Organizarea structurală funcțională a calculatorului personal. Structura funcțională a computerului. Algoritmul poate fi proiectat să-și îndeplinească persoana sau dispozitivul automat.

Principalele blocuri ale PC-ului și scopului acestora

Conceptul de arhitectură și structură

Arhitectura calculatorului este determinată de setul de proprietăți esențiale pentru utilizator. Accentul principal se pune pe structura și funcționalitatea PC-ului, care sunt împărțite în bazice și suplimentare.

Funcțiile principale determină scopul calculatorului: procesarea și stocarea informațiilor, schimbul de informații cu obiecte externe. Caracteristicile suplimentare măresc eficiența funcțiilor principale: Furnizați moduri eficiente de funcționare, dialogul utilizatorului, fiabilitatea ridicată etc. Aceste computere sunt implementate utilizând componentele sale: hardware și software.

Structura calculatorului este un model care stabilește compoziția, ordinea și principiile interacțiunii incluse în componentele IT.

Computerul personal este un computer desktop sau portabil și universalitate de utilizare. Avantajele PC-ului sunt:

1. Valoare mică situată în cadrul accesibilității pentru un cumpărător individual;
2. Funcționarea autonomiilor fără cerințe speciale pentru condițiile de mediu;
3. Flexibilitatea arhitecturii care asigură adaptabilitatea sa la o varietate de aplicații în domeniul managementului, al științei, educației, în viața de zi cu zi;
4. "Prieteni" a sistemului de operare și a altor software care determină capacitatea de a lucra cu ea fără formare specială;
5. Fiabilitate ridicată a muncii (mai mult de 5 mii de ore de eșec pentru refuz)

Structura computerului personal

Luați în considerare compoziția și scopul blocurilor PC-ului principal în raport cu computerele de tip IBM PC care îndeplinesc cerințele accesibilității generale.

Microprocesor (MP). Aceasta este unitatea centrală PC concepută pentru a gestiona activitatea tuturor blocurilor mașinii și pentru a efectua informații aritmetice și logice despre informații.

MP include:

1. Dispozitivul de control (UU) - generează și prezintă la toate blocurile mașinii în momentul potrivit a timpului anumitor semnale "- controlul W (impulsuri de control), datorită specificațiilor operațiunii efectuate și rezultatele operațiunilor anterioare; Generează adrese de celule de memorie utilizate de operația efectuată și transmite aceste adrese la computerele corespunzătoare. Secvența de referință a impulsurilor Uu este obținută de la generatorul de impulsuri de ceas;
2. Dispozitivul aritmetic și logic (Allu) este destinat pentru efectuarea tuturor operațiunilor aritmetice și logice asupra informațiilor numerice și simbolice (în unele modele PC pentru a accelera executarea operațiunilor la. Allu a conectat un coprocesor matematic suplimentar;
3. Memoria microprocesorului (MPP) - servește pentru stocarea pe termen scurt, înregistrarea și emiterea informațiilor direct utilizate în calculele din cele mai apropiate mașini ale mașinii. MPP se bazează pe registre și este utilizat pentru a asigura o viteză mare a mașinii, deoarece memoria principală (OP) nu oferă întotdeauna viteza de înregistrare, căutare și citire a informațiilor necesare pentru funcționarea eficientă a MP de mare viteză. Registrele - celule de memorie de mare viteză de diferite lungimi (spre deosebire de celulele PO, având o lungime standard de 1 octet și o viteză mai mică);
4. Sistemul de interfață al conjugării și conexiunii de implementare a microprocesorului cu alte dispozitive PC; Include interfață cu MP intern, registre de stocare tampon și managementul porturilor I / O (PVV) și magistrale de sistem. Interfața (interfața) este un set de dispozitive de compilare și de comunicație care asigură interacțiunea lor efectivă. Portul I / O (I / O - portul de intrare / ieșire) este instrumentul de asociere care vă permite să conectați un alt dispozitiv PC la microprocesor.

Generator de impulsuri. Generează o secvență de impulsuri electrice; Frecvența impulsurilor generate determină frecvența ceasului mașinii.

Intervalul de timp dintre impulsurile adiacente determină timpul unui ceas de lucru sau doar ceasul lucrării mașinii. Frecvența generatorului de impulsuri de ceas este una dintre principalele caracteristici ale computerului personal și determină în mare măsură viteza funcționării sale, pentru fiecare operație din mașină este efectuată pentru un anumit număr de ceasuri.

Autobuzul de sistem. Acesta este principalul sistem de interfață PC, care asigură conjugarea și conectarea tuturor dispozitivelor sale între ele.

Anvelopa sistemului include:

1. autobuz de date (CSF) care conține fire și scheme de asociere pentru transmiterea paralelă a tuturor cifrelor codului numeric (cuvântul mașinii) operand;
2. Anvelopa de cod de adresă (CSH), inclusiv firele și schemele de asociere pentru transmiterea paralelă a tuturor deversării codului celulei principale de memorie sau ale portului I / O al dispozitivului extern;
3. tip de cod de instrucțiuni (KSH), care conține fire și scheme de asociere pentru instrucțiuni de transmitere (semnale de control, impulsuri) în toate blocurile mașinii; Autoturisme electrice, având fire și scheme de asociere pentru conectarea blocurilor PC la sistemul de alimentare cu energie electrică.

Busul de sistem oferă trei direcții de transfer de informații:

- între microprocesor și memoria principală;
- între porturile de microprocesor și I / O ale dispozitivelor externe;
- între memoria principală și porturile I / O ale dispozitivelor externe (în modul de acces direct al memoriei).

Toate blocurile sau mai degrabă porturile lor I / O, prin intermediul conectorilor unificați (articulații) corespunzători sunt conectați uniform la magistrală: direct sau prin controlere (adaptoare). Sistemul autobuzului de sistem este realizat de un microprocesor sau direct sau, mai des, printr-un cip suplimentar - un controler de autobuz care formează semnalele principale de control. Schimbul de informații între dispozitivele externe și busul de sistem se efectuează utilizând codurile ASCII.

Memoria de bază (op). Acesta este destinat stocării și schimbului prompt cu alte blocuri de mașini. OP conține două tipuri de dispozitive: un dispozitiv de stocare constantă (ROM) și un dispozitiv de stocare operațional (RAM).

ROM-ul servește pentru a stoca software-ul imuabil (constant) și informația de ajutor, vă permite să citiți rapid informațiile stocate în acesta (modificarea informațiilor către ROM nu pot fi modificate).

RAM este destinat înregistrării operaționale, depozitării și citirii informațiilor (programelor și datelor), implicate direct în procesul de informare și computație efectuat de PC în perioada curentă. Principalele avantaje ale RAM sunt viteza sa mare și posibilitatea de a accesa separat fiecare celulă de memorie (acces direct la adresa celulei). Ca lipsă de memorie RAM, trebuie remarcat imposibilitatea de a salva informații în el după oprirea puterii mașinii (dependența energetică).

Memorie externa. Se referă la dispozitive externe PC și este utilizat pentru depozitarea pe termen lung a oricăror informații care ar putea vreodată să rezolve problemele. În special, toate software-ul de calculator sunt stocate în memoria externă. Memoria externă conține o varietate de tipuri de dispozitive de stocare, dar cele mai frecvente existente pe orice calculator sunt discuri magnetice rigide (NGMD) și flexibile (NGMD).

Scopul acestor unități este stocarea unor cantități mari de informații, înregistrare și emitere informații stocate la cerere către un dispozitiv de stocare operațional. NGMD și NGMD diferă numai constructiv, volumul informațiilor stocate și timpul de căutare, înregistrarea și citirea informațiilor.

Dispozitivele de stocare sunt, de asemenea, utilizate ca dispozitive de stocare pe o bandă magnetică casetă (streamers), unități pe discuri optice (CD-ROM - disc compact numai pentru memorie - CD cu memorie, citirea numai), etc.

Alimentare electrică. Acesta este un bloc care conține sisteme de alimentare autonome și de rețea PC-uri.

Temporizator. Acestea sunt ceasuri electronice intramanashine, oferind o citire automată a timpului curent (an, lună, ore, minute, secunde și fracțiunea de secunde), dacă este necesar. Timerul se conectează la sursa de alimentare autonomă - bateria și când aparatul este deconectat de la rețea continuă să funcționeze.

Dispozitive externe (Wu). Aceasta este cea mai importantă componentă a oricărui complex de calcul. Este suficient să spunem că, la costul WU, uneori reprezintă 50 - 80% din PC-ul total. Din compoziția și caracteristicile WU, posibilitatea și eficacitatea utilizării PC-urilor în sistemele de management și în economia națională în ansamblu sunt în mare parte dependente.

Wu PCS asigură interacțiunea mașinii cu mediul: utilizatori, obiecte de control și alte computere. Wu este foarte diversă și poate fi clasificată pentru o serie de semne. Deci, în scop, se pot distinge următoarele tipuri:

- dispozitive externe de stocare (ceară) sau memorie externă PC;
- dialoguri utilizator;
- dispozitive de introducere a informațiilor;
- dispozitive de ieșire a informațiilor;
- Mijloace de comunicare și telecomunicații.

Dialogurile de utilizatori includ monitorul video (afișaje), mai puțin de multe ori, tipărite pulsate (imprimante de la tastatură) și dispozitive de ieșire la ieșire vocală.

Monitor video (Afișaj) - un dispozitiv pentru afișarea informațiilor introduse și afișate de pe PC.

Dispozitivele de vorbire I / O se referă la agenții de dezvoltare rapidă multimedia. Dispozitivele de introducere a vorbirii sunt diferite sisteme acustice de microfon, "șoareci de sunet", de exemplu, cu software complex, permițând recunoașterea literelor și cuvintele pronunțate le identifică și le-au identificat.

Dispozitivele de ieșire a vorbirii sunt diferite sintetizatoare de sunet care efectuează conversia codului digital în litere și cuvinte jucate prin difuzoare (difuzoare) sau difuzoare de sunet conectate la un computer.

Dispozitivele de introducere a informațiilor includ:

· Tastatură - un dispozitiv pentru introducerea manuală a informațiilor numerice, textuale și de control într-un PC;
· Tablete grafice (Dijitizers) - pentru introducerea manuală a informațiilor grafice, imaginile prin deplasarea de-a lungul unui pointer special la tabletă (stilou); Când stiloul este în mișcare, coordonatele locației sale și intrarea acestor coordonate în PC sunt efectuate automat;
· Scanere (mașini de citire) - Pentru citirea automată a transportatorilor de hârtie și a introducerii textelor, graficelor, desenelor, desenelor; În modul de codare a scanerului în modul text, citiți caracterele după comparație cu contururile de referință, programele speciale sunt convertite în codurile ASCII, iar în grafice grafice, graficele și desenele sunt transformate într-o secvență de coordonate bidimensionale;
· Manipulatori (instrucțiuni de instrucțiuni): Joystick - pârghie, mouse, trackball - minge în cadru, stilou ușor și altele - pentru a introduce informații grafice pe ecranul de afișare prin controlul trecerii cursorului de pe ecran, urmată de coordonatele cursorul și introduceți-le în PC;
· Ecranul tactil - Pentru a introduce elemente individuale de imagini, programe sau comenzi de la Afișaj Polyext din PC.

Dispozitivele de ieșire a informațiilor includ:

· Imprimante - Dispozitive de imprimare pentru înregistrarea informațiilor privind transportatorul de hârtie;
· Rezistența la grefă (plotters) - pentru a afișa informații grafice (grafice, desene, desene) de la PC-uri pe suport de hârtie; Plotteri sunt vectori cu desenarea unei imagini cu un stilou și raster: termografic, electrostatic, inkjet și laser. Prin design, plotteri sunt împărțite în tabletă și tobe. Principalele caracteristici ale tuturor plotterilor sunt aproximativ aceleași: viteza de desen - 100 - 1000 mm / s, cele mai bune modele sunt posibile imagini color și transmisie la jumătate; Cea mai mare rezoluție și claritate a imaginii în plotters laser, dar ele sunt cele mai scumpe.

Dispozitivele de comunicare și de telecomunicații sunt utilizate pentru a comunica cu dispozitive și alte instrumente de automatizare (interfață coordonate, adaptoare, convertoare digitale analogice și analogice etc.) și pentru a conecta un PC la canalele de comunicare, la alte rețele de calculator și de calcul (interfață de rețea Plăci, "articulații", multiplexoare de transfer de date, modemuri).

În particular, adaptorul de rețea este o interfață PC externă și servește la conectarea la canalul de comunicare pentru a face schimb de informații cu alte computere, pentru a funcționa ca parte a rețelei de calculatoare. În rețelele globale, funcția adaptorului de rețea efectuează un modulator demodulator (modem).

Multe dintre dispozitivele menționate mai sus aparțin grupului dedicat corespunzător - mass-media media.

Produse Medimedia (Multimedia - "multi-etapa") este un complex de hardware și software, permițând unei persoane să comunice cu un computer folosind o varietate de medii diferite: sunet, video, grafică, texte, animație etc.

Instrumentele multimedia includ dispozitive de intrare vocală și de afișare a informațiilor: scanerele distribuite pe scară largă sunt acum (deoarece vă permit să introduceți automat textele de imprimare și desenele către computer); Carduri video - (VIDEO) și sunet (video), placă de captură video (video), eliminând imaginea de la un recorder sau o cameră video și introduceți-o într-un PC; Sisteme de reproducere acustice și video de înaltă calitate cu amplificatoare, coloane de sunet, ecran video mare. Dar, probabil, cu o mare bază pentru mass-media, dispozitivele de stocare externe de capacitate mare pe discurile optice sunt adesea folosite pentru a înregistra informații de sunet și video.

Costul discurilor compacte (CD) cu replicarea lor în masă este scăzut și, având în vedere capacitatea lor mare (650 MB și tipuri noi - 1 GB și mai mare), fiabilitate ridicată și durabilitate, costul de stocare a informațiilor pe CD pentru utilizator pentru utilizator se dovedește a fi incomparabil mai mici decât pe discurile magnetice. Acesta a condus deja la faptul că majoritatea instrumentelor software de diferite scopuri sunt furnizate CD-urilor pe CD-uri în străinătate, sunt organizate baze de date extinse, biblioteci integrale; CD-ul prezintă dicționare, cărți de referință, enciclopedii; Programe de instruire și educație privind educația generală și subiectele speciale.

CD-ul este utilizat pe scară largă, de exemplu, la învățarea limbilor străine, a normelor rutiere, a contabilității, a legislației în general și a legislației fiscale. Și toate acestea sunt însoțite de texte și desene, informații despre vorbire și animație, muzică și video. Într-un aspect pur gospodăriei, CD-ul poate fi utilizat pentru a stoca înregistrări audio și video, adică Utilizați în loc de casetele audio și casetele video ale jucătorilor. Ar trebui să menționați, bineînțeles, despre un număr mare de jocuri pe calculator stocate pe CD.

Astfel, CD-ROM-ul deschide accesul la cantități uriașe de scopuri variate și funcționale și în funcție de redarea informațiilor, înregistrată pe CD-uri.

Scheme suplimentare. În autobuzul de sistem și la PC MP, împreună cu dispozitivele externe de tip, pot fi conectate unele taxe suplimentare cu jetoane integrate, extinderea și îmbunătățirea funcționalității microprocesorului: un coprocesor matematic, un controler de acces direct, un coprocesor I / O, controlerul de întrerupere etc.

Coprocesorul matematic este utilizat pe scară largă pentru a accelera operațiile asupra numerelor binare de puncte plutitoare, asupra numerelor zecimale codificate binar, pentru a calcula unele funcții transcendentale, inclusiv trigonometrice. Coprocesorul matematic are propriul sistem de comenzi și funcționează paralel (aliniere în timp) cu MP, dar sub controlul acestuia din urmă. Accelerarea operațiunilor are loc în zeci de ori. Modele MP, începând cu MP 80486 DX, includ coprocesorul în structura sa.

Controlerul de acces direct afișează deputatul de la controlul direct al dispozitivelor de stocare pe discuri magnetice, ceea ce crește semnificativ viteza eficientă a PC-ului. Fără acest controler, schimbul de date între PSU și RAM se efectuează prin Registrul MP \u200b\u200bși, dacă este prezentat, datele sunt transmise direct între publicație și RAM, ocolind MP

Coprocesorul I / O datorită funcționării paralele cu MP accelerează semnificativ executarea procedurilor I / O atunci când întreține mai multe dispozitive externe (afișare, imprimantă, NGMD NGMD, etc.): Free deputați de la manipularea procedurilor I / O, inclusiv modul direct Accesul la memorie.

Cel mai important rol este jucat în controlerul de întrerupere a PC-ului.

Întrerupe - oprirea temporară a punerii în aplicare a unui program în scopul executării rapide a altui, în momentul în care un program mai important (prioritar).

Întreruperile apar atunci când computerul funcționează în mod constant. Este suficient să spunem că toate procedurile de informare I / O sunt efectuate pe întreruperi, de exemplu, întreruperile din cronometru apar și sunt deservite de controlerul de întrerupere de 18 ori pe secundă (în mod natural, utilizatorul nu le observă).

Controlerul de întrerupere servește procedurile de întrerupere necesită o cerere de întrerupere de la dispozitive externe, determină nivelul prioritar al acestei solicitări și oferă un semnal de întrerupere deputat. MP, primind acest semnal, suspendă executarea programului curent și încasări pentru a efectua un program special de întreținere a acestei întreruperi care a solicitat un dispozitiv extern. După finalizarea programului de service, se restabilește finalizarea programului întrerupt. Controlerul de întrerupere este programabil.

Orice obiect biologic (om, animal, insectă) în procesul de trai ar trebui să răspundă în mod adecvat impactului din partea obiectelor lumii sale. Acest lucru este posibil numai dacă există organe în obiecte biologice care implementează funcțiile necesare de a lucra cu informații (date) (fig.18.1).

Funcțiile unui obiect care implementează prelucrarea datelor

Smochin. 18.1.

Introducerea (recepția) a datelor (informații0 dintr-un alt obiect;
Stocarea datelor (informații);
Prelucrarea datelor (informații);
Ieșire (transmisie) de date (informații) la un alt obiect.

Persoana a creat dispozitive similare, dar nu în sensul apariției, ci în sensul implementării acelorași funcții necesare pentru a lucra cu informații.

18.1. Caracteristicile computerului cum ar fi sistemele de prelucrare a datelor

Smochin. 18.1.1.

Figura 18.1.1. Diagrama sistemului de frânare anti-blocare (AST) este prezentată. Evident, gestionarea oricărui obiect se bazează pe caracteristicile funcționării acestui obiect de control. Controlul este că obiectul de control este tradus în diferite stări utilizând programul de control instalat pe computer. Semnificația AST este că roata mașinii se rotește mereu. Când blocați roata, va exista o mișcare necontrolată a autovehiculului mașinii.

Driver atunci când se fixează prese pe pedala de frână. Sarcina AST: Preveniți blocarea roții.

Prima funcție (intrare) este că semnalele analogice de la senzorul de rotație a roții sunt convertite în semnale digitale (coduri) și sunt introduse în memoria computerului. A doua funcție (stocare) este că codurile de stare a roții sunt percepute de programul de control. Dacă codul corespunde rotirii roții, sistemul de control "Silent". Dacă codul corespunde stării roților "fixabilitate", programul generează un cod de control care este emis (funcția de ieșire) pe DAC. Acest cod este transformat în DAC în tensiune și este perceput de AST ca efect de control "slăbesc forța de frânare". AST slăbește forța de frânare, iar roata începe să se rotească.

Analiza acestei scheme indică faptul că computerul poate fi vizualizat ca dispozitiv de procesare a datelor, deoarece Toate cele 4 funcții sunt implementate în acest dispozitiv. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că aceste funcții sunt implementate folosind hardware și software. Evident, sarcina reală de a controla un microscop electronic este implementată de program. Echipamentul joacă un rol auxiliar. Din acest motiv, vorbesc despre managerii de software hardware.

Figura 18.1.2. A prezentat un hardware și un software mai complex.

Smochin. 18.1.2.

În această schemă de control al microscopului electronic, există o persoană în circuitul de comandă. Semnalele despre obiectul de testare sunt convertite în coduri și sunt afișate pe dispozitivul de afișare (afișaj). Omul, examinând o imagine a unui obiect, poate controla microscopul electronic, oferindu-i comenzi: pentru a mări imaginea (mai aproape de obiectivul microscopului la obiect), reduceți imaginea, mutați lentila spre dreapta etc. Comenzile umane sunt convertite de program în codurile de control, care, la rândul lor, sunt convertite în DAC în semnale de diferite tensiuni. Semnalele sunt percepute de comenzile microscopului electronic și execută comanda definită de utilizator.

Analiza a două desene arată că computerul poate funcționa fără un astfel de dispozitiv ca afișaj. Afișajul poate fi vizualizat ca dispozitiv de afișare, precum și un dispozitiv de ieșire al dispozitivului. Introducerea informațiilor de către om se efectuează utilizând tastatura.

Dispozitiv funcțional de calculator: Un hardware care implementează funcția specifică a computerului.

Principiul principal al organizației calculator: Toate elementele funcționale ale computerului sunt conectate unul cu celălalt folosind un autostradă comună (anvelope) și se schimbă reciproc prin date prin intermediul acestui dispozitiv funcțional (fig.18.1.3).

Compoziția autostrăzii sistemului:

Autobuz de date;
Adresa de anvelope;
Autobuzul de control.

Smochin. 18.1.3.

Am luat deja în considerare executarea programului programului. Procesorul ar trebui să se refere la OP pentru următoarea comandă, apoi procesorul ar trebui să se refere la OP pentru a selecta operanii și, în final, procesorul ar trebui să se refere la OD pentru a înregistra rezultatul operațiunii pe operanzi. Dacă în timpul procesului de execuție a programului, trebuie să efectuați operațiuni sau ieșiri, doar dezvoltatorul de programe știe momentul inițierii acestor operațiuni. Aceasta înseamnă că, ca parte a sistemului de sistem, poate fi doar comenzi aritmetice și logice, ci și comenzi de control al dispozitivelor. Concluzie: sursa primară a două dispozitive între ele este procesorul care execută comanda programului. Procesorul emite adresa dispozitivului (abonați) la adresa adresei dispozitivelor (abonaților), între care ar trebui să apară date. Abonații care utilizează semnale de control al anvelopelor trebuie să convină asupra acțiunilor lor. Datele ar trebui să fie transmise în mod natural în magistrala de date. Figura 18.1.4. Prezentată într-o structură funcțională formală generalizată a computerului.

Smochin. 18.1.4.

CPU:dispozitiv funcțional care execută comenzi de program.

Memorie de calculator: Dispozitiv funcțional care asigură stocarea datelor prezentate în formă electronică.

Procesorul nu are o funcție de stocare. Din acest motiv, după cum a examinat anterior, procesorul trebuie să acceseze în mod constant memoria. În fiecare ciclu între procesor și memorie, 1 cuvânt este schimbat. Evident, memoria ar trebui să aibă aceeași viteză de lucru (viteză), precum și procesorul. Au fost găsite elemente tehnice care au viteză aproape de viteza procesorului. Cu toate acestea, aceste elemente au 2 dezavantaje. Primul dezavantaj: datele stocate în această memorie dispar atunci când alimentarea este oprită. Al doilea dezavantaj se referă la domeniul economiei: aceste dispozitive sunt destul de scumpe. Prin urmare, în computerele moderne există 2 nivele de memorie. Primul nivel - RAM (OP). Este vorba doar de schimbarea datelor procesorului în timpul executării programului.

Cea de-a doua memorie de nivel este un disc magnetic (ZDD). Acesta este un dispozitiv lent. Se schimbă date de la OP și alte elemente funcționale ale computerului. Dacă urmăriți dezvoltarea computerelor personale, puteți vedea creșterea permanentă a volumului de memorie RAM. Acest lucru este, de asemenea, asociat cu un factor economic: deoarece problema crește, dezvoltarea tehnologiilor pentru producția de module de bază ale RAM devin mai ieftine. Evoluția OP: 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB etc.

În fiecare ciclu al schimburilor OP cu procesorul 1 cuvânt. În fiecare ciclu al OP, schimburile cu ZDD de un bloc constând din mai multe cuvinte (fig.18.1.5).

Kernel de calculator:un set de dispozitive funcționale care implementează caracteristici de stocare și prelucrare. Kernel-ul calculatorului include: procesor, RAM, ZDD.

Smochin. 18.1.5.

Notă. Vă rugăm să rețineți că conceptul de "Core Computer" este funcțional, nu tehnic (formal). Un exemplu de abordare formală este separarea memoriei către interior și extern. Intern este considerat RAM, extern - pe termen lung. Criteriul unei astfel de separare este capacitatea formală a dispozitivelor de memorie de a stoca informații după întreruperea alimentării. În același timp, cu această clasificare, nu sunt explicate conceptele de "interne" și "externe". Care este obiectul, în legătură cu care sunt utilizate aceste concepte?

Consiliu. Odată cu introducerea oricărei clasificări, este necesar să se definească în mod clar criteriul de clasificare și toate conceptele utilizate în descrierea clasificării.

Dispozitivele rămase sunt în raport cu kernelul dispozitivelor I / O.

Tastatură Este cel mai simplu dispozitiv de intrare dintr-un computer personal.

Imprimanta: Dispozitiv de ieșire de date pe suport de hârtie.

Pentru confortul utilizatorului, un manipulator și afișaj grafic sunt introduse în computerul personal.

Manipulator grafic: Un dispozitiv funcțional care deplasează indicatorul grafic prin ecranul afișajului și emite un semnal la execuția indicatorului grafic specificat la comandă.

Implementarea constructivă a manipulatorului grafic: Mouse (Mouse), Trackball (Trackball), Top Pad (touch Pad).

Pointer grafic: Pictograma cu care utilizatorul determină obiectul pentru programele la care trebuie să fie executat utilizatorul specificat de utilizator.

Afişa: Dispozitivul funcțional al computerului furnizează un afișaj vizual pe ecranul de informații care permite utilizatorului să utilizeze efectiv capacitățile computerului.

După cum puteți vedea, indicatorul grafic și afișajul nu efectuează niciunul dintre cele 4 dispozitive de procesare a datelor.

Unitate de disc: I / O Dispozitiv pentru schimbul de date cu un operator de date extern bazat pe o dischetă (floppy disk).

Unitate de acționareCD-Disc: Dispozitiv I / O pentru schimbul de date cu un transportator de date extern bazat pe un CD.

Configurarea de bază a unui computer personal: Setul minim de dispozitive funcționale furnizate de cumpărător.

Setul de bază se schimbă în conformitate cu capacitățile tehnologice ale producătorilor. În prezent, configurația de bază include: kernel, afișaj, unitate CD (DVD) - disc. Unitatea de floppy nu mai este întotdeauna furnizată ca parte a unui computer atunci când se vinde.

Modem: I / O Dispozitiv pentru schimbul de date despre computer cu canale de semnal analogic (conversia semnalelor analogice la discrete și invers).

Masini - principiul modular al organizării calculatorului combină aspectele funcționale și constructive ale organizării calculatorului.

Modul: Elementul funcțional al computerului implementat ca un anumit design.

De exemplu, procesorul este implementat pe un cip, care este decorat structural sub forma unui paralelipiped cu o multitudine de contacte pentru conectarea electrică cu alte elemente funcționale și este introdusă în conector. Unitatea CD, DVD-ul, discul magnetic dur sunt realizate sub formă de cutii paralele.

Un computer, ca sistem tehnic, ar trebui să aibă în modulele sale de compoziție care implementează funcții auxiliare: răcirea diferitelor dispozitive (forțate), protecția umană împotriva iradierii, conectarea tuturor modulelor sub forma unui design convenabil de instalare și transfer (elemente de asamblare ).

Fiecare dispozitiv funcțional poate fi implementat pe diverse principii fizice și să aibă un design constructiv diferit. Ansamblul computerului este realizat prin instalarea și fixarea modulelor în elementele de asamblare. Repararea computerului este efectuată la nivelul de înlocuire a modulului.

Elemente de asamblare ale unui calculator personal: o unitate de sistem, placa de bază, caz de afișare, locuințe modem.

18.2. Scopul controlerului funcțional

În computerele personale moderne, fiecare dispozitiv funcțional al computerului este conectat la autostrada sistemului (fig.18.2.1).

Smochin. 18.2.1.

Pentru a gestiona dispozitivul funcțional, pentru a elibera comenzi, primiți informații din acesta despre rezultatele executării comenzilor, dacă este necesar, pentru a le oferi date sau primiți date din acesta, trebuie să existe un schimb de semnale între acesta și sistem și informaționale. Firește, schimbul de aceste semnale ar trebui să apară în conformitate cu regulile specifice.

Interfață: Reguli pentru interacțiunea dintre software-ul tehnic sau software.

În legătură cu creșterea cererii de calculatoare, au apărut noi dezvoltatori. Rezultatul lucrării lor a fost apariția unor platforme informatice și a familiilor de computere cu diferite interfețe de la autostrăzile de sistem. În același timp, producătorii de dispozitive funcționale au fost într-o situație dificilă. Trebuiau să producă diferite produse industriale cu funcții identice. S-a constatat următoarea soluție reducerea costurilor de producție. Dispozitivul funcțional este împărțit în 2 părți (fig.18.2.2.). Prima parte are toate caracteristicile necesare și are o interfață permanentă de bază. Această parte este cea mai dificilă și, de regulă, determină costul întregului dispozitiv funcțional. A doua parte numită controlorAcesta oferă numai aprobarea interfeței hardware de bază a dispozitivului funcțional cu interfața autostradă a sistemului unei anumite platforme de calculator.

Astfel, producătorul poate produce un produs complex și câteva simple, care asigură utilizarea unui dispozitiv complex în computere cu diferite interfețe ale autostrăzi ale sistemului.

Smochin. 18.2.2.

În ceea ce privește afișarea, această idee a fost dezvoltată (fig.18.2.3). Controlerul este un adaptor video (controler video) este un produs atât de complex fabricat de al treilea producători, dar interfața cu afișaje este standardizată. Din acest motiv, producătorii de afișaje nu sunt lansate controlere video.

1. Principalele blocuri ale computerului personal și scopul acestora.

2. Caracteristicile dispozitivelor personale personale externe.

1. Blocuri de bază ale computerului personal și numirea lor Conceptul de arhitectură și structură PC

Calculator personal(Computer personal, PC, PEVM))- Acesta este un computer desktop sau portabil care îndeplinește cerințele publicului disponibile și universalitatea aplicației.

Capabilitățile PC sunt determinate de compoziția și caracteristicile blocurilor sale funcționale (figura 1).

PC-ul de arhitecturădeterminată de setul de proprietăți esențiale pentru utilizator. Accentul se pune pe structura și funcționalitatea mașinii, împărțită în bază și opțională.

Functii principaledefiniți atribuirea PC: procesarea și stocarea informațiilor, schimbul de informații cu obiecte externe.

Funcții suplimentareÎmbunătățirea eficienței implementării funcțiilor de bază: Furnizați moduri eficiente de funcționare, dialogul utilizatorului, fiabilitatea etc. Aceste funcții ale PC-ului sunt implementate utilizând hardware și software.

Avantajele PC-uluisunteți:

cost relativ scăzut pentru un utilizator individual;

autonomia operațiunii fără cerințe speciale pentru condițiile de mediu;

o mare varietate de produse tehnice care utilizează cele mai recente realizări ale științei; Flexibilitatea arhitecturii, oferind adaptabilitatea la o varietate de aplicații în domeniul managementului, al științei, educației, în viața de zi cu zi;

dispozitiv modular și integrarea componentelor, posibilitatea de modernizare ușoară, inclusiv utilizatori ai utilizatorilor;

prezența unui număr mare de programe care acoperă aproape toate sferele activității umane; "Friendly" al sistemului de operare și al altor software care determină capacitatea de a lucra utilizatorul fără formare specială;

oportunități relativ ridicate pentru prelucrarea unei varietăți de informații cu o fiabilitate ridicată a muncii.

Structura calculatorului- Acesta este un model care stabilește compoziția, ordinea și principiile interacțiunii componentelor incluse în PC.

Două componente principale sunt alocate ca parte a PC-ului:

partea hardware (tehnică) ( hardware.);

software ( software.).

Partea hardware a PC-ului într-o configurație tipică include (vezi figura 1):

unitate de sistem: Procesor central, blocuri RAM, sursa de alimentare, hard disk, unități de dischete, unitate CD-ROM (CD, DVD), controlere de dispozitiv, placă de sunet și grafică etc.;

dispozitive de intrare și control: tastatură, mouse, scaner etc.;

dispozitive de ieșire: monitor, imprimanta, plotter, etc.;

dispozitive suplimentare: modem, dispozitive de rețea, coloane de sunet etc.

Unitatea de sistem găzduiește cea mai mare placă electronică - sistemic(sau maternal) Consiliul de administrație care sunt: \u200b\u200bun procesor central, operațional și cache, anvelope, BIOS (sistem de bază I / O) și unii controlori.

DIN schema tructrală a PC-ului este prezentată în fig. 2.

Luați în considerare compoziția PC-ului, scopul și caracteristicile blocurilor sale principale.

Microprocesor (MP)- Unitatea Centrală PC localizată pe placa de bază și destinată efectuării operațiunilor aritmetice și logice asupra informațiilor, precum și gestionarea activității tuturor blocurilor mașinii. Include:

dispozitiv de control(Uu.), care generează și trimiteți la toate blocurile PC-ului la punctele de timp dorite, semnalele de control datorită specificului operației efectuate și rezultatele operațiunilor anterioare. Secvența de susținere a dispozitivului de comandă a impulsurilor primește din generatorul de impulsuri de ceas;

dispozitiv logic aritmetic(Al.), concepute pentru a efectua toate operațiile aritmetice și logice pe informații numerice și simbolice;

memoria microprocesorului(MPP.) și memoria cache internăServicii pentru depozitarea, înregistrarea și emiterea pe termen scurt utilizate direct în calcule în cele mai apropiate ceasuri ale aparatului. MPP se bazează pe registre și este utilizat pentru a asigura o viteză mare a mașinii. Memoria cache internă oferă coordonarea vitezei UNLA și a schimbului de date cu memoria principală;

sistemul de interfață MP.acesta implementează o conjugare și o conexiune cu alte dispozitive PC și include o interfață internă * MP, registre de stocare tampon și scheme de control al portului I / O * (PVV) și autobuz de sistem.

Chipset.placa de sistem este un set de microcircuri care controlează procesorul, RAM și ROM, memoria de numerar, anvelopele de sistem și interfețele de transmisie a datelor, precum și un număr de dispozitive periferice. Se compune, de obicei, din mai multe circuite integrate specializate ( ASIC.-circuite de integrare specifice aplicațiilor), de regulă, de la unul la patru emis de un producător. Chipsele sunt legate constructiv cu tipul de deputat MP utilizat.

Tact Impulse Generator (GTI)produce succesiunea impulsurilor electrice, a cărei frecvență repetată determină frecvența ceasului mașinii. Frecvența generatorului de impulsuri de ceas este una dintre principalele caracteristici ale PC-ului și determină în mare măsură viteza funcționării sale, deoarece fiecare operație din mașină este efectuată pentru un anumit număr de ceasuri.

Anvelopa sistemului- Sistemul de interfață de bază PC, asigurând conjugarea și conectarea tuturor dispozitivelor între ele. Include:

tip de cod de cod.(CSD.), oferind transmiterea paralelă a tuturor cifrelor codului numeric (cuvântul mașină) al operandului;

tipul de cod(KSHA.), oferind transmiterea paralelă a tuturor evacuărilor codului celulei de memorie de bază sau ale portului I / O al dispozitivului extern;

cod Instrucțiuni de anvelope(KSHI.), asigurarea transferului de instrucțiuni (semnale de control, impulsuri) la toate blocurile PC-urilor;

nutrițieAvând fire și scheme de asociere pentru conectarea blocurilor PC la sistemul de alimentare cu energie electrică.

Busul de sistem oferă trei direcții de transfer de informații:

1) între MP și memoria principală;

2) între porturile MP și I / O ale dispozitivelor externe;

3) între memoria principală și porturile I / O ale dispozitivelor externe (în modul de acces la memorie directă).

Toate blocurile prin porturile I / O, prin intermediul conectorilor unificați (articulații) corespunzători sunt conectați la magistrală uniformă: direct sau prin controlere (adaptoare). Gestionarea autobuzului de sistem este efectuată de MP sau direct sau printr-un cip suplimentar - controler de anvelopeFormând semnalele principale de control. Schimbul de informații între dispozitivele externe și busul de sistem se efectuează utilizând codurile ASCII.

Memorie de bază (OP)proiectat pentru stocarea și schimbul operațional de informații cu alte blocuri PC. Contine:

memorie permanentă(rom) Servirea pentru a stoca software-ul și informațiile de referință neschimbabile (constante). Vă permite să citiți rapid informațiile stocate în acesta. ROM-ul include un microcircuit BIOS.(De bază. Intrare- Ieșire. Sistem.- Sistemul I / O de bază) În care sunt stocate verificările echipamentului PC, setările de configurare a computerului, setarea unor caracteristici ale dispozitivului, inițierea funcționării sistemului de operare și efectuarea funcțiilor de bază pentru întreținerea dispozitivelor PC, precum și a unui microcircuit Cmos.Parametrii de configurare a PC-ului stocat și controalele ceasului de sistem;

depozitare operaționalăsau berbec(Oz.,Op.), destinate înregistrării operaționale, depozitării și citirii informațiilor (programelor și datelor), implicate direct în procesul de informare și computație efectuat de PC în perioada curentă. Această memorie este dependentă electrică, adică După oprirea puterii, informațiile din RAM sunt șterse. Principalele avantaje ale OP sunt viteza sa mare și capacitatea de a accesa fiecare celulă a memoriei separat (acces direct la celulă);

cache externă- memorie de mare viteză, care este un tampon între OP și MP și permițând creșterea vitezei operațiunilor. Registrele de memorie de numerar nu sunt disponibile pentru utilizator. Cache-ul conține datele pe care MP le-au primit și le vor utiliza în cele mai apropiate ceasuri ale muncii lor, precum și fragmente frecvent utilizate ale programului.

Memorie externautilizate pentru depozitarea pe termen lung a oricăror informații care ar putea avea vreodată nevoie de rezolvarea problemelor. De regulă, toate software-ul PC-ului software este stocat în memoria externă. Memoria externă conține o varietate de tipuri de dispozitive de stocare, dintre care cele mai comune includ unități pe greu(NJMD.) I. flexibil(NGMD.) Discuri magnetice.

Scopul acestor unități este stocarea unor cantități mari de informații, înregistrare și emitere a informațiilor stocate la cerere în op. NGMD și NGMD diferă numai constructiv, volumul informațiilor stocate și timpul de căutare, înregistrarea și citirea informațiilor.

De asemenea, dispozitivele de stocare pe casetă magnetice sunt, de asemenea, utilizate ca dispozitive de memorie externă ( streamers.), acționează pe discuri optice ( CD–Compact disc.- CD, DVD–Disc Versatil Digital.- disc digital multi-scop) etc.

Alimentare electrică- un bloc care conține sisteme de alimentare autonome și de rețea PC-uri.

Temporizator- ceasuri electronice intramanashine, oferind citirea automată a timpului curent (an, lună, ore, minute, secunde și o fracțiune de secunde). Timerul se conectează la sursa de alimentare autonomă - bateria și când aparatul este deconectat de la rețea continuă să funcționeze.

Dispozitive externe (Wu)furnizați o interacțiune a utilizatorului PC cu mediul. Acestea includ:

dialoguri de utilizatori:

video Monitor.(afișaje) - dispozitive de intrare și informații afișate;
dispozitive de informare I / O- sisteme acustice microfon; "Șoareci de sunet", permițând recunoașterea literelor și a cuvintelor pronunțate de o persoană și identifică-le și codifică; Sintetizatoare sonore care efectuează coduri digitale în literele și cuvintele jucate prin difuzoare (difuzoare) sau coloane audio;

dispozitive de introducere a informațiilor:

tastatură- un dispozitiv pentru introducerea manuală a informațiilor numerice, textuale și de control într-un PC;
manipulatori(Indicarea instrucțiunilor): joystick.- maneta; șoarece,trekball.- mingea în jantă, pene de luminăși colab. - Pentru a introduce informații grafice pe ecranul afișajului prin controlul mișcării cursorului pe ecran, urmată de coordonarea coordonatelor cursorului și le introduceți în PC;
plăci grafice.(digitizers.) - Pentru introducerea manuală a informațiilor grafice, imaginile prin deplasarea de-a lungul unui tabletă specială de pointer (Pen) (când stiloul este mutat, coordonatele locației sale și intrarea acestor coordonate în PC) sunt efectuate automat);
scanere- pentru citirea automată a transportatorilor de hârtie și a introducerii la PC de texte, grafice, desene, desene;
ecranul tactil- Pentru a introduce elemente individuale ale imaginii, programelor sau comenzilor cu afișaj polelxt în PC.

dispozitive de ieșire a informațiilor:

imprimante- dispozitivele de imprimare pentru înregistrarea informațiilor privind transportatorul de hârtie;
grafopostroitorii(plotters) - pentru retragerea informațiilor grafice (grafice, desene, desene) de la PC la transportatorul de hârtie;
coloane de sunet- Pentru a scoate informații despre sunet de la PC.

dispozitive de comunicare și telecomunicațiiFolosit pentru a organiza interacțiuni cu dispozitivele și alte instrumente de automatizare (coordonatele interfeței, adaptoarele, convertoarele digitale-analogice și analog-digitale etc.), precum și pentru a conecta un PC la canalele de comunicare, la alte rețele de calculator și de calcul (rețea Panouri de interfață, "îmbinări", multiplexoare de transfer de date, modemuri).

În autobuzul de sistem, împreună cu dispozitivele externe de tip, taxe suplimentare pot fi conectate cu circuite integrate, extinderea și îmbunătățirea funcționalității microprocesorului: un controler de acces direct, controler de întrerupere, adaptor video, o placă de sunet etc.

Introducere
3

1. Structura generală a unui computer personal
4

1.1. Fundamentele arhitecturii EMM 4

1.2. Structura PC.
6

2. Caracteristicile modulelor PC Main
8

2.1. Plăci de bază 8.

2.2. Procesor 9.

2.3. Memoria 11.

2.4. Winchester 12.

2.6. Monitorul 14.

2.7. Manipulatori 14.

Concluzie 15.

Lista de referințe 16

Introducere

Computerele moderne de aplicare în masă - computerele personale au o structură destul de complicată care determină relația dintre hardware într-un sistem tehnic numit computer. În procesul de evoluție a hardware-ului și a software-ului, structura unui computer personal sa schimbat, dar neschimbată a rămas principiile de bază ale organizației sale structurale, formulate de un matematician remarcabil, profesor de la Universitatea Princeton din SUA, John Von Neumanan (1903-1957 ) și colegii săi în 1946

Esența acestor principii este redusă la următoarele:

Se afișează informațiile (codate) și procesate (operații de calcul și logice) sunt efectuate într-un sistem de număr binar, informațiile sunt împărțite în cuvinte separate de mașină, fiecare dintre acestea fiind procesată în computer ca întreg;

Cuvintele mașinii reprezentând date (numere) și comenzi (definiți numele operațiunilor specificate), diferă prin metoda de utilizare, dar nu prin metoda de codare;

Cuvintele mașinii sunt găzduite și stocate în celulele de memorie a computerului sub numerele lor, numite adrese de cuvinte;

Secvența comenzilor (algoritm) determină numele operațiunilor și a cuvintelor (operanzii), asupra cărora aceste operații sunt efectuate, în timp ce algoritmul prezentat sub formă de operatori de comenzi mașini se numește programul;

Procedura de executare a comenzilor este stabilită în mod unic de program.

1. Structura generală a unui computer personal

1.1. Elementele de bază ale arhitecturii EMM.

Piese compozite din care constă computerul este numit module. Dintre toate modurile alocă modulele de bază, fără de care computerul nu este posibil și modulele rămase care sunt utilizate pentru a rezolva diferite sarcini: informații grafice de intrare și ieșire, conectarea la o rețea de calculatoare etc.

Baza construirii majorității computerelor este principiile formulate în 1945 de John Fundal Neuman:

1 . Principiul managementului programului (Programul constă dintr-un set de comenzi care sunt efectuate automat unul în celălalt într-o anumită secvență).

2 . Principiul uniformității memoriei (Programele și datele sunt stocate în aceeași amintire; comenzile pot fi efectuate pe comenzi ca deasupra datelor).

3 . Principiul orientării (Memoria principală constă din punct de vedere structural din celule numerotate).

Eum, construit pe aceste principii, au arhitectură clasică (Fig.1).

Smochin. 1. Structura calculatorului clasic

unde, ALU (dispozitiv aritmetic-logic) - efectuează operațiuni aritmetice și logice pe informațiile prezentate în codul binar, adică asigurarea procedurilor de prelucrare a datelor;

UU (dispozitiv de control) - organizează procesul de execuție a programelor;

Memorie (dispozitiv de stocare) - destinat plasării și stocării secvențelor de comandă (programelor) și datelor;

UVV (dispozitive I / O) - furnizați intrarea și ieșirea datelor de la computer pentru a stabili direct și feedback între utilizator și computer;

Cu ajutorul oricărui dispozitiv de intrare, programul este introdus. UU Citește conținutul celulei de memorie din memoria în care se află prima comandă și își organizează execuția. Această comandă poate seta execuția operațiilor aritmetice și logice pe date utilizând ALU, citiți din memoria de date pentru a efectua aceste operații, date de ieșire la dispozitivul de ieșire etc. Apoi a doua comandă, a treia etc., efectuează instrucțiunile programului automat.

1.2. Structura PC.

Smochin. 2. Structura totală a PC-urilor

Computerele personale constau, de obicei, din următoarele module principale prezentate în Figura 3.

Sistem de blocare a monitorului Mouse-ul tastaturii
Smochin. 3. Module de bază PC

Smochin. 4. Computer în Performanță compactă (notebook)
Unitatea de sistem conține toate componentele principale ale computerului:

plăci de bază;

circuite electronice (procesor, controlere de dispozitive etc.);

alimentare electrică;

drive (Drives).

2. Caracteristicile modulelor PC Main

2.1. Plăci de bază

Taxa maternă (sistem, acasă) Este partea centrală a oricărui computer. Pe placa de bază sunt situate în cazul general un procesor central, coprocesor, controlere care oferă o conexiune a procesorului central cu dispozitive periferice, memorie RAM (RAM), memorie cache, element ROM-BIOS (sistem de bază I / O), baterie reîncărcabilă , frecvența generatorului de ceas I. sloturi. (conectori) pentru a conecta alte dispozitive.

Smochin. 6. Plăci de bază

Productivitatea globală a plăcii de bază este determinată nu numai frecvența ceasuluiDar, de asemenea, cantitate ( foaie de fund) dateProcesat pe unitate de timp de către procesorul central bara de anvelope Schimbul de date între diferite dispozitive de bază.

Conform scopului funcțional al anvelopelor sunt împărțite în:

autobuz de date;

adresa anvelopei;

autobuzul de control.

De datele anvelopei. Schimbul de date între procesorul central, de expansiune și cardurile de memorie. Bitul autobuzului de date variază de la 8 biți (neutilizat) la 64 de biți în plăci de bază moderne PC.

De adresați autobuzul Adresarea celulelor de memorie în care sunt înregistrate datele.

De controlul anvelopei Sau anvelopa sistemului este transmisă controlul semnalelor de control între procesorul central și periferie. Pe placa de bază, anvelopa de autobuz se termină cu sloturi pentru a instala alte dispozitive. Adresa anvelopelor și anvelopele de date ocupă uneori aceiași dirijori fizici.

În prezent, există mai multe standarde de anvelope: ISA (arhitectura de artă pentru industrie), MCA (Arhitectură MicrocHannel), EISA (extins ISA), VESA, PCI (interconectarea componentei periferice), USB (autobuzul serial universal).

Arhitectura plăcii de bază se îmbunătățește constant: creșterea saturației lor funcționale, creșterea productivității. A devenit un standard pentru placa de bază pentru dispozitivele încorporate ca controler HDD HDD cu două canale HDD (hard disk), controler FDD (flexibil (floppy), porturi paralele (LPT) și secvențial (COM), precum și serial Port infraroșu.

Port - Intrare multi-cifră sau ieșire în dispozitiv.

2.2. CPU

În general, sub procesor, este înțeles un dispozitiv care produce un set de operațiuni pe datele prezentate în formularul digital (cod binar). În ceea ce privește tehnologia de calcul în cadrul procesorului înțelege dispozitivul de procesor central (CPU.), care are capacitatea de a alege, decoda și executa comenzi, precum și transmit și primește informații de la alte dispozitive. Pur și simplu, procesorul este un circuit electronic care efectuează prelucrarea informațiilor.

Producția de computere personale moderne a început atunci când procesorul a fost efectuat ca un cip separat.

Numărul de firme care dezvoltă și procesoare de fabricație pentru computerele compatibile cu IBM este mic. Cunoscut în prezent: Intel, Cyrix, AMD, NexGen, Instrumentul Texas.

În plus față de procesoare care alcătuiesc baza computerelor personale compatibile cu IBM, există o întreagă clasă de procesoare care alcătuiesc o platformă paralelă. Printre cele mai renumite: computerele personale ale companiei americane Apple, pentru care sunt utilizate procesoare PC PC, având o arhitectură fundamental diferită; PC-urile fabricate de Motorola și colab. Performanța computerelor personale bazate pe procesoarele PC PC este semnificativ mai mare decât cea a IBM-compatibilă, prin urmare, în ciuda diferenței semnificative de preț, pentru aplicații profesionale grave pe care le preferă.

Performanța CPU se caracterizează prin următorii parametri de bază:

frecvența ceasului;

gradul de integrare;

taxa internă și externă a datelor prelucrate;

memoria la care poate adăuga CPU-ul.

Odată cu dezvoltarea rapidă a aplicațiilor multimedia înainte de dezvoltatorii de procesoare, apar probleme la creșterea vitezei de prelucrare a unor matrice de date uriașe care conțin informații grafice, sonore sau video. Ca urmare, au apărut procesoare speciale suplimentare DSP.

2.3. Memorie

Procesorul central are acces la date care este în memoria RAM (dispozitivul de memorie fizică se numește dispozitivul de stocare a RAM-Operational sau memoria de acces RAM - aleatorie). Lucrul pe calculator cu programele de utilizatori începe după citirea datelor din memoria externă în memoria RAM.

RAM funcționează sincron cu procesorul central și are un timp mic de acces. RAM salvează date numai când este pornit. Oprirea de putere conduce la o pierdere ireversibilă de date, prin urmare, un utilizator care operează cu matrice de date mari pentru o perioadă lungă de timp este recomandat pentru a economisi periodic rezultatele intermediare pe transportorul exterior.

Prin metoda de implementare, RAM este împărțită în dinamică și statică.

Principalele caracteristici ale berbecului Acestea sunt: \u200b\u200bnumărul de celule de memorie (adrese) și timpul de acces la informațiile determinate de intervalul de timp în care informațiile sunt scrise în memorie sau citite de la acesta.

Baza memoriei RAM sunt chips-uri de memorie ( chipsuri.), care sunt combinate în blocuri (bănci) de diferite configurații. La echiparea băncilor cu diferite jetoane, este necesar să se asigure că timpul de acces nu diferă mai mult de 10 ns.

Pentru funcționarea normală a sistemului, performanța vitezei procesorului central și a RAM este de mare importanță.

Fig.7. Berbec

Memorie cacheconceput pentru a se potrivi cu viteza de funcționare a dispozitivelor relativ lente, astfel, de exemplu, memorie dinamică cu un microprocesor rapid. Utilizarea memoriei cache vă permite să evitați ciclurile de așteptare în activitatea sa, ceea ce reduce performanța întregului sistem.

Cu ajutorul cache-ului, se face, de obicei, o încercare de a coordona activitatea dispozitivelor externe, cum ar fi diverse unități și microprocesor. Controlerul cache corespunzător ar trebui să aibă grijă ca comenzile și datele pe care microprocesorul trebuie să fie necesare la un anumit moment în timp este tocmai până în acest moment în memoria cache.

2.4. Winchester.

Winchester.sau Unități de hard disk - Aceasta este memoria externă a unei cantități mari destinate stocării pe termen lung a informațiilor care combină mediul de informare în sine și dispozitivul de înregistrare / citire într-un singur caz. În comparație cu unitățile, Winchesters au o serie de avantaje foarte valoroase: volumul datelor stocate este incomensurabil mai mare, timpul de acces la hard disk este o ordonanță de mărime mai mică. Singurul dezavantaj este: nu sunt destinate să facă schimb de informații (acest lucru se aplică în staționare, adică încorporată în incinta calculatorului calculatorului, în prezent există unități de hard disk înlocuibile).

Dimensiunile fizice ale hard disk-urilor sunt standardizate printr-un parametru numit factorul de formă (factorul de formă).

Figura 8 prezintă diverse hard diskuri:

Smochin. 8. Winchester.
2.5. Tastatură

Smochin. 9. Tastatură

Este dispozitivul principal de intrare din PC, în ciuda concurenței puternice din mouse. Tastatura convertește o apăsare mecanică la așa-numitul cod sken, care este transmis către controlerul tastaturii de pe placa de bază.

Controlorul, la rândul său, inițializează întreruperea hardware, care este servită de un program special care face parte din ROM-BIOS. Când codul de scanare sosește de la tasta Shift (/) sau comutatorul (,), modificarea stării tastaturii este scrisă la RAM. În toate celelalte cazuri, codul de scanare este transformat în codurile ASCII sau codurile extinse care sunt deja procesate de programul de aplicare.

Conform execuției constructive, se disting următoarele tipuri de tastaturi: tastaturi cu știfturi din plastic, tastatură cu un clic, tastatură pe micro-uri sau germi, tastaturi tactile. Tastaturile sunt, de asemenea, diferite ca cantitate și locație a cheilor. Tastaturile tip SG, la, MFII sunt distinse.

În prezent, există și alte tipuri de tastaturi: tastaturi ergonomice, industriale, cu un cititor de coduri de bare, pentru orb, infraroșu (fără fir) și altele asemenea.

2.6. Monitoriza

Monitoarele sunt dispozitive esențiale de afișare a informațiilor. În prezent, există o mare varietate de monitoare: monitoare digitale (TTL), monitoare analogice, afișaje cu cristale lichide (LCD) (fig.10).

Smochin. 10. Monitoare

2.7. Manipulatori

Aceste dispozitive includ mouse-ul, joystick-ul, trackball-ul. Aceste dispozitive controlează cursorul și sunt prezentate în Figura 11.

Smochin. 11. Dispozitive de control al cursorului

Concluzie

Astfel, în unitatea de sistem a unui computer personal staționar, există componente de bază care asigură executarea programelor de calculator la nivelul hardware.

Dispozitivele externe (cu privire la unitatea de sistem) în scopul funcțional pot fi reprezentate ca grupuri multiple: dispozitive de intrare și ieșire a informațiilor, dispozitive care efectuează simultan funcțiile de intrare și ieșire, dispozitivele de stocare externe.

Dispozitivele de introducere a informațiilor includ tastatura, dispozitivele de coordonate de intrare (manipulatori de tip mouse, trackball, contactul sau panoul tactil, joystick), scaner, camere digitale (camere video și camere), microfon.

Dispozitivele de ieșire a informațiilor includ un monitor, dispozitive de imprimare (PU, imprimantă și un complot), difuzoare de sunet și căști.

Dispozitivele care efectuează funcțiile de introducere și de ieșire includ un adaptor de rețea, modem (modulator - demodulator), placă de sunet.

Dispozitivele de stocare externe includ: unități externe pe discuri magnetice flexibile și grele, unități externe pe discuri optice și magneto-optice, dispozitive de stocare a memoriei flash etc.

Lista literaturii utilizate

1. Gubarev v.g. Sisteme de operare și sisteme de operare PC. M.: Phoenix, 2012. 382 p.

2. Cifrele V. E. IBM PC pentru utilizator, ediția a 6-a, reciclată și completată. M.: INFRA-M, 2006. 432C.

3. Winn L. Roche. Biblia de a moderniza un computer personal. M.: TRIPY-STYLE, 2005. 378 p.

4. Leontyev v.p. Cea mai nouă enciclopedie a computerului personal 2003. M: Olma-Press, 2009. 957 p.

5. Ibrahim K.f. Dispozitiv și tuning PC: Traducere din limba engleză. M.: Binin, 2010. 368 p.

6. Colegii W. Organizarea structurală și arhitectura sistemelor informatice. M.: Williams, 2012. 896 p.

7. Leontiev b.k. Upgrade: Manual pentru a upgrade componentele unui computer personal. M.: Major, 2013. 624 p.

8. Shumilin V.K. Ghid pentru lucrările de siguranță pe computerele personale. M.: NC ENAS, 2011. 28 p.

9. EREMIN E.A. Prelegeri populare pe dispozitivul computerului. BHV-Petersburg, 2013. 272 \u200b\u200bp.

Programul de bază educațional

Fermele Rusiei. Sectorial structura, funcțional și teritorial structuri Economia țării, ... personal calculatoareși proiectoare. Laptopurile achiziționate pentru director și director adjunct. General Număr personal calculatoare, ...

O schemă de calculator care corespunde principiului managementului programului derivă logic din natura consistentă a transformărilor efectuate de o persoană conform unui algoritm (program). Sistemul structural generalizat pentru primele generații este prezentat în Figura 2.1.

Figura 2.1 Schema structurală a primelor generații

În orice computer există dispozitive de introducere a informațiilor (UVV), cu care utilizatorii sunt introduși în calculatorul programelor de sarcini și date de rezolvare. Informațiile introduse sunt amintite integral sau parțial în dispozitivul de stocare operațional (RAM) și apoi transferat la dispozitivul de stocare extern (WA), destinat depozitării informațiilor pe termen lung, unde este convertită într-un obiect de informații speciale - fișierul .

Fişier - Set identificat de instanțe ale datelor descrise pe deplin într-un anumit tip de date care se află în afara programului în memoria externă și disponibilă la program prin operațiuni speciale.

Când utilizați fișierul în procesul de calcul, conținutul său este transferat la RAM. Apoi comanda de informații program pentru comanda este citită în dispozitivul de comandă.

Dispozitivul de control (UU) este destinat să execute automat programele prin aplicarea coordonării tuturor celorlalte dispozitive de calculator. Circuitele de comandă sunt prezentate în figura 2.1 prin linii de bord. Comenzile cauzate de RAM sunt decriptabile de dispozitivul de control: Definirea codului de funcționare pe care trebuie executat următoarele lucrări și adresa operanilor care participă la această operațiune.

Dispozitivul aritmetic și logic (ALU) efectuează operații aritmetice și logice pe date. Partea principală a Allu este mașina de operare, care include admiratori, contoare, registre, traductoare logice etc. Este reconstruită de fiecare dată când următoarea operație. Rezultatele executării operațiunilor individuale sunt salvate pentru utilizarea ulterioară pe unul dintre registrele ALU sau înregistrate în memorie.

Ca dispozitiv de ieșire (salvare), poate fi utilizat ecranul de afișare, imprimanta, un grafic rezistent etc.

Computerele moderne au sisteme suficient de dezvoltate ale operațiunilor mașinilor.

De exemplu, un computer de tip IBM PC are câteva sute de operațiuni diferite (numărul lor depinde de tipul de microprocesor). Orice operație din computer este efectuată în conformitate cu un anumit firmware implementat în schemele ALU cu o secvență corespunzătoare de semnale de control (microcomand). Fiecare microcomand individual este cea mai simplă transformare elementară a acestor adăugări algebrice, schimbarea, rescrierea informațiilor etc.

Deja în primul computer, combinația de operațiuni a fost aplicată pe scară largă pentru a-și crește performanța. În acest caz, fazele secvențiale de execuție a comenzilor individuale de comandă (formarea adreselor de operand, eșantionul operand, execuția operației, trimiterea rezultatului) a fost efectuată de blocuri funcționale separate. În munca lor, ei au format un fel de transportor, iar munca lor paralelă au permis diferitelor faze ale unui întreg bloc de comenzi.

Acest principiu a fost dezvoltat în continuare în următoarele generații. Dar, cu toate acestea, primele computere au avut o centralizare foarte puternică de management, standarde uniforme de formare și formate de date, construirea de cicluri de operațiuni individuale, care explică în mare măsură capacitățile limitate ale bazei elementului utilizate în ele. UU centrală a servit nu numai operații de calcul, ci și o operație I / O, transmiterea datelor între memorie etc. Toate acestea permise într-o anumită măsură pentru a simplifica echipamentul computerului, dar a fost puternic restrâns creșterea performanței lor.

Complicația de a treia generație a complicat structura prin separarea proceselor de informație I / O și a procesului de procesare.

Dispozitivele strâns legate de Allu și Uu au un nume cPU.

Dispozitive suplimentare au apărut în schema de calculator, care au avut astfel de nume: procesoare I / O, un dispozitiv de control al schimbului de informații, un canal I / O. Acesta din urmă a primit cea mai mare distribuție în raport cu un computer mare. A existat o tendință de descentralizare a managementului și funcționarea paralelă a dispozitivelor individuale, ceea ce a făcut posibilă creșterea bruscă a vitezei computerului în ansamblu.

Printre canalele I / O, au fost izolate canale multiplex, capabile să deservească un număr mare de dispozitive I / O mai lent și canale de selecție care servesc în moduri multi-canale de dispozitive de stocare externe de mare viteză.

În computerele personale aparținând calculatorului de a patra generație, a existat o schimbare suplimentară a structurii (Figura 2.2). Conectarea tuturor dispozitivelor într-o singură mașină este prevăzută cu un autobuz comun, care este o linie de date, adrese, semnale de control și putere. Sistemul unificat al compușilor hardware a simplificat semnificativ structura făcând-o chiar mai descentralizată.

Toate datele de transmisie din autobuz sunt efectuate sub controlul programelor de servicii.

Figura 2.2 Schema structurală a PC

PC-ul de bază formează un procesor, memoria principală (OP) constând din RAM și un dispozitiv de stocare permanentă (ROM) și memorie video.

ROM-ul este destinat să înregistreze și să stocheze în mod constant cele mai frecvent utilizate programe de control.

Conectarea tuturor dispozitivelor externe (în interior), Afișaj, tastaturi, memorie externă etc., furnizate prin intermediul adaptoarelor corespunzătoare - Vitezele de negociere ale dispozitivelor sau a controlorilor de împerechere sunt dispozitive speciale de control periferic. Controlerele din PC joacă rolul canalelor I / O. Un cronometru este de a selecta dispozitivul de măsurare a timpului temporizator și un controler de acces direct (eficiență) este un dispozitiv care oferă acces la PO, ocolind procesorul.

Metoda de formare a unei structuri PC este standard logică și naturală pentru această clasă de calculatoare.

Locul central din structura PC-ului ocupă o anvelopă. Anvelopa este un canal comun de comunicare utilizat pentru a face schimb de informații între dispozitivele de calculator. În primul PC, a fost prezentat pur și simplu un set de conductori destinați transmisiei de date, adreselor, semnalelor de putere și controlului. Deoarece tehnologia de calcul se dezvoltă, complicarea structurii computerelor, creșterea vitezei dispozitivelor și a volumelor datelor trimise, saturația perifericelor cu diverse dispozitive, inclusiv multimedia, singura anvelopă nu mai poate oferi o muncă eficientă.

În PC-ul modern, canalul de interacțiune al computerului dispozitivului de calculator este prezentat cu un număr mare de anvelope care funcționează în conformitate cu standardele vechi și noi. Salvarea standardelor vechi oferă compatibilitatea, adică capacitatea de a lucra cu dispozitivele tradiționale conectate la porturile COM și LPT.

Organizarea de funcționare coordonată a anvelopelor și a dispozitivelor efectuează chips-uri logice de sistem, numită Chipset (Chipset).

Majoritatea seturilor de cipuri logice ale sistemului au o structură ierarhică pronunțată a construcției care îndeplinește nivelurile de dispozitive de intrare de mare viteză și de mare viteză. Pentru cele mai recente microprocesoare Pentium, se utilizează așa-numita structură hub a chipsetului. În acest caz, cuvântul "hub" poate fi înțeles în mod egal ca un comutator (dispozitiv pentru conectarea intrărilor individuale cu anumite ieșiri) sau un butuc (dispozitiv, potrivirea canalelor de mare viteză cu mai puțină viteză).

În structura chipset-ului pentru funcționarea dispozitivelor de kernel de mare viteză, Podul de Nord, NB este Podul de Nord (în unele seturi, cum ar fi Intel 820, se numește butuc de controler de memorie, MCH - un controler de memorie, este De asemenea, un controler grafic pentru controlul sistemului video printr-un port grafic accelerat accelerat, AGP). Canalele de transmisie a datelor între procesor sau două procesoare, memoria video și memoria aleatorie au o lățime de bandă mai mare de 1 GB / s.

Dispozitive de intrare a datelor cu viteză redusă Controlul podului de Sud, SB (podul sudic). În setul Intel 820 se numește butucul de control al I / O - controlerul care servește dispozitive I / O cu viteză redusă. Acesta este acest port care coordonează standardele de schimb de date pe diferite anvelope.

Istoria dezvoltării tehnologiei de calcul a arătat că conexiunea "memorie procesory" este locul cel mai restrâns. Viteza memoriei determină în mare măsură viteza globală a calculelor consecutive. Prin urmare, puterea celor mai noi microprocesoare este utilizată numai cu 25-30%.

Din punctul de vedere al utilizatorului, este de dorit să aveți o memorie RAM de mare capacitate și o viteză mare în calculator. Cu toate acestea, construcția de memorie la un nivel nu vă permite să satisfaceți simultan aceste două cerințe contradictorii.

Prin urmare, memoria computerelor moderne se bazează pe un principiu multi-nivel, piramidal.

Ca parte a procesoarelor disponibile dispozitiv de stocare superoperator O mică capacitate formată din mai multe duzini de registre cu un timp de acces rapid care constituie un ciclu de procesor (nanosecunde, NS). Aici, datele participate direct la procesare este de obicei stocată.

Următorul nivel este format memorie cache, sau memoria notepad. Este un dispozitiv de stocare tampon conceput pentru a stoca zeci activi și sute de kribs. Memoria de numerar, ca mai rapidă, este destinată să accelereze eșantionul de comenzi de program și date prelucrate. Eșantionul de date asociativ este posibil aici.

Cantitatea principală de programe de utilizator și a datelor către acestea este plasată în depozitare operațională (Capacitate - Milioane de cuvinte de mașină, timp de prelevare - până la 20 ceasuri de procesor).

O parte din programele de mașini și cele mai frecvent utilizate constante care oferă un control automat de calcul pot fi plasate în memorie permanentă (ROM).

La niveluri mai mici de ierarhie sunt situate dispozitive de stocare externă Pe medii magnetice: pe discuri magnetice rigide și flexibile, benzi magnetice, discuri magneto-optice etc. Acestea se disting prin viteza mai mică și capacitate foarte mare.

Organizarea plății în avans a fluxurilor de informații între memoria diferitelor nivele în gestionarea descentralizată a acestora vă permite să luați în considerare ierarhia de memorie ca o memorie virtuală unică abstract (aparentă). Lucrarea convenită a tuturor nivelurilor este furnizată în desfășurarea programelor sistemului de operare. Utilizatorul are capacitatea de a lucra cu memoria mult depășind capacitatea de memorie RAM.

Informații similare.