Organización funcionalmente estructural de la computadora personal. Estructura funcional de computadora. El algoritmo puede diseñarse para realizar su persona o dispositivo automático.

Los principales bloques de la PC y su propósito.

El concepto de arquitectura y estructura.

La arquitectura de la computadora está determinada por el conjunto de sus propiedades esenciales para el usuario. El enfoque principal está en la estructura y la funcionalidad de la PC, que se dividen en básico y adicional.

Las funciones principales determinan el propósito de la computadora: procesamiento y almacenamiento de información, el intercambio de información con objetos externos. Las características adicionales aumentan la eficiencia de las funciones principales: proporcionar modos efectivos de su operación, diálogo de usuario, alta confiabilidad, etc. Estas computadoras se implementan utilizando sus componentes: hardware y software.

La estructura de la computadora es un modelo que establece la composición, el orden y los principios de la interacción incluidos en los componentes de TI.

La computadora personal es una computadora de escritorio o portátil, y universalidad de uso. Las ventajas de PC son:

1. Pequeño valor ubicado dentro de la accesibilidad para un comprador individual;
2. Operación de autonomía sin requisitos especiales para condiciones ambientales;
3. La flexibilidad de la arquitectura que garantiza su adaptabilidad a una variedad de aplicaciones en el campo de la gestión, la ciencia, la educación, en la vida cotidiana;
4. "Amistad" del sistema operativo y otro software que hace que la capacidad de trabajar con ella sin capacitación especial;
5. Alta fiabilidad del trabajo (más de 5 mil horas de falla por rechazo)

Estructura de computadora personal

Considere la composición y el propósito de los principales bloques de PC en relación con las computadoras tipo PC de IBM que satisfacen los requisitos de la accesibilidad general.

Microprocesador (MP). Esta es la unidad central de PC diseñada para administrar el trabajo de todos los bloques de la máquina y para realizar información aritmética y lógica sobre información.

El MP incluye:

1. Dispositivo de control (UU): genera y se envía a todos los bloques de la máquina en los puntos de tiempo a la derecha, ciertas señales "- W control (pulsos de control), debido a los aspectos específicos de la operación que se realiza y los resultados de las operaciones anteriores; Genera direcciones de celdas de memoria utilizadas por la operación realizada y transmite estas direcciones a las computadoras apropiadas. La secuencia de referencia de pulsos UU se obtiene del generador de pulsos de reloj;
2. El dispositivo aritmético y lógico (ALLU) está destinado a realizar todas las operaciones aritméticas y lógicas sobre información numérica y simbólica (en algunos modelos de PC para acelerar la ejecución de las operaciones a. Allu conectó un coprocesador matemático adicional;
3. Memoria de microprocesador (MPP): sirve para almacenamiento a corto plazo, grabación y emisión de información directamente utilizada en los cálculos en las máquinas más cercanas de la máquina. El MPP se basa en registros y se usa para garantizar una alta velocidad de la máquina, ya que la memoria principal (OP) no siempre proporciona la velocidad de grabación, la búsqueda y la lectura de la información necesaria para la operación efectiva de MP de alta velocidad. Registros: células de memoria de alta velocidad de varias longitudes (en contraste con las células de la OP, teniendo una longitud estándar de 1 byte y una velocidad más baja);
4. El sistema de interfaz del microprocesador: implementa conjugación y conexión con otros dispositivos PC; Incluye la interfaz interna del MP, los registros de almacenamiento de búfer y la gestión de puertos de E / S (PVV) y el bus del sistema. Interfaz (Interfaz) es un conjunto de dispositivos de compilación y comunicación que aseguran su interacción efectiva. Puerto de E / S (E / S - Puerto de entrada / salida) es el instrumento de emparejamiento que le permite conectar otro dispositivo de PC al microprocesador.

Generador de pulso de rango. Genera una secuencia de pulsos eléctricos; La frecuencia de los pulsos generados determina la frecuencia del reloj de la máquina.

El intervalo de tiempo entre pulsos adyacentes determina el tiempo de un reloj de trabajo o simplemente el reloj del trabajo de la máquina. La frecuencia del generador de pulsos de reloj es una de las características principales de la computadora personal y determina en gran medida la velocidad de su operación, ya que cada operación en la máquina se realiza para un cierto número de relojes.

Sistema de autobús. Este es el sistema de PC principal de la interfaz, que garantiza la conjugación y la conexión de todos sus dispositivos entre ellos.

El neumático del sistema incluye:

1. Bus del bus (CSF) que contiene cables y esquemas de emparejamiento para la transmisión paralela de todos los dígitos del código numérico (palabra de la máquina) operando;
2. El neumático de código de bus de dirección (CSH), incluidos los cables y los esquemas de emparejamiento para la transmisión paralela de todas las descargas del código de la celda de la memoria principal o el puerto de E / S del dispositivo externo;
3. Tipo de código de instrucciones (KSH), que contienen cables y esquemas de emparejamiento para las instrucciones de transmisión (señales de control, pulsos) en todos los bloques de la máquina; Bus Power Bus, con cables y esquemas de emparejamiento para conectar bloques PC al sistema de suministro de energía.

El bus del sistema proporciona tres instrucciones de transferencia de información:

- entre el microprocesador y la memoria principal;
- entre, microprocesador y puertos de E / S de dispositivos externos;
- entre la memoria principal y los puertos de E / S de dispositivos externos (en modo de acceso directo de la memoria).

Todos los bloques, o más bien, sus puertos de E / S, a través de los conectores unificados apropiados (articulaciones) están conectados al bus uniformemente: directamente o a través de controladores (adaptadores). El sistema del bus del sistema se lleva a cabo por un microprocesador o directamente, o, con más frecuencia, a través de un chip adicional: un controlador de bus que forma las señales de control principal. El intercambio de información entre dispositivos externos y el bus del sistema se realiza utilizando códigos ASCII.

Memoria básica (OP). Está destinado a almacenar y intercambiar rápidamente información con otros bloques de máquinas. OP contiene dos tipos de dispositivos: un dispositivo de almacenamiento constante (ROM) y un dispositivo de almacenamiento operacional (RAM).

La ROM sirve para almacenar información inmutable (constante) y ayuda a la ayuda, le permite leer rápidamente la información almacenada en ella (cambiar la información a la ROM no se puede cambiar).

La RAM está destinada a la grabación operativa, el almacenamiento y la lectura de la información (programas y datos), involucrados directamente en la información y el proceso computacional realizado por la PC en el período actual de tiempo. Las principales ventajas de la RAM son su alta velocidad y la posibilidad de acceder a cada celda de memoria por separado (acceso directo a la célula). Como falta de RAM, se debe tener en cuenta la imposibilidad de guardar información en ella después de apagar la potencia de la máquina (dependencia energética).

Memoria externa. Se refiere a dispositivos de PC externos y se utiliza para el almacenamiento a largo plazo de cualquier información que pueda necesitar resolver problemas. En particular, todo el software de la computadora se almacena en la memoria externa. La memoria externa contiene una variedad de tipos de dispositivos de almacenamiento, pero los más comunes existentes en cualquier computadora son discos magnéticos rígidos (NGMD) y flexibles (NGMD).

El propósito de estos impulsos es el almacenamiento de grandes cantidades de información, registrar y emitir información almacenada a pedido a un dispositivo de almacenamiento operativo. NGMD y NGMD difieren solo constructivamente, los volúmenes de la información almacenada y el tiempo de búsqueda, registre y leyendo la información.

Los dispositivos de almacenamiento también se utilizan como dispositivos de almacenamiento en una cinta magnética de cassette (streamers), unidades en discos ópticos (CD-ROM: la memoria de solo lectura de disco compacta - CD con memoria, solo legible), etc.

Fuente de alimentación. Este es un bloque que contiene PC de sistemas de energía autónomos y de red.

Temporizador. Estos son relojes electrónicos intramaneshine, lo que proporciona una lectura automática de la hora actual (año, mes, horas, minutos, segundos y la fracción de segundos) si es necesario. El temporizador se conecta a la fuente de alimentación autónoma: la batería y cuando la máquina se desconecta de la red continúa funcionando.

Dispositivos externos (WU). Este es el componente más importante de cualquier complejo informático. Es suficiente decir que a un costo de Wu a veces constituye 50 - 80% de la PC total. De la composición y las características de WU, la posibilidad y la eficacia del uso de PC en los sistemas de gestión y en la economía nacional en su conjunto son en gran parte dependientes.

Las PC de Wu aseguran la interacción de la máquina con el entorno: usuarios, objetos de control y otras computadoras. Wu es muy diverso y puede clasificarse por una serie de signos. Entonces, a propósito, los siguientes tipos se pueden distinguir:

- Dispositivos de almacenamiento externos (cera) o memoria externa de PC;
- Diáquidos de usuario;
- Dispositivos de entrada de información;
- Dispositivos de salida de información;
- Medios de comunicación y telecomunicaciones.

Los dialoguers de usuario incluyen el monitor de video (pantallas), con menos frecuencia, las máquinas de escribir pulsadas (impresoras de teclado) y los dispositivos de voz a punto de salida.

Monitor de video (pantalla): un dispositivo para mostrar la información ingresada y se muestra desde la PC.

Los dispositivos de E / S del habla se refieren a los agentes de desarrollo rápido multimedia. Los dispositivos de entrada de voz son varios sistemas acústicos de micrófono, "ratones de sonido", por ejemplo, con software complejo, lo que permite reconocer las letras letras y palabras pronunciadas a identificarlas y codificarlas.

Los dispositivos de salida de voz son diferentes sintetizadores de sonido que realizan la conversión de código digital en letras y palabras que se reproducen a través de altavoces (altavoces) o altavoces de sonido conectados a una computadora.

Los dispositivos de entrada de información incluyen:

· Teclado: un dispositivo para la entrada manual de información numérica, textual y de control en una PC;
· Tabletas gráficas (Dijitizantes): para la entrada manual de información gráfica, imágenes moviéndose a lo largo de un puntero especial a la tableta (PEN); Cuando la pluma se está moviendo, las coordenadas de su ubicación y la entrada de estas coordenadas en la PC se realizan automáticamente;
· Escáneres (máquinas de lectura): para la lectura automática de los transportistas de papel y la entrada en los textos, los gráficos, los dibujos, los dibujos; En el dispositivo de codificación de escáner en modo de texto, lee los caracteres después de la comparación con los contornos de referencia, los programas especiales se convierten a códigos ASCII, y en gráficos gráficos, lea gráficos y dibujos se convierten en una secuencia de coordenadas bidimensionales;
· Manipuladores (instrucciones de las instrucciones): joystick - palanca, ratón, trackball - bola en marco, pluma de luz y otro: para ingresar información gráfica en la pantalla de visualización al controlar el cruce del cursor en la pantalla, seguido de codificación de las coordenadas de el cursor y entrar en la PC;
· Pantallas táctiles: para ingresar elementos individuales de imágenes, programas o comandos de PolyExt Pantalla en PC.

Los dispositivos de salida de información incluyen:

· Impresoras: dispositivos de impresión para registrar información sobre portador de papel;
· Resistencia a los injertos (plotters): para mostrar información gráfica (gráficos, dibujos, dibujos) de PCS en portador de papel; Los plotters son vectoriales con dibujar una imagen con una pluma y trama: termográfico, electrostático, tinta y láser. Por diseño, los plotters se dividen en tabletas y tambores. Las características principales de todos los plotters son aproximadamente las mismas: velocidad de dibujo: 100 - 1000 mm / s, los mejores modelos son posibles imágenes en color y transmisión de semitono; La mayor resolución y claridad de la imagen en los trazadores de láser, pero son los más caros.

Los dispositivos de comunicación y telecomunicaciones se utilizan para comunicarse con dispositivos y otras herramientas de automatización (coordenadas de interfaz, adaptadores, convertidores analógicos digitales y analógicos, etc.) y para conectar una PC a los canales de comunicación, a otras redes informáticas y computadoras (interfaz de red Tableros, "articulaciones", multiplexores de transferencia de datos, módems).

En particular, el adaptador de red es una interfaz de PC externa y sirve para conectarlo al canal de comunicación para intercambiar información con otras computadoras, para trabajar como parte de la red de computadoras. En las redes globales, la función del adaptador de red realiza un modulador de demodulador (módem).

Muchos de los dispositivos mencionados anteriormente pertenecen al grupo condicional dedicado: medios de medios.

Productos Medimedia (Multimedia - "Multi-stage") es un complejo de hardware y software, lo que permite a una persona comunicarse con una computadora usando una variedad de entornos diferentes: sonido, video, gráficos, textos, animación, etc.

Las herramientas multimedia incluyen la entrada de voz y los dispositivos de visualización de información: los escáneres ampliamente distribuidos son ahora (ya que le permiten ingresar automáticamente imprimir textos y dibujos a la computadora); Tarjetas de alta calidad - (video-) y sonido (sonido), tabla de captura de video (Videoograbber), eliminando la imagen de una grabadora de video o videocámara e ingrese en una PC; Sistemas de reproducción acústica y video de alta calidad con amplificadores, columnas de sonido, pantalla de video grande. Pero, quizás, con una excelente base para los medios de comunicación, los dispositivos de almacenamiento externos de alta capacidad en discos ópticos se utilizan a menudo para registrar información de sonido y video.

El costo de los discos compactos (CD) con su replicación de masas es baja, y se le da su gran capacidad (650 MB y nuevos tipos, 1 GB y más), alta confiabilidad y durabilidad, el costo de almacenar información sobre el CD para el usuario. resulta ser incomparablemente más pequeño que en los discos magnéticos. Ya ha llevado al hecho de que la mayoría de las herramientas de software de diferentes propósitos se suministran al CD en CDs en el extranjero, se organizan extensas bases de datos, bibliotecas completas; El CD presenta diccionarios, libros de referencia, enciclopedias; Programas de capacitación y educación sobre educación general y sujetos especiales.

El CD se usa ampliamente, por ejemplo, al aprender idiomas extranjeros, reglas viales, contabilidad, legislación en la legislación general y fiscal en particular. Y todo esto está acompañado por textos y dibujos, información de voz y animación, música y video. En un aspecto puramente doméstico, el CD se puede utilizar para almacenar registros de audio y video, es decir, Use en lugar de casetes de audio de jugadores y casetes de video. Debe mencionar, por supuesto, sobre una gran cantidad de juegos de computadora almacenados en CD.

Por lo tanto, el CD-ROM abre acceso a grandes cantidades de propósitos variados y funcionales, y de acuerdo con la reproducción de información, registrada en CDS.

Esquemas adicionales. Para el bus del sistema y al PC MP, junto con dispositivos externos de tipo, algunos cargos adicionales con chips integrados se pueden conectar, ampliando y mejorando la funcionalidad del microprocesador: un coprocesador matemático, un controlador de acceso directo, un coprocesador de E / S, Controlador de interrupción, etc.

El coprocesador matemático se usa ampliamente para acelerar las operaciones sobre los números de puntos flotantes binarios, sobre los números decimales codificados por binarios, para calcular algunos trascendentales, incluidas las funciones trigonométricas. El coprocesador matemático tiene su propio sistema de comandos y trabaja paralelo (alineación con el tiempo) con el MP principal, pero bajo el control de este último. La aceleración de las operaciones se produce en decenas de veces. Los modelos MP, que comienzan con MP 80486 DX, incluyen coprocesador en su estructura.

El controlador de acceso directo muestra el MP desde el control directo de los dispositivos de almacenamiento en los discos magnéticos, lo que aumenta significativamente la velocidad eficiente de la PC. Sin este controlador, el intercambio de datos entre la PSU y la RAM se lleva a cabo a través del Registro MP, y si se presenta, los datos se transmiten directamente entre la publicación y la RAM, evitando el MP

El coprocesador de E / S debido a la operación paralela con MP acelera significativamente la ejecución de los procedimientos de E / S al reparar varios dispositivos externos (pantalla, impresora, NGMD NGMD, etc.): Frees MP del manipulación de procedimientos de E / S, incluido el modo directo Acceso a la memoria.

El papel más importante se juega en el controlador de interrupción de PC.

Interrumpir - Detener temporalmente la implementación de un programa con el fin de la ejecución rápida de otro, en este momento programa más importante (prioridad).

Las interrupciones ocurren cuando la computadora está trabajando constantemente. Es suficiente decir que todos los procedimientos para la información de E / S se realizan en las interrupciones, por ejemplo, las interrupciones del temporizador surgen y son atendidas por el controlador de interrupción 18 veces por segundo (naturalmente, el usuario no se nota).

El controlador de interrupción sirve a los procedimientos de interrupción, toma una solicitud de interrupción de dispositivos externos, determina el nivel de prioridad de esta solicitud y proporciona una señal de interrupción a MP. MP, que ha recibido esta señal, suspende la ejecución del programa actual y procede a realizar un programa especial de mantenimiento de esa interrupción que solicitó un dispositivo externo. Después de que se complete el programa de servicio, se restaura la finalización del programa interrumpido. El controlador de interrupción es programable.

Cualquier objeto biológico (hombre, animal, insecto) en el proceso de su sustento debe responder adecuadamente al impacto por parte de los objetos de su mundo. Esto es posible solo si hay órganos en objetos biológicos que implementan las funciones necesarias de trabajar con información (datos) (Fig. 18.1.).

Funciones de un objeto que implementa el procesamiento de datos.

Higo. 18.1.

Ingresar (recepción) de datos (información0 de otro objeto;
Almacenamiento de datos (información);
Procesamiento de datos (información);
Salida (transmisión) de datos (información) a otro objeto.

La persona ha creado dispositivos similares, pero no en el sentido de la apariencia, sino en el sentido de la implementación de las mismas funciones necesarias para trabajar con información.

18.1. Características de la computadora como sistemas de procesamiento de datos

Higo. 18.1.1.

Figura 18.1.1. Se presenta el diagrama del sistema de frenos antibloqueo (AST). Obviamente, la gestión de cualquier objeto se basa en las características del funcionamiento de este objeto de control. El control es que el objeto de control se traduce en diferentes estados utilizando el programa de control instalado en la computadora. El significado de AST es que la rueda del automóvil siempre gira. Al bloquear la rueda, habrá un movimiento de vehículo incontrolado del automóvil.

Conductor al frenar presiona en el pedal del freno. La tarea de AST: Evitar la cerradura de la rueda.

La primera función (entrada) es que las señales analógicas del sensor de rotación de la rueda se convierten en señales digitales (códigos) y se ingresan en la memoria de la computadora. La segunda función (almacenamiento) es que el programa de control percibe los códigos de estado de la rueda. Si el código corresponde a la rotación de la rueda, el sistema de control "silencioso". Si el código corresponde al estado de las ruedas de "capacidad de fijación", el programa genera un código de control que se emite (función de salida) en el DAC. Este código se convierte en el DAC en el voltaje y se percibe por AST como el efecto de control "debilita la fuerza de frenado". AST debe debilitar la fuerza de frenado, y la rueda comienza a girar.

El análisis de este esquema indica que la computadora se puede ver como un dispositivo de procesamiento de datos, ya que Las 4 funciones se implementan en este dispositivo. Sin embargo, se debe tener en cuenta que estas funciones se implementan utilizando hardware y software. Obviamente, el programa implementa la tarea real de controlar un microscopio electrónico. El equipo juega un papel auxiliar. Es por esta razón que están hablando de gerentes de hardware-software.

Figura 18.1.2. Presentó un hardware y software más complejos.

Higo. 18.1.2.

En este esquema de control de microscopio electrónico, hay una persona en el circuito de control. Las señales sobre el objeto de prueba se convierten en códigos, y se muestran en el dispositivo de visualización (pantalla). El hombre, examinar una imagen de un objeto, puede controlar el microscopio electrónico, dándole comandos: para aumentar la imagen (más cerca de la lente del microscopio al objeto), reducir la imagen, mover la lente a la derecha, etc. Los comandos humanos se convierten por el programa en los códigos de control, que, a su vez, se convierten en el DAC en señales de varios voltajes. Las señales son percibidas por los controles del microscopio electrónico, y ejecuta el comando definido por el usuario.

El análisis de dos dibujos muestra que la computadora puede funcionar sin un dispositivo de este tipo como una pantalla. La pantalla se puede ver como un dispositivo de visualización, así como un dispositivo de salida de dispositivo. Se realiza la entrada de información por hombre utilizando el teclado.

Dispositivo funcional de computadora: Un hardware que implementa la función específica de la computadora.

Principio principal-modular de la organización. ordenador: Todos los elementos funcionales de la computadora están conectados entre sí utilizando una carretera común (neumáticos) y se intercambian entre sí por datos a través de este dispositivo funcional (Fig. 18.1.3.).

La composición de la carretera del sistema:

bus de datos;
Dirección del neumático;
Autobús de control.

Higo. 18.1.3.

Ya hemos considerado la ejecución del programa del programa. El procesador debe referirse al OP para el siguiente comando, entonces el procesador debe referirse a la OP para seleccionar los operandos y, finalmente, el procesador debe referirse a la OD para registrar el resultado de la operación en los operandos. Si durante el proceso de ejecución del programa, debe realizar operaciones o salida, solo el desarrollador del programa conoce el momento de comenzar estas operaciones. Esto significa que, como parte del sistema del sistema, puede no solo los comandos aritméticos y lógicos, sino también los comandos de control de dispositivos. Conclusión: la fuente principal de dos dispositivos con el otro es el procesador que ejecuta el comando del programa. El procesador emite la dirección del dispositivo (suscriptores) a la dirección de la dirección de los dispositivos (suscriptores), entre qué datos deben ocurrir. Los suscriptores que utilizan las señales de control de llantas de control deben acordar sus acciones. Los datos naturalmente deben transmitirse sobre el bus de datos. Figura 18.1.4. Presentado en una forma generalizada estructura funcional de la computadora.

Higo. 18.1.4.

UPC:comandos del programa de ejecución del dispositivo funcional.

Memoria del ordenador: Dispositivo funcional que proporciona almacenamiento de datos presentados en forma electrónica.

El procesador no tiene una función de almacenamiento. Por esta razón, como se revisó anteriormente, el procesador debe acceder constantemente a la memoria. En cada ciclo entre el procesador y la memoria, se intercambia 1 palabra. Obviamente, la memoria debe tener la misma velocidad de trabajo (velocidad), así como el procesador. Se encontraron elementos técnicos que tienen velocidad cerca de la velocidad del procesador. Sin embargo, estos elementos tienen 2 desventajas. El primer inconveniente: los datos almacenados en esta memoria desaparecen cuando se apaga la alimentación. El segundo inconveniente se relaciona con el campo de la economía: estos dispositivos son bastante caros. Por lo tanto, en las computadoras modernas hay 2 niveles de memoria. Primer nivel - RAM (OP). Es solo que intercambia los datos del procesador durante la ejecución del programa.

La memoria de segundo nivel es un disco magnético duro (ZDD). Este es un dispositivo lento. Intercambia datos de la OP y otros elementos funcionales de la computadora. Si traza el desarrollo de computadoras personales, puede ver el aumento permanente en el volumen de RAM. Esto también se asocia con un factor económico: a medida que aumenta el problema, el desarrollo de tecnologías para la producción de los módulos de la base de elementos de RAM se vuelve más barato. Evolución de OP: 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, etc.

En cada ciclo de los intercambios OP con el procesador 1 palabra. En cada ciclo de la OP, intercambia con la ZDD por un bloque que consiste en varias palabras (Fig. 18.1.5.).

Kernel de computadora:un conjunto de dispositivos funcionales que implementan características de almacenamiento y procesamiento. El kernel de la computadora incluye: procesador, RAM, ZDD.

Higo. 18.1.5.

Nota. Tenga en cuenta que el concepto de "núcleo de computadora" es funcional, no técnico (formal). Un ejemplo de un enfoque formal es la separación de la memoria a lo interno y externo. El interno se considera RAM, externo - a largo plazo. El criterio de dicha separación es la capacidad formal de dispositivos de memoria para almacenar información después de los cortes de energía. Al mismo tiempo, con esta clasificación, no se explican los conceptos de "internos" y "externos". ¿Cuál es el objeto, en relación con que se utilizan estos conceptos?

Consejo. Con la introducción de cualquier clasificación, es necesario definir claramente el criterio de clasificación y todos los conceptos utilizados en la descripción de la clasificación.

Los dispositivos restantes están en relación con el kernel de dispositivos de E / S.

Teclado Es el dispositivo de entrada más simple en una computadora personal.

Impresora: Dispositivo de salida de datos en papel de papel.

Para mayor comodidad del usuario, se ingresa un manipulador gráfico y una pantalla en la computadora personal.

Manipulador gráfico: Un dispositivo funcional que mueve el puntero gráficos por la pantalla de visualización y emite una señal a la ejecución del indicador de gráficos especificado al comando.

Implementación constructiva del manipulador gráfico: ratón (mouse), trackball (trackball), almohadilla superior (almohadilla táctil).

Puntero gráfico: El icono con el que el usuario determina el objeto para programas a los que se debe ejecutar el usuario especificado por el usuario.

Monitor: El dispositivo funcional de computadora que proporciona una pantalla visual en la pantalla de información que permite al usuario usar efectivamente las capacidades de la computadora.

Como puede ver, el puntero gráfico y la pantalla no realizan ninguno de los 4 dispositivos de procesamiento de datos.

Unidad de disquete: Dispositivo de E / S para intercambio de datos con un soporte de datos externo basado en un disquete (disquete).

Unidad de manejoCD-Desct: Dispositivo de E / S para intercambio de datos con un vehículo de datos externo basado en un CD.

Configuración básica de una computadora personal: El conjunto mínimo de dispositivos funcionales suministrados por el comprador.

El conjunto básico está cambiando de acuerdo con las capacidades tecnológicas de los fabricantes. Actualmente, la configuración básica incluye: kernel, pantalla, unidad de CD (DVD) - Disco. La unidad de disquete ya no siempre se suministra como parte de una computadora al vender.

Módem: Dispositivo de E / S para intercambiar datos de computadora con canales de señal analógica (convertir señales analógicas para discreta y viceversa).

Mascinalmente: el principio modular de la organización de la computadora combina los aspectos funcionales y constructivos de la organización de la computadora.

Módulo: El elemento funcional de la computadora implementado como un determinado diseño.

Por ejemplo, el procesador se implementa en un chip, que está decorado estructuralmente en forma de un paralelepípedo con una pluralidad de contactos para la conexión eléctrica con otros elementos funcionales y se inserta en el conector. La unidad de CD, DVD, disco magnético duro se realiza en forma de cajas paralelas.

Una computadora, como un sistema técnico, debe tener en sus módulos de composición que implementan funciones auxiliares: enfriamiento de varios dispositivos (forzado), protección humana de la irradiación, conexión de todos los módulos en forma de un conveniente para instalar y transferir diseño (elementos de ensamblaje ).

Cada dispositivo funcional se puede implementar en varios principios físicos y tener un diseño constructivo diferente. El conjunto de la computadora se realiza instalando y fijando los módulos en elementos de ensamblaje. La reparación de la computadora se realiza en el nivel de reemplazo del módulo.

Elementos de montaje de una computadora personal: una unidad de sistema, placa base, caja de visualización, carcasa de módem.

18.2. Propósito del controlador funcional

En las computadoras personales modernas, cada dispositivo funcional de computadora está conectado a la carretera del sistema (Fig. 18.2.1.).

Higo. 18.2.1.

Para administrar el dispositivo funcional, para emitir comandos, recibir información sobre los resultados de la ejecución de los comandos, si es necesario, para darle datos o recibir datos de él, debe haber un intercambio de señales entre ella y el sistema. e informativo. Naturalmente, el intercambio de estas señales debe ocurrir de acuerdo con las reglas específicas.

Interfaz: Reglas para la interacción entre técnicos o software.

En relación con el aumento de la demanda de computadoras, aparecieron nuevos desarrolladores. El resultado de su trabajo fue el surgimiento de plataformas informáticas y familias de computadoras con diferentes interfaces de autopistas del sistema. Al mismo tiempo, los fabricantes de dispositivos funcionales estaban en una situación difícil. Tuvieron que producir diferentes productos industriales con funciones idénticas. Se encontró que la siguiente solución reduce los costos de producción. El dispositivo funcional se divide en 2 partes (Fig. 18.2.2.). La primera parte tiene todas las características necesarias y tiene una interfaz permanente básica. Esta parte es la más difícil y, por regla general, determina el costo de todo el dispositivo funcional. Segunda parte llamada controladorProporciona solo la aprobación de la interfaz básica de hardware del dispositivo funcional con la interfaz de la autopista del sistema de una plataforma de computadora en particular.

Por lo tanto, el fabricante puede producir un producto complejo y algunos sencillos, que aseguran el uso de un dispositivo complejo en computadoras con varias interfaces de autopistas del sistema.

Higo. 18.2.2.

Con respecto a las pantallas, esta idea ha sido desarrollada (Fig. 18.2.3.). El controlador es un adaptador de video (controlador de video) es un producto tan complejo que fabrica por terceros fabricantes, pero su interfaz con pantallas está estandarizada. Por esta razón, los fabricantes de pantallas no se publican con los controladores de video.

1. Los principales bloques de la computadora personal y su propósito.

2. Características de los dispositivos de computadora personal externos.

1. Bloques básicos de computadora personal y su cita el concepto de arquitectura y estructura de PC.

Computadora personal(Computadora personal, PC, PEVM))- Esta es una computadora de escritorio o portátil que cumple con los requisitos del público disponible públicamente y la universalidad de la solicitud.

Las capacidades de PC están determinadas por la composición y las características de sus bloques funcionales (Fig. 1).

Arquitectura PCdeterminado por el conjunto de sus propiedades esenciales para el usuario. El enfoque está en la estructura y la funcionalidad de la máquina, dividida en básico y opcional.

Funciones principalesdefina la asignación de PC: procesamiento y almacenamiento de información, intercambio de información con objetos externos.

Funciones adicionalesmejore la eficiencia de la implementación de las funciones básicas: proporcionar modos de operación efectivos, diálogo de usuario, confiabilidad, etc. Estas funciones de la PC se implementan utilizando hardware y software.

Ventajas de PCestán:

un costo relativamente bajo para un usuario individual;

autonomía de la operación sin requisitos especiales para las condiciones ambientales;

una gran variedad de productos técnicos que utilizan los últimos logros de la ciencia; La flexibilidad de la arquitectura, proporcionando su adaptabilidad a una variedad de aplicaciones en el campo de la gestión, la ciencia, la educación, en la vida cotidiana;

dispositivo modular e integración de componentes, la posibilidad de una fácil actualización, incluidos los usuarios de los usuarios;

la presencia de una gran cantidad de programas que cubren casi todas las esferas de la actividad humana; "Amigable" del sistema operativo y otro software que causa la capacidad de trabajar al usuario sin capacitación especial;

oportunidades relativamente altas para procesar una variedad de información con alta confiabilidad del trabajo.

Estructura de computadora- Este es un modelo que establece la composición, el orden y los principios de la interacción de los componentes incluidos en la PC.

Dos componentes principales se asignan como parte de la PC:

parte de hardware (técnico) hardware.);

software ( software.).

La parte de hardware de la PC en una configuración típica incluye (ver Fig. 1):

unidad del sistema: Procesador central, bloques de RAM, fuente de alimentación, disco duro, unidades de disquete, unidad de CD-ROM (CD, DVD), Controladores de dispositivos, Tarjeta de sonido y gráficos, etc.;

dispositivos de entrada y control.: teclado, mouse, escáner, etc.;

dispositivos de salida: Monitor, impresora, trazador, etc.;

dispositivos adicionales: Módem, dispositivos de red, columnas de sonido, etc.

La unidad del sistema alberga la tabla electrónica más grande. sistémico(o materno) La Junta en la que se encuentran: un procesador central, operativo y caché, neumáticos, BIOS (sistema de E / S básico) y algunos controladores.

DE el esquema trucural de la PC se muestra en la FIG. 2.

Considere la composición de la PC, el propósito y las características de sus principales bloques.

Microprocesador (MP)- la unidad central de PC ubicada en la placa base y destinada a realizar operaciones aritméticas y lógicas en información, así como para administrar el trabajo de todos los bloques de la máquina. Incluye:

dispositivo de control(UU), que está generando y enviando a todos los bloques de PC en los puntos de tiempo deseados, las señales de control debido a los aspectos específicos de la operación realizada y los resultados de las operaciones anteriores. La secuencia de soporte del dispositivo de control de pulsos recibe del generador de pulso de reloj;

dispositivo lógico aritmético(Alabama.), diseñado para realizar todas las operaciones aritméticas y lógicas en información numérica y simbólica;

memoria de microprocesador(MPP) y memoria de caché internaServicios para almacenamiento a corto plazo, grabación y emisión de información utilizada directamente en los cálculos en los relojes más cercanos de la máquina. El MPP se basa en registros y se utiliza para garantizar una alta velocidad de la máquina. La memoria interna de la memoria caché proporciona coordinación de la velocidad de UNLA y el intercambio de datos con la memoria principal;

sistema de interfaz MP.implementa una conjugación y conexión con otros dispositivos PC e incluye una interfaz interna * MP, registros de almacenamiento de búfer y esquemas de control de puerto de E / S * * (PVV) y bus del sistema.

Chipsetla placa del sistema es un conjunto de microcircuitos que controlan el procesador, RAM y ROM, memoria de efectivo, neumáticos del sistema y interfaces de transmisión de datos, así como una serie de dispositivos periféricos. Generalmente consta de varios circuitos integrados especializados ( Asic-circuitos de integración específicos de la aplicación), como regla general, de uno a cuatro emitidos por un fabricante. Los chipsets están constructivamente vinculados al tipo de MP utilizado.

Generador de impulso de tacto (GTI)produce la secuencia de pulsos eléctricos, cuya frecuencia de repetición determina la frecuencia del reloj de la máquina. La frecuencia del generador de pulsos de reloj es una de las características principales de la PC y determina en gran medida la velocidad de su funcionamiento, ya que cada operación en la máquina se realiza para un cierto número de relojes.

Neumático del sistema- Sistema básico de interfaz de PC, asegurando la conjugación y la conexión de todos los dispositivos entre ellos. Incluye:

datos de código de código(CSD), proporcionando la transmisión paralela de todos los dígitos del código numérico (palabra de la máquina) del operando;

dirección de tipo de código(Ksha), proporcionando una transmisión paralela de todas las descargas del código de la celda de memoria básica o el puerto de E / S del dispositivo externo;

código de instrucciones de los neumáticos(Kshi), asegurando la transferencia de instrucciones (señales de control, pulsos) a todos los bloques de PC;

nutriciónTeniendo cables y esquemas de emparejamiento para conectar bloques PC al sistema de suministro de energía.

El bus del sistema proporciona tres instrucciones de transferencia de información:

1) entre el MP y la memoria principal;

2) entre los puertos MP y E / S de dispositivos externos;

3) entre la memoria principal y los puertos de E / S de dispositivos externos (en el modo de acceso directo de la memoria).

Todos los bloques a través de los puertos de E / S, a través de los conectores unificados apropiados (articulaciones) están conectados al bus uniformemente: directamente o a través de controladores (adaptadores). La gestión del bus del sistema se lleva a cabo por MP o directamente o a través de un chip adicional. controlador de neumáticosFormando las señales de control principal. El intercambio de información entre dispositivos externos y el bus del sistema se realiza utilizando códigos ASCII.

Memoria básica (OP)diseñado para almacenamiento y intercambio operativo de información con otros bloques de PC. Contiene:

memoria permanente(ROM) Sirviendo para almacenar información de referencia y software y referencia inmutables (constante). Le permite leer rápidamente la información almacenada en ella. La ROM incluye un microcircuito. BIOS.(Básico. Aporte- Producción. Sistema.- Sistema de E / S básico) en el que las verificaciones de equipos de PC se almacenan, los ajustes de configuración del equipo, configurando algunas características del dispositivo, iniciando la operación del sistema operativo y realizan las funciones básicas para el mantenimiento de dispositivos PC, así como un microcircuito CMOS.Parámetros de configuración de PC almacenados y controles del reloj del sistema;

dispositivo de almacenamiento operacionalo rAM(Onz,Op), destinado a la grabación operativa, almacenamiento y lectura de información (programas y datos), directamente involucrados en la información y el proceso computacional realizado por la PC en el período actual de tiempo. Esta memoria depende eléctrica, es decir,. Después de apagar la alimentación, se borra la información en RAM. Las principales ventajas de la OP son su alta velocidad y la capacidad de acceder a cada celda de la memoria por separado (acceso directo a la célula).;

caché externo- Memoria de alta velocidad, que es un tampón entre OP y MP y permite aumentar la velocidad de las operaciones. Los registros de memoria de efectivo no están disponibles para el usuario. El caché contiene los datos que recibieron MP y utilizarán en los relojes más cercanos de su trabajo, así como los fragmentos de uso frecuente del programa.

Memoria externase utiliza para el almacenamiento a largo plazo de cualquier información que pueda necesitar resolver problemas. Como regla general, todo el software de PC de software se almacena en la memoria externa. La memoria externa contiene una variedad de tipos de dispositivos de almacenamiento, los más comunes de los cuales incluye unidades en difícil(Njmd) I. flexible(Ngmd) Discos magnéticos.

El propósito de estos impulsos es el almacenamiento de grandes cantidades de información, registrar y emitir información almacenada a solicitud en OP. NGMD y NGMD difieren solo constructivamente, los volúmenes de la información almacenada y el tiempo de búsqueda, registre y leyendo la información.

También se utilizan dispositivos de almacenamiento en cinta magnética de cassette como dispositivos de memoria externos ( serpentinas), conduce en discos ópticos ( CD–Disco compacto.- CD, DVD–Disco digital Versatil.- Disco digital multiusos), etc.

Fuente de alimentación- Un bloque que contiene PC de sistemas de energía autónomos y de red.

Temporizador- Relojes electrónicos intramaneshine, proporcionando la lectura automática de la hora actual (año, mes, horas, minutos, segundos y una fracción de segundos). El temporizador se conecta a la fuente de alimentación autónoma: la batería y cuando la máquina se desconecta de la red continúa funcionando.

Dispositivos externos (WU)proporcionar una interacción del usuario de una PC con el entorno. Éstas incluyen:

diáloguers de usuario:

monitor de video(pantallas) - Dispositivos de visualización de información y información mostrada;
dispositivos de información de I / S del habla- Sistemas acústicos de micrófono; "Ratones de sonido", lo que permite reconocer las letras y las palabras pronunciadas por una persona e identificarlas y codificar; Sintetizadores de sonido que realizan códigos digitales en las letras y palabras que se reproducen a través de los altavoces (altavoces) o columnas de audio;

dispositivos de entrada de información:

teclado- un dispositivo para la entrada manual de información numérica, textual y de control en una PC;
manipuladores(Indicación de instrucciones): palanca de mando- brazo de palanca; ratón,trekball- Bola en el borde, pluma ligeraet al. - Para ingresar información de gráficos en la pantalla de visualización controlando el movimiento del cursor en la pantalla, seguido de codificación de las coordenadas del cursor y ingrese en la PC;
placas gráficas(digitalizadores) - Para la entrada manual de información gráfica, imágenes moviéndose a lo largo de una tableta de puntero especial (PEN) (cuando se mueve la pluma, se realizan automáticamente las coordenadas de su ubicación y la entrada de estas coordenadas en la PC);
escáneres- para la lectura automática de los transportadores de papel y la entrada a la PC de los textos, gráficos, dibujos, dibujos;
pantallas táctiles- Para ingresar elementos individuales de la imagen, programas o comandos con una pantalla de PolyExt en la PC.

dispositivos de salida de información:

impresoras- Dispositivos de impresión para registrar información sobre portador de papel;
grafopostrarros(trazadores) - para el retiro de la información gráfica (gráficos, dibujos, dibujos) de PC al portador de papel;
columnas de sonido- Para generar información de sonido de PC.

dispositivos de comunicación y telecomunicaciones.Se utiliza para organizar la interacción con dispositivos y otras herramientas de automatización (coordenadas de la interfaz, adaptadores, convertidores analógicos digitales y analógicos a digitales, etc.), así como para conectar una PC a los canales de comunicación, a otras redes de computación y computación (red Tableros de interfaz, "juntas", multiplexores de transferencia de datos, módems).

Para el bus del sistema, junto con dispositivos externos de tipo, las tarifas adicionales pueden conectarse con circuitos integrados, expandiendo y mejorando la funcionalidad del microprocesador: un controlador de acceso directo, un controlador de interrupción, adaptador de video, tarjeta de sonido, etc.

Introducción
3

1. Estructura general de una computadora personal.
4

1.1. Fundamentos de la arquitectura EMM 4

1.2. Estructura de PC
6

2. Características de los módulos de PC principales.
8

2.1. Placa base 8.

2.2. Procesador 9.

2.3. Memoria 11.

2.4. Winchester 12.

2.6. Monitor 14.

2.7. Manipuladores 14.

Conclusión 15.

Lista de referencias 16

Introducción

Computadoras modernas de aplicación masiva: las computadoras personales tienen una estructura bastante complicada que determina la relación entre hardware en un sistema técnico llamado computadora. En el proceso de la evolución del hardware y el software, la estructura de una computadora personal cambió, pero sin cambios siguió siendo los principios básicos de su organización estructural, formulados por un destacado matemático, profesor de la Universidad de Princeton de Estados Unidos, John von Neumanan (1903-1957 ) y sus colegas en 1946

La esencia de estos principios se reduce a lo siguiente:

La información aparece (codificada) y procesada (computación y operaciones lógicas) en un sistema de números binarios, la información se divide en palabras de máquina separadas, cada una de las cuales se procesa en la computadora en su conjunto;

Palabras de la máquina que representan datos (números) y los comandos (definen el nombre de las operaciones especificadas), difieren por el método de uso, pero no de acuerdo con el método de codificación;

Las palabras de la máquina se alojan y se almacenan en celdas de memoria de computadora bajo su número, llamadas direcciones de palabras;

La secuencia de comandos (algoritmo) determina el nombre de las operaciones y palabras (operandos), sobre las cuales se realizan estas operaciones, mientras que el algoritmo presentado en forma de operadores de comandos de máquinas se llama el programa;

El procedimiento para ejecutar comandos está establecido de forma única por el programa.

1. Estructura general de una computadora personal.

1.1. Conceptos básicos de la arquitectura emm.

Partes compuestas a partir de las cuales se consta de la computadora. módulos. Entre todos los módulos asignan módulos básicos, sin los cuales la computadora no es posible, y los módulos restantes que se utilizan para resolver varias tareas: información de gráficos de entrada y salida, conectando a una red informática, etc.

La base de la construcción de la mayoría de las computadoras son los principios formulados en 1945 por John Fondo Neuman:

1 . Principio de gestión del programa (El programa consiste en un conjunto de comandos que se realizan automáticamente entre sí en una secuencia determinada).

2 . El principio de uniformidad de la memoria. (Los programas y los datos se almacenan en la misma memoria; Los comandos se pueden realizar en los comandos como los datos anteriores).

3 . Principio de objetivo (La memoria principal consiste estructuralmente en células numeradas).

Eum, construido sobre estos principios, tiene arquitectura clásica (Figura 1).

Higo. 1. Estructura de computadora clásica

donde, ALU (dispositivo aritmético-lógico): realiza operaciones aritméticas y lógicas en la información presentada en Código Binario, es decir, garantiza la ejecución de los procedimientos de procesamiento de datos;

UU (dispositivo de control): organiza el proceso de ejecución de programas;

Memoria (dispositivo de almacenamiento): destinado a la colocación y almacenamiento de secuencias de comandos (programas) y datos;

UVV (dispositivos de E / S): proporcione información y salida de datos de la computadora para establecer directamente y retroalimentación entre el usuario y la computadora;

Con la ayuda de cualquier dispositivo de entrada, se ingresa el programa. UU lee los contenidos de la celda de memoria de la memoria donde se encuentra el primer comando, y organiza su ejecución. Este comando puede establecer la ejecución de operaciones aritméticas y lógicas en los datos utilizando ALU, lea de la memoria de datos para realizar estas operaciones, datos de salida al dispositivo de salida, etc. Luego, el segundo comando, el tercero, etc., realiza las instrucciones del programa. automáticamente.

1.2. Estructura de PC

Higo. 2. Total de la estructura de PC

Las computadoras personales generalmente consisten en los siguientes módulos principales que se muestran en la Figura 3.

Monitor de bloque de sistema MONITOR MONITOR MOUSE
Higo. 3. Módulos básicos de PC

Higo. 4. Computadora en rendimiento compacto (cuaderno)
La unidad del sistema contiene todos los componentes principales de la computadora:

tarjeta madre;

circuitos electrónicos (procesadores, controladores de dispositivos, etc.);

fuente de alimentación;

accionamientos (unidades).

2. Características de los módulos de PC principales.

2.1. tarjeta madre

Tarifa materna (sistema, hogar) Es la parte central de cualquier computadora. En la placa base se encuentran en el caso general un procesador central, coprocesador, controladores que proporcionan una conexión del procesador central con dispositivos periféricos, RAM (RAM), memoria de caché, elemento ROM-BIOS (sistema de E / S básico), batería recargable , Frecuencia del generador de reloj I. tragamonedas (conectores) para conectar otros dispositivos.

Higo. 6. placa base

La productividad general de la placa base se determina no solo frecuencia de relojPero también la cantidad ( apagado) datosProcesado por unidad de tiempo por el procesador central también barra de neumáticos Intercambio de datos entre diferentes dispositivos de la placa base.

Según el propósito funcional de los neumáticos se dividen en:

bus de datos;

neumático de dirección;

autobús de control.

Por datos de neumáticos Intercambio de datos entre el procesador central, la expansión y las tarjetas de memoria. El bit de bus de datos varía de 8 bits (no utilizados) a 64 bits en las placas base de PC modernas.

Por autobús de dirección El direccionamiento de las células de memoria en las que se registran los datos.

Por control de neumáticos O el neumático del sistema se transmite el control de las señales de control entre el procesador central y la periferia. En la placa base, el neumático del bus termina con las ranuras para instalar otros dispositivos. Láminas de direcciones y neumáticos de datos a veces ocupan los mismos conductores físicos.

Actualmente, hay varios estándares de neumáticos: ISA (Industria Sland Architecture), MCA (arquitectura de microcanal), EISA (ISA extendida), VESA (interconexión de componentes periféricos), USB (bus en serie universal).

La arquitectura de la placa base está mejorando constantemente: aumenta su saturación funcional, aumenta la productividad. Se ha convertido en un estándar para la placa base para dispositivos incrustados como un controlador HDD del control electrónico de dos canales (unidades duras), el controlador de FDD (flexible (disquete), los puertos paralelos mejorados (LPT) y secuencial (COM), así como en serie Puerto infrarrojo.

Puerto - Entrada o salida de varios dígitos en el dispositivo.

2.2. UPC

En general, según el procesador, se entiende un dispositivo que produce un conjunto de operaciones en los datos presentado en forma digital (código binario). En relación con la tecnología de computación bajo el procesador entiende dispositivo de procesador central (UPC.), que tiene la capacidad de elegir, decodificar y ejecutar comandos, así como transmitir y recibir información de otros dispositivos. En pocas palabras, el procesador es un circuito electrónico que realiza el procesamiento de información.

La producción de computadoras personales modernas comenzó cuando el procesador se realizó como un chip separado.

El número de empresas que desarrollan y procesan los procesadores de fabricación para computadoras compatibles con IBM es pequeña. Actualmente conocido: Intel, Cyrix, AMD, Nexgen, Texas Instrument.

Además de los procesadores que conforman la base de computadoras personales compatibles con IBM, hay una clase completa de procesadores que conforman una plataforma paralela. Entre las computadoras personales más famosas de la compañía estadounidense Apple, para la cual se utilizan los procesadores POWER PC, teniendo una arquitectura fundamentalmente diferente; PCS fabricadas por Motorola et al. El rendimiento de las computadoras personales basadas en los procesadores POWER PC es significativamente más alto que el de IBM, compatible, por lo tanto, a pesar de la diferencia significativa en el precio, para aplicaciones profesionales serias que los prefieren.

El rendimiento de la CPU se caracteriza por los siguientes parámetros básicos:

frecuencia de reloj;

grado de integración;

el cargo interno y externo de los datos procesados;

memoria a la que puede agregar la CPU.

Con el rápido desarrollo de las aplicaciones multimedia antes de los desarrolladores de procesadores, surgen problemas para aumentar la velocidad de procesar enormes matrices de datos que contienen información gráfica, de sonido o de video. Como resultado, han surgido procesadores especiales DSP adicionales.

2.3. Memoria

El procesador central tiene acceso a datos que están en la RAM (el dispositivo de memoria física se denomina dispositivo de almacenamiento de RAM-Operational o RAM: memoria de acceso aleatorio). El trabajo de computadora con los programas de usuario comienza después de que los datos se leen desde la memoria externa en RAM.

RAM trabaja sincrónicamente con el procesador central y tiene un pequeño tiempo de acceso. RAM guarda datos solo cuando la alimentación está encendida. Apagado Conduce a una pérdida de datos irreversible, por lo tanto, se recomienda un usuario que opera con grandes matrices de datos durante mucho tiempo para salvar periódicamente los resultados intermedios en el portador exterior.

Por el método de implementación, el RAM se divide en dinámico y estático.

Las principales características del RAM. Estos son: el número de celdas de memoria (direcciones) y el tiempo de acceso a la información determinada por el intervalo de tiempo durante el cual la información está escrita en la memoria o lea.

La base de la RAM son chips de memoria ( papas fritas.), que se combinan en bloques (bancos) de varias configuraciones. Cuando está equipando a los bancos con varios chips, es necesario asegurarse de que el tiempo de acceso no difiera más de 10 ns.

Para el funcionamiento normal del sistema, el rendimiento de la velocidad del procesador central y la RAM es de gran importancia.

Fig.7. RAM

Memoria cachédiseñado para coincidir con la velocidad de funcionamiento de dispositivos relativamente lentos, como, por ejemplo, memoria dinámica con un microprocesador rápido. El uso de la memoria caché le permite evitar los ciclos de espera en su trabajo, que reducen el rendimiento de todo el sistema.

Con la ayuda del caché, generalmente se intenta coordinar el trabajo de dispositivos externos, como varias unidades, y microprocesador. El controlador de caché correspondiente debe tener cuidado de que los comandos y los datos que deben necesitarse el microprocesador en un momento determinado, es precisamente en este momento en el caché.

2.4. Winchester

Winchestero Unidades de disco duro - Esta es la memoria externa de una gran cantidad destinada a un almacenamiento a largo plazo de la información que combina el medio de información en sí mismo y el dispositivo de grabación / lectura en un caso. En comparación con las unidades, los cubiertos tienen una serie de ventajas muy valiosas: el volumen de los datos almacenados es inconmensivamente mayor, el tiempo de acceso en el disco duro es un orden de magnitud menos. El único inconveniente es: no están destinados a intercambiar información (esto se aplica a estacionario, es decir, incorporado en el recinto de la computadora de la computadora, actualmente hay discos duros reemplazables).

Las dimensiones físicas de los discos duros están estandarizadas por un parámetro llamado factor de formulario (factor de formulario).

La Figura 8 muestra varios discos duros:

Higo. 8. Winchester
2.5. Teclado

Higo. 9. Teclado

Es el principal dispositivo de entrada en PC, a pesar de la fuerte competencia del mouse. El teclado convierte una pulsación mecánica al llamado código de sken, que se transmite al controlador del teclado en la placa base.

El controlador a su vez inicializa la interrupción del hardware, que es servida por un programa especial que forma parte del ROM-BIOS. Cuando el código de escaneo llegue de la tecla Mayús (/) o el interruptor (,), el cambio en el estado del teclado se escribe en RAM. En todos los demás casos, el código de escaneo se transforma en códigos ASCII o códigos extendidos que ya están procesados \u200b\u200bpor el programa de aplicaciones.

Según la ejecución constructiva, se distinguen los siguientes tipos de teclados: teclados con alfileres de plástico, teclado con un clic, teclado en microswitches o germes, toque los teclados. Los teclados también están variando como cantidad y ubicación de las llaves. Los teclados tipo SG, en, MFII se distinguen.

Actualmente, hay algunos otros tipos de teclados: teclados ergonómicos, industriales, con un lector de códigos de barras, para ciegos, infrarrojos (inalámbricos) y similares.

2.6. Monitor

Los monitores son dispositivos de visualización de información esencial. Actualmente, hay una amplia variedad de monitores: monitores digitales (TTL), monitores analógicos, pantallas de cristal líquido (LCD) (Fig. 10).

Higo. 10. Monitores

2.7. Manipuladores

Estos dispositivos incluyen mouse, joystick, trackball. Estos dispositivos controlan el cursor y se presentan en la Figura 11.

Higo. 11. Dispositivos de control del cursor

Conclusión

Por lo tanto, en la unidad del sistema de una computadora personal estacionaria, hay componentes básicos que aseguran la ejecución de programas informáticos en el nivel de hardware.

Los dispositivos externos (con respecto a la unidad del sistema) en un propósito funcional se pueden representar como múltiples grupos: dispositivos de entrada y salida de información, dispositivos que simultáneamente realizan las funciones de entrada y salida, dispositivos de almacenamiento externos.

Los dispositivos de entrada de información incluyen el teclado, los dispositivos de coordenadas de entrada (manipuladores del tipo de mouse, el trackball, el contacto o el panel de contacto, el joystick), el escáner, las cámaras digitales (videocámaras y cámaras), micrófono.

Los dispositivos de salida de información incluyen un monitor, dispositivos de impresión (PU, impresora y una parcela), altavoces de sonido y auriculares.

Los dispositivos que realizan las funciones de ingreso y la información de salida incluyen un adaptador de red, módem (modulador - demodulador), tarjeta de sonido.

Los dispositivos de almacenamiento externos incluyen: unidades externas en discos magnéticos flexibles y duros, unidades externas en discos ópticos y magneto-ópticos, dispositivos de almacenamiento de memoria flash, etc.

Lista de literatura utilizada

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Programa educativo básico

Fincas de Rusia. Sectorial estructura, funcional y territorial estructuras Economía del país, ... personal ordenadores, y proyectores. Portátiles adquiridos para el Director y Director Adjunto. General Número personal ordenadores, ...

Un esquema de computadora que corresponde al principio de gestión del programa se deriva lógicamente de la naturaleza consistente de las transformaciones realizadas por una persona de acuerdo con algún algoritmo (programa). El esquema estructural generalizado para las primeras generaciones se presenta en la Figura 2.1.

Figura 2.1 Esquema estructural de las primeras generaciones.

En cualquier computadora hay dispositivos de entrada de información (UVV), con qué usuarios se introducen en la computadora de los programas de tareas y datos resueltos. La información ingresada se recuerda total o parcialmente en el dispositivo de almacenamiento operacional (RAM) y luego se transfiere al dispositivo de almacenamiento externo (WA), destinado a almacenamiento de información a largo plazo, donde se convierte en un objeto de información especial: un archivo .

Archivo - Conjunto identificado de instancias de los datos descritos completamente en un tipo específico de datos que están fuera del programa en la memoria externa y están disponibles para el programa a través de operaciones especiales.

Cuando se utiliza el archivo en el proceso de computación, su contenido se transfiere a RAM. Luego, el comando de información del programa para el comando se lee en el dispositivo de control.

El dispositivo de control (UU) está destinado a ejecutar programas automáticamente al hacer cumplir la coordinación de todos los demás dispositivos informáticos. Los circuitos de control se muestran en la Figura 2.1 por líneas de guión. Los comandos causados \u200b\u200bpor la RAM son descifrados por el dispositivo de control: defina el código de operación que se debe ejecutar lo siguiente y la dirección de los operandos que participan en esta operación.

El dispositivo aritmético y lógico (ALU) realiza operaciones aritméticas y lógicas en los datos. La parte principal de Allu es la máquina operadora, que incluye admististas, contadores, registros, transductores lógicos, etc. Se reconstruye cada vez que la próxima operación. Los resultados de la ejecución de las operaciones individuales se guardan para su uso posterior en uno de los registros de ALU o registrados en la memoria.

Como dispositivo de salida (rescate), se puede usar la pantalla de visualización, la impresora, un gráfico resistente, etc..

Las computadoras modernas tienen sistemas suficientemente desarrollados de operaciones de máquinas.

Por ejemplo, una computadora tipo PC de IBM tiene varios cientos de operaciones diferentes (su número depende del tipo de microprocesador). Cualquier operación en la computadora se realiza de acuerdo con un cierto firmware implementado en los esquemas ALU con una secuencia correspondiente de señales de control (Microcomand). Cada microcomandia individual es la transformación elemental más simple de estas adición, cambio, reescribir la información, etc.

Ya en la primera computadora, la combinación de operaciones se aplicó ampliamente para aumentar su rendimiento. En este caso, las fases secuenciales de ejecución de los comandos de comando individuales (la formación de direcciones de operandas, la muestra del operando, la ejecución de la operación, que envía el resultado) se realizó mediante bloques funcionales separados. En su trabajo, formaron una especie de transportador, y su trabajo paralelo permitió las diversas fases de todo un bloque de comandos.

Este principio se desarrolló aún más en las siguientes generaciones. Pero, sin embargo, las primeras computadoras tenían una centralización de gestión muy sólida, estándares uniformes de comando y formatos de datos, ciclos de construcción "rígidos" de operaciones individuales, que explica en gran medida las capacidades limitadas de la base de elementos utilizadas en ellas. Central UU sirvió no solo las operaciones de computación, sino también una operación de E / S, enviando datos entre la memoria, etc. Todo esto se deja en cierta medida para simplificar el equipo de la computadora, pero restringió fuertemente el crecimiento de su rendimiento.

La complicación de la tercera generación ha complicado la estructura al separar los procesos de la información de E / S y el proceso de procesamiento.

Los dispositivos estrechamente relacionados a Allu y Uu recibieron un nombre uPC.

Aparecieron dispositivos adicionales en el esquema de la computadora, que tenían tales nombres: procesadores de E / S, un dispositivo de control de intercambio de información, un canal de E / S. Este último obtuvo la mayor distribución en relación con una computadora grande. Ha habido una tendencia a descentralizar la gestión y el funcionamiento paralelo de los dispositivos individuales, lo que hizo posible aumentar bruscamente la velocidad de la computadora en su conjunto.

Entre los canales de E / S, los canales múltiples se aislaron, capaces de servir una gran cantidad de dispositivos de E / S de gran tamaño, y canales selectores que sirven en los modos multicanal de dispositivos de almacenamiento externo de alta velocidad.

En las computadoras personales que pertenecen a la computadora de la cuarta generación, hubo un cambio adicional en la estructura (Figura 2.2). La conexión de todos los dispositivos en una sola máquina se proporciona con un bus común que es una línea de datos, direcciones, control y señales de alimentación. El sistema unificado de compuestos de hardware ha simplificado significativamente la estructura haciéndola aún más descentralizada.

Todos los datos de transmisión en el bus se realizan bajo el control de los programas de servicio.

Figura 2.2 Esquema de PC estructural.

El núcleo de PC forma un procesador, la memoria principal (OP) que consiste en RAM y un dispositivo de almacenamiento permanente (ROM) y memoria de video.

El ROM está destinado a registrar y almacenar constantemente los programas de control más utilizados.

Conexión de todos los dispositivos externos (adentro), pantalla, teclados, memoria externa, etc., proporcionada a través de los adaptadores apropiados: las velocidades de negociación de los dispositivos de acoplamiento o los controladores son dispositivos de control periféricos especiales. Los controladores en PC desempeñan el papel de los canales de E / S. Un temporizador es seleccionar el dispositivo de medición de tiempo de temporizador y un controlador de acceso directo (eficiencia) es un dispositivo que proporciona acceso a la OP, pasando por alto el procesador.

El método de formación de una estructura de PC es bastante lógico y estándar natural para esta clase de computadora.

El lugar central en la estructura de la PC ocupa un neumático. El neumático es un canal de comunicación común que se utiliza para intercambiar información entre dispositivos informáticos. En la primera PC, se presentó simplemente un conjunto de conductores destinados a la transmisión de datos, direcciones, señales de potencia y control. A medida que se desarrolla la tecnología de computación, complique la estructura de las computadoras, lo que aumenta la velocidad de los dispositivos y los volúmenes de los datos enviados, la saturación de los periféricos con varios dispositivos, incluida la multimedia, el único neumático ya no puede proporcionar un trabajo efectivo.

En la PC moderna, el canal de interacción de la computadora de los dispositivos informáticos se presenta con una gran cantidad de neumáticos que operan de acuerdo con los estándares antiguos y nuevos. Guardar estándares antiguos proporciona compatibilidad, es decir, la capacidad de trabajar con dispositivos tradicionales conectados a los puertos COM y LPT.

La organización de operación coordinada de neumáticos y dispositivos realiza chips lógicos del sistema, llamado chipset (chipset).

La mayoría de los conjuntos de chips lógicos del sistema tienen una estructura jerárquica pronunciada de la construcción que cumple con los niveles de dispositivos de entrada de datos de alta velocidad y de baja velocidad. Para los últimos microprocesadores Pentium, se usa la llamada estructura del cubo del chipset. En este caso, la palabra "hub" se puede entender igualmente como un interruptor (dispositivo para conectar entradas individuales con ciertas salidas) o un concentrador (dispositivo, coincidir con canales de alta velocidad con menos velocidad).

En la estructura del conjunto de chips para la operación de dispositivos de kernel de alta velocidad, el puente norte, NB es el puente norte (en algunos conjuntos, como Intel 820, se llama HUB del controlador de memoria, MCH - un controlador de memoria, es También un controlador gráfico para controlar el sistema de video a través de un puerto gráfico acelerado de gráficos acelerados, AGP). Los canales de transmisión de datos entre el procesador o dos procesadores, la memoria de video y la memoria aleatoria tienen un ancho de banda de más de 1 GB / s.

Los dispositivos de entrada de datos de baja velocidad controlan el puente sur, SB (Puente Sur). En el conjunto Intel 820, se llama HUB CONTROLADOR DE E / S: el controlador que sirve dispositivos de E / S de baja velocidad. Es este puerto el que coordina los estándares de intercambio de datos en varios neumáticos.

La historia del desarrollo de la tecnología de computación ha demostrado que la conexión de "memoria procesadora" es el lugar más estrecho. La velocidad de la memoria determina en gran medida la velocidad general de los cálculos consecutivos. Por lo tanto, la potencia de los microprocesadores más nuevos se usa solo en un 25-30%.

Desde el punto de vista del usuario, es deseable tener una RAM de alta capacidad y una alta velocidad en la computadora. Sin embargo, la construcción de memoria de un nivel no le permite satisfacer simultáneamente estos dos requisitos contradictorios.

Por lo tanto, la memoria de las computadoras modernas se basa en un principio piramidal de varios niveles.

Como parte de los procesadores disponibles. dispositivo de almacenamiento superoperatorio Una pequeña capacidad formada por varias docenas de registros con un tiempo de acceso rápido que constituye un ciclo de procesador (Nanosegundos, NS). Aquí, los datos participan directamente en el procesamiento generalmente se almacenan.

Se forma el siguiente nivel. memoria caché, o memoria de la bloc de notas. Es un dispositivo de almacenamiento de amortiguamiento diseñado para almacenar decenas activas y cientos de kribes. La memoria de efectivo, como más rápida, está destinada a acelerar la muestra de los comandos del programa y los datos procesados. La muestra de datos asociativos es posible aquí.

La cantidad principal de programas de usuario y datos a ellos se coloca en dispositivo de almacenamiento operacional (Capacidad: millones de palabras de máquinas, tiempo de muestreo, hasta 20 relojes de procesadores).

Parte de los programas de la máquina y las constantes más utilizadas que proporcionan un control automático de cálculo se pueden colocar en memoria permanente (ROM).

En los niveles más bajos de jerarquía se encuentran. dispositivos de almacenamiento externos En medios magnéticos: en discos magnéticos rígidos y flexibles, cintas magnéticas, discos magneto-ópticos, etc. Se distinguen por una velocidad más baja y una gran capacidad.

La organización del pago anticipado de los flujos de información entre la memoria de varios niveles en la gestión descentralizada de ellos le permite considerar la jerarquía de la memoria como una memoria virtual (aparente) abstracta. El trabajo acordado de todos los niveles se proporciona ejecutando los programas del sistema operativo. El usuario tiene la capacidad de trabajar con la memoria que exceda la capacidad de RAM.

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