельного порта i8255A, микросхемой постоянного запоминающего устройства с BIOS, четырьмя такими же микросхемами с интерпретатором BASIC, и от 9 до 36 микросхем динамического ОЗУ 4116.
Любой PC-совместимый компьютер имеет следующие характерные черты:
o процессор, программно совместимый с семейством х86 фирмы Intel;
o специфическая система распределения пространства адресов памяти;
o традиционное распределение адресов пространства ввода-вывода с фиксированным положением обязательных портов и совместимостью их программной модели;
o систему аппаратных прерываний, позволяющую периферийным устройствам сигнализировать процессору о необходимости исполнения некоторых обслуживающих процедур;
o систему прямого доступа к памяти, позволяющую периферийным устройствам обмениваться массивами данных с оперативной памятью, не отвлекая на это процессор;
o набор системных устройств и интерфейсов ввода-вывода;
o унифицированные по конструктиву и интерфейсу шины расширения (ISA, EISA, MCA, VLB, PCI, PC Card, Card Bus), состав которых может варьироваться в зависимости от назначения и модели компьютера;
o базовую систему ввода-вывода (BIOS), выполняющую начальное тестирование и загрузку операционной системы, а также имеющую набор функций, обслуживающих системные устройства ввода-вывода.
Эти средства на рисунке изображены в виде «облака», поскольку их формы разнообразны (шины, хабы). Это «облако» обычно имеет интерфейсы одной или нескольких шин расширения (PCI, ISA...), а также порта AGP.
|
Стандартная архитектура PC определяет набор обязательных средств ввода-вывода и поддержки периферии — системы аппаратных прерываний (PIC 8259A), системы прямого доступа к памяти (DMA 8237A), трехканальный счетчик (8254), интерфейс клавиатуры и управления (КВС 8042), канал управления звуком, память и часы (CMOS RTC).
На рисунке изображены лишь логические связи между этими устройствами; подразумевается, что с помощью средств того же «облака» они представлены своими стандартизованными регистрами в общедоступном пространстве ввода-вывода. Также подразумевается, что все компоненты получают требуемое питание, что превращает весь этот набор компонентов в работоспособный компьютер.
Логическое устройство компьютера:
Микропроцессор - небольшая электронная схема, выполняющая все арифметические операции и обработку информации. Операции выполняются со скоростью в несколько десятков или сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются процессоры фирмы Intel, а также совместимые с ним процессоры других фирм. Например: AMD, IBM и др. Процессор является главным устройством компьютера, в котором собственно и происходит обработка всех видов информации. Другой важной функцией процессора является обеспечение согласованного действия всех узлов, входящих в состав компьютера.
Компоненты микропроцессора:
· АЛУ выполняет логические и арифметические операции - АЛУ.
· Устройство управления управляет всеми устройствами ПК - УУ.
· Микропроцессорная память (МПП) микропроцессора предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Она строится на регистрах — быстродействующих ячейках памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие).
· Схема управления шиной и портами – осуществляет подготовку устройств к обмену данными между микропроцессором и портом ввода – вывода, а также управляет шиной адреса и управления.
Основные характеристики процессора:
· Разрядность – число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды. Большинство современных процессоров – это 32 – разрядные процессоры, но выпускаются и 64 - разрядные процессоры.
· Тактовая частота – количество циклов работы устройства за единицу времени. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность.
· Наличие встроенного математического сопроцессора (добавляется в случаях, когда требуется выполнять большое количество математических операций, к основному процессору. Новые процессоры в таковых не нуждаются.)
· Наличие и размер Кэш- памяти.
Системная магистраль (шина) - это совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.
o кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;
o кодовую шину адреса (КША), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;
o кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;
o шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
o - между микропроцессором и основной памятью;
o - между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
o - между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти – DMA – direct memoryaccess).
Управление системной шиной осуществляется либо микропроцессором непосредственно, либо через дополнительную микросхему - контроллер шины, формирующий основные сигналы управления.
Для подключения контроллеров или адаптеров современные ПК снабжены такими слотами как PCI. Слоты PCI – E Express для подключения новых устройств к более скоростной шине данных. Слоты AGP предназначены для подключения видеоадаптера.
Для подключения накопителей (жестких дисков и компакт-дисков) используются интерфейсы IDE и SCSI. Интерфейс – это совокупность средств соединения и связи устройств компьютера.
Подключение периферийных устройств (принтеры, мышь, сканеры и т.д.) осуществляется через специальные интерфейсы, которые называются портами. Порты устанавливаются на задней стенке системного блока.
Слоты (разъемы) расширения конфигурации ПК предназначены для подключения дополнительных устройств к основной шине данных компьютера. К основным платам расширения, предназначенным для подключения к шине дополнительных устройств, относятся:
· Видеоадаптеры (видеокарты)
· Звуковые платы
· Внутренние модемы
· Сетевые адаптеры (для подключения к локальной сети)
Оперативная память - память в целом предназначена для хранения, как данных, так и программ их обработки.
Под внутренней памятью современного компьютера принято понимать быстродействующую электронную память, расположенную на его системной плате.Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) - область памяти, предназначенная для хранения информации в течение одного сеанса работы с компьютером. Конструктивно ОЗУ выполнено в виде интегральных микросхем.Его главное назначение состоит в том, чтобы хранить данные и программы для решаемых в текущий момент задач. Наверное, каждому пользователю известно, что при выключении питания содержимое ОЗУ полностью теряется.
Из нее процессор считывает программы и исходные данные для обработки в свои регистры, в нее записывает полученные результаты. Название “оперативная” эта память получила потому, что она работает очень быстро, в результате процессору не приходится ждать при чтении или записи данных в память.
Однако быстродействие ОЗУ ниже быстродействия регистров процессора, поэтому перед выполнением команд процессор переписывает данные из ОЗУ в регистры. По принципу действия различают динамическую память и статическую.
Ячейки динамической памяти представляют собой микроконденсаторы, которые накапливают заряд на своих обкладках. Ячейки статической памяти представляют собой триггеры, которые могут находиться в двух устойчивых состояниях.
Основные параметры, которые характеризуют ОЗУ – это емкость и время обращения к памяти.
В состав внутренней памяти современного компьютера помимо ОЗУ также водит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором в частности хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. Информация в ПЗУ не зависит от состояния компьютера.
Кэш-память
Компьютеру необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Поэтому современные компьютеры оснащаются Кэш-памятью или сверхоперативной памятью.
При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются в нее, а затем в регистры процессора. При повторном обращении к памяти сначала производится поиск нужных данных в Кэш-памяти и необходимые данные из Кэш-памяти переносятся в регистры, поэтому повышается быстродействие.
Контроллеры
Только та информация, которая хранится в ОЗУ, доступна процессору для обработки. Поэтому необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные.
В ПК информация с внешних устройств (клавиатуры, жесткого диска и т.д.) пересылается в ОЗУ, а информация (результаты выполнения программ) с ОЗУ также выводится на внешние устройства (монитор, жесткий диск, принтер и т.д.).
Таким образом, в компьютере должен осуществляться обмен информацией (ввод-вывод) между оперативной памятью и внешними устройствами. Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.
Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие внешними устройствами компьютера) находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате.
Date: 2016-06-06; view: 695; Нарушение авторских прав