Funkčne štrukturálna organizácia osobného počítača. Počítačová funkčná štruktúra. Algoritmus môže byť navrhnutý tak, aby vykonával svoju osobu alebo automatické zariadenie.

Hlavné bloky počítača a ich účel

Koncepcia architektúry a štruktúry

Architektúra počítača je určená množinou jeho vlastností, ktoré sú nevyhnutné pre používateľa. Hlavným zameraním je na štruktúre a funkčnosti PC, ktoré sú rozdelené na základné a ďalšie.

Hlavné funkcie určujú účel počítača: spracovanie a ukladanie informácií, výmenu informácií s externými objektmi. Ďalšie funkcie Zvýšiť efektívnosť hlavných funkcií: Poskytnite efektívne spôsoby jeho prevádzky, dialógu používateľa, vysoká spoľahlivosť atď. Tieto počítače sú implementované pomocou jeho komponentov: hardvér a softvér.

Štruktúra počítača je určitý model, ktorý stanovuje zloženie, objednávku a princípy interakcie zahrnuté v IT komponentoch.

Osobným počítačom je stolný alebo prenosný počítač a univerzálnosť použitia. Výhody PC sú:

1. Malá hodnota umiestnená v rámci prístupu pre individuálneho kupujúceho;
2. autonómna činnosť bez osobitných požiadaviek na podmienky prostredia;
3. Flexibilita architektúry, ktorá zabezpečuje jeho prispôsobivosť rôznym aplikáciám v oblasti manažmentu, vedy, vzdelávania, v každodennom živote;
4. "priateľstvo" operačného systému a iného softvéru, ktorý spôsobuje schopnosť pracovať s ňou bez špeciálneho vzdelávania;
5. Vysoká spoľahlivosť práce (viac ako 5 tisíc hodín zlyhania za odmietnutie)

Štruktúra osobnej počítačovej techniky

Zvážte zloženie a účel hlavných počítačov PC vo vzťahu k počítačom podobným IBM, ktoré spĺňajú požiadavky všeobecnej dostupnosti.

Mikroprocesor (MP). Toto je centrálna PC jednotka určená na riadenie práce všetkých blokov stroja a vykonávať aritmetické a logické informácie o informáciách.

MP zahŕňa:

1. Riadiace zariadenie (UU) - vytvára a predkladá všetkým blokom stroja v správnych bodoch určitých signálov "- w kontroly (kontrolné impulzy) v dôsledku špecifík vykonávania operácie a výsledky predchádzajúcich operácií; Generuje adresy pamäťových buniek použitých vykonaným operáciou a prenáša tieto adresy na príslušné počítače. Referenčná sekvencia pulzov UU sa získa z generátora hodinových impulzov;
2. Aritmetické a logické zariadenie (Allu) je určené na vykonávanie všetkých aritmetických a logických operácií nad numerickými a symbolickými informáciami (v niektorých modeloch PC, aby sa urýchlili vykonávanie operácií. ALLU pripojil ďalší matematický koprocesor;
3. Mikroprocesorová pamäť (MPP) - slúži na krátkodobé ukladanie, nahrávanie a vydávanie informácií priamo použitých vo výpočtoch v najbližších strojoch stroja. MPP je založený na registroch a slúži na zabezpečenie vysokej rýchlosti stroja, pretože hlavná pamäť (OP) nie vždy poskytuje rýchlosť nahrávania, vyhľadávania a čítania informácií potrebných na efektívnu prevádzku vysokorýchlostného posilňovača. Registre - vysokorýchlostné pamäťové bunky rôznych dĺžok (na rozdiel od buniek OP, ktoré majú štandardnú dĺžku 1 bajtov a nižšiu rýchlosť);
4. Systém rozhrania mikroprocesorov - implementuje konjugáciu a spojenie s inými počítačmi; Zahŕňa interné MP rozhranie, registre nárazníkových úložísk a I / O manažment portov (PVV) a systémový autobus. Rozhranie (rozhranie) je súbor kompilácie a komunikačných zariadení, ktoré zabezpečujú ich účinnú interakciu. I / O port (I / O - vstup / výstupný port) je spárovací nástroj, ktorý vám umožní pripojiť ďalšie PC zariadenia k mikroprocesoru.

Generátor impulzov. Generuje sekvenciu elektrických impulzov; Frekvencia generovaných impulzov určuje frekvenciu hodín stroja.

Časový interval medzi susednými impulzmi určuje čas jednej práce alebo len hodiny práce stroja. Frekvencia generátora CLOCK PULSE je jednou z hlavných charakteristík osobného počítača a do značnej miery určuje rýchlosť jeho prevádzky, pre každú operáciu v stroji sa vykonáva pre určitý počet hodín.

Systémový autobus. Toto je hlavný systém PC, ktorý zaisťuje konjugáciu a pripojenie všetkých jeho zariadení medzi sebou.

Systémová pneumatika zahŕňa:

1. Dátový zbernicový (CSF) obsahujúci drôty a párovacie schémy pre paralelný prenos všetkých číslic číselného kódu (strojové slovo) operand;
2. Kódová pneumatika adresy (CSH), vrátane vodičov a párovacích schém pre paralelný prenos všetkých vypúšťaní kódu hlavnej pamäťovej bunky alebo I / O portu externého zariadenia;
3. Kód typ inštrukcií (KSH), obsahujúce vodiče a schémy párovania pre vysielanie inštrukcií (riadiace signály, impulzy) vo všetkých blokoch stroja; Power Autobus, ktoré majú vodiče a schémy párovania pre pripojenie PC blokov do systému napájania.

Systémová zbernica poskytuje tri pokyny pre prenos informácií:

- medzi mikroprocesorom a hlavnou pamäťou;
- medzi, mikroprocesormi a I / O porty externých zariadení;
- Medzi hlavnou pamäťou a I / O porty externých zariadení (v režime priameho prístupu k pamäti).

Všetky bloky, alebo skôr ich I / O porty prostredníctvom vhodných zjednotených konektorov (kĺbov) sú pripojené k zbernici jednotne: priamo alebo cez regulátory (adaptéry). Systém systémovej zbernice sa uskutočňuje mikroprocesorom alebo priamo, alebo častejšie prostredníctvom ďalšieho čipu - regulátora zbernice, ktorý tvorí hlavné riadiace signály. Výmena informácií medzi externými zariadeniami a systémovými autobusmi sa vykonáva pomocou kódov ASCII.

Základná pamäť (OP). Je určený na ukladanie a okamžite vymieňať informácie s inými blokmi stroja. OP obsahuje dva typy zariadení: Konštantné pamäťové zariadenie (ROM) a prevádzkové úložné zariadenie (RAM).

ROM slúži na ukladanie nemocenského (konštantného) softvéru a informácií o pomoci, umožňuje rýchlo si prečítať iba informácie uložené v ňom (zmeniť informácie na ROM nie je možné zmeniť).

RAM je určený na prevádzkové zaznamenávanie, skladovanie a čítanie informácií (programy a údaje), ktoré sa priamo podieľajú na informačnom a výpočtovom procese, ktorý vykonáva PC v aktuálnom časovom období. Hlavné výhody RAM sú jeho vysoká rýchlosť a možnosť prístupu k každej pamäťovej bunke samostatne (priamy prístup k bunke). Ako nedostatok pamäte RAM by sa malo poznamenať, že by sa v ňom poznamenáva nemožnosť ukladania informácií v ňom po vypnutí výkonu stroja (energetická závislosť).

Externá pamäť. Vzťahuje sa na externé PC zariadenia a používa sa na dlhodobé skladovanie akýchkoľvek informácií, ktoré môžu kedykoľvek vyriešiť problémy. Všetky počítačové softvér sa skladá najmä v externej pamäti. Externá pamäť obsahuje rôzne typy pamäťových zariadení, ale najčastejšie existujúce existujúce na akomkoľvek počítači sú tuhé (NGMD) a flexibilné (NGMD) magnetické disky.

Účelom týchto jednotiek je skladovanie veľkých množstiev informácií, nahrávanie a vydávanie uložených informácií na požiadanie na prevádzkové úložné zariadenie. NGMD a NGMD sa líšia len konštruktívne, objemom uložených informácií a čas vyhľadávania, záznam a informácie o čítaní.

Skladovacie zariadenia sa používajú aj ako pamäťové zariadenia na kazetovej magnetickej páskovej páske (stuhy), pohony na optických diskoch (CD-ROM - kompaktný disk si prečítajte iba pamäť - CD s pamäťou, čitateľnou), atď.

Zdroj. Toto je blok obsahujúci autonómne a sieťové systémy.

Časovač. Ide o intramaneshine elektronické hodinky, ktoré poskytujú automatické čítanie aktuálneho času (rok, mesiac, hodiny, minúty, sekundy a zlomok sekúnd) v prípade potreby. Časovač sa pripojí k autonómnemu zdroju napájania - batérie a keď je stroj odpojený od siete naďalej pracovať.

Externé zariadenia (WU). Toto je najdôležitejšia zložka akéhokoľvek výpočtového komplexu. Stačí povedať, že za cenu WU niekedy tvoria 50 - 80% celkového počítača. Z kompozície a charakteristiky WU je možnosť a účinnosť používania počítačov v systémoch riadenia av národnom hospodárstve ako celok do značnej miery závislé.

Wu PCS Zabezpečte interakciu stroja s prostredím: užívatelia, kontrolné objekty a iné počítače. Wu je veľmi rôznorodý a môže byť klasifikovaný pre množstvo značiek. Takže na účel možno rozlíšiť tieto typy:

- externé pamäťové zariadenia (vosk) alebo externá pamäť počítača;
- Dialógové okno používateľa;
- Zariadenia na vstup informácií;
- Informačné výstupné zariadenia;
- prostriedky komunikácie a telekomunikácií.

User Dialoguers zahŕňajú video monitor (displeje), menej často, pulzné písacie stroje (tlačiarne klávesnice) a zariadenia na hlasovanie-up-to-výstup.

Video Monitor (displej) - Zariadenie na zobrazenie zadaných informácií a zobrazených z PC.

Zariadenia na reč I / O sa týkajú multimédií rýchlych rozvojových činidiel. Zariadenia na vstup reči sú rôzne akustické systémy mikrofónu, "zvukové myši", napríklad s komplexným softvérom, čo umožňuje rozpoznať písmená vyslovené písmená a slová ich identifikujú a kódovať ich.

Zariadenia na výstup reči sú rôzne zvukové syntetizátory, ktoré vykonávajú digitálnu konverziu kódu na písmená a slová prehrávané reproduktormi (reproduktormi) alebo zvukovými reproduktormi pripojenými k počítaču.

Zariadenia na vstup informácií zahŕňajú:

· Klávesnica - zariadenie pre manuálny vstup numerických, textových a kontrolných informácií v PC;
· Grafické tablety (dijitizátory) - pre manuálne vstupy grafických informácií, snímok pohybom pozdĺž špeciálneho ukazovateľa na tabletu (pero); Keď sa pero pohybuje, automaticky sa vykonávajú súradnice jeho umiestnenia a vstup týchto súradníc v PC;
· Skenery (čítacie stroje) - pre automatické čítanie z papierových nosičov a vstupu do písacích písacích textílií, grafov, výkresov, výkresov; V zariadení na kódovanie skenera v textovom režime čítate znaky po porovnaní s referenčnými kontúrami, špeciálne programy sa konvertujú na kódy ASCII a v grafických grafoch sú čítacie grafy a výkresy prevedené na sekvenciu dvojrozmerných súradníc;
· Manipulátory (pokyny inštrukcií): Joystick - Páka, myš, TrackBall - Ball v rámčeku, svetelné pero a iné - Ak chcete zadať grafické informácie na obrazovke displeja tým, že ovládaním križovatke kurzora na obrazovke, po ktorom nasleduje kódovanie súradníc kurzora a zadajte ich do počítača;
· Dotknite sa obrazovky - pre vstup do jednotlivých prvkov obrázkov, programov alebo príkazov z displeja programu Polyext v PC.

Informačné výstupné zariadenia zahŕňajú:

· Tlačiarne - tlačové zariadenia na registráciu informácií o nosiči papiera;
· Odolnosť proti štepu (plottery) - zobrazenie grafických informácií (grafy, kresby, kresby) z počítačov na nosiči papiera; Plottery sú vektor s kresbou obrazu s perom a rasterom: termografický, elektrostatický, atramentový a laser. Podľa dizajnu sú plottery rozdelené do tabliet a bubnov. Hlavné charakteristiky všetkých plotts sú približne rovnaké: Rýchlosť ťahania - 100 - 1000 mm / s, najlepšie modely sú možné farebný obraz a poltónový prenos; Najväčšie rozlíšenie a jasnosť obrazu v laserových plotteroch, ale sú najdrahšie.

Komunikačné a telekomunikačné zariadenia sa používajú na komunikáciu so zariadeniami a inými nástrojmi automatizácie (súradnice rozhrania, adaptérov, adaptérov, digitálnych analógových a analógových digitálnych meničov atď.) A na pripojenie PC na komunikačné kanály, na iné počítačové a výpočtové siete (sieťové rozhranie Dosky, "kĺby", multiplexory prenosu dát, modems).

Najmä sieťový adaptér je externé PC rozhranie a slúži na pripojenie k komunikačnému kanálu, aby si vymieňali informácie s inými počítačmi, pracovať ako súčasť počítačovej siete. V globálnych sieťach funkcia sieťového adaptéra vykonáva modulátor demodulátora (modem).

Mnohé z vyššie uvedených zariadení patria do podmienečne špecializovaných skupín - médií médií.

Produkty MEDIMEDIA (Multimédiá - "Multi-Stage") je komplex hardvéru a softvéru, ktorý umožňuje osobe komunikovať s počítačom pomocou rôznych rôznych prostredí: zvuk, video, grafiku, texty, animácie atď.

Multimediálne nástroje zahŕňajú hlasové vstupy a informácie o displeji: Široko distribuované skenery sú teraz (pretože umožňujú automaticky zadať tlačové texty a kresby do počítača); Vysoko kvalitné video - (video-) a zvukové (zvukové) karty, video snímacie dosky (VOLEGRABBER), odstránenie obrazu z videorekordéra alebo kamkordéra a zadajte ho do počítača; Vysoko kvalitné akustické a video reprodukčné systémy so zosilňovačmi, zvukovými stĺpmi, veľkou video obrazovkou. Ale snáď, s veľkým základom pre médiá médií, sa často používajú externé pamäťové zariadenia s vysokou kapacitou na optických diskoch na nahrávanie zvukových a video informácií.

Náklady na kompaktné disky (CD) s ich hmotnostnou replikáciou sú nízke a vzhľadom na ich veľkú kapacitu (650 MB a nové typy - 1 GB a vyššia), vysoká spoľahlivosť a trvanlivosť, náklady na ukladanie informácií na CD pre používateľa Ukazuje sa, že je neporovnateľne menší ako na magnetických diskoch. To už viedlo k tomu, že väčšina softvérových nástrojov rôznych cieľov sa dodáva na CD na CD v zahraničí, organizujú sa rozsiahle databázy, celé knižnice; CD prezentuje slovníky, referenčné knihy, encyklopédia; Vzdelávacích a vzdelávacích programov na všeobecnom vzdelávaní a špeciálnych predmetoch.

CD je široko používané napríklad pri učení sa cudzích jazykov, pravidiel cestnej premávky, účtovníctva, právnych predpisov vo všeobecnej a daňovej legislatíve. A to všetko je sprevádzané textami a výkresmi, informáciami o reči a animácii, hudbou a videom. V čisto aspekte domácností je možné CD použiť na ukladanie zvukových a video záznamov, t.j. Použite namiesto audio kaziet prehrávača a video kaziet. Samozrejme, mali by ste spomenúť, samozrejme, o veľkom počte počítačových hier uložených na CD.

CD-ROM teda otvára prístup k obrovským množstvom pestovaných a funkčných cieľov a podľa prehrávania informácií zaznamenaných na CD.

Ďalšie systémy. K systémovej zbernicu a na PC MP, spolu s externými zariadeniami typu môžu byť pripojené niektoré ďalšie poplatky s integrovanými čipmi, môžu byť pripojené, rozširovanie a zlepšenie funkčnosti mikroprocesora: matematický koprocesor, priamy prístupový ovládač, I / O Coprocessor, Prerušenie regulátora atď.

Matematický koprocesor je široko používaný na urýchlenie operácií cez binárne plávajúce čísla, cez binárne-kódované desatinné čísla, na výpočet niektorých transcendentných, vrátane trigonometrických funkcií. Matematický koprocesor má svoj vlastný systém príkazov a funguje paralelné (zarovnanie v čase) s hlavným MP, ale pod kontrolou. Zrýchlenie operácií sa vyskytuje v desiatok časoch. MPS modely, počnúc MP 80486 DX, zahŕňajú koprocesor vo svojej štruktúre.

Regulátor priameho prístupu zobrazuje MP z priamej kontroly pamäťových zariadení na magnetických diskoch, čo výrazne zvyšuje efektívnu rýchlosť počítača. Bez tohto regulátora sa výmena údajov medzi PSU a RAM uskutočňuje prostredníctvom MP registra, a ak je prezentovaný, údaje sú priamo prenášané medzi publikáciou a RAM, obchádzajúc MP

I / O CoproCessor v dôsledku paralelnej prevádzky s MP výrazne urýchľuje vykonanie I / O postupov pri servise niekoľkých externých zariadení (displej, tlačiareň, NGMD NGMD atď.): Frévy MP z manipulácie s I / O, vrátane priameho režimu Prístup k pamäti.

Najdôležitejšou úlohou sa prehrá v regulátore prerušenia PC.

Prerušiť - dočasne zastaviť realizáciu jedného programu na účely rýchleho výkonu iného, \u200b\u200bv súčasnosti dôležitejšie (prioritné) program.

Prerušenia sa vyskytujú, keď počítač pracuje neustále pracuje. Stačí povedať, že všetky postupy pre I / O informácie sa vykonávajú na prerušení, napríklad prerušenia od časovača a sú obsluhované prerušením regulátora 18-krát za sekundu (prirodzene, užívateľ si ich nevšimne).

Regulátor prerušenia slúži na postupy prerušenia, prijmú žiadosť o prerušenie z externých zariadení, určuje úroveň priority tejto požiadavky a poskytuje prerušenie signálu k MP. MP, po prijatí tohto signálu, pozastaví vykonanie aktuálneho programu a pokračuje, aby vykonal osobitný program údržby tohto prerušenia, ktorý požadoval externé zariadenie. Po dokončení servisného programu sa obnoví dokončenie prerušeného programu. Prerušenie regulátora je programovateľný.

Akýkoľvek biologický objekt (muž, zviera, hmyz) v procese jeho živobytie by mal primerane reagovať na vplyv na časť predmetov svojho sveta. To je možné len vtedy, ak existujú orgány v biologických objektoch, ktoré implementujú potrebné funkcie práce s informáciami (údajmi) (Obr. 18.1).

Funkcie objektu, ktorý implementuje spracovanie údajov

Obr. 18.1.

Zadanie (recepcia) údajov (informácie0 z iného objektu;
Ukladanie údajov (informácie);
Spracovanie údajov (informácie);
Výstup (prenos) údajov (informácie) do iného objektu.

Osoba vytvorila podobné zariadenia, ale nie v zmysle vzhľadu, ale v zmysle implementácie rovnakých funkcií potrebných na prácu s informáciami.

18.1. Počítačové funkcie, ako sú systémy na spracovanie údajov

Obr. 18.1.1.

Obrázok 18.1.1. Zobrazí sa diagram anti-lock brzdového systému (AST). Je zrejmé, že správa akéhokoľvek objektu je založená na vlastnostiach fungovania tohto kontrolného objektu. Kontrola je, že kontrolný objekt je preložený do rôznych stavov pomocou ovládacieho programu nainštalovaného na počítači. Význam AST je, že koleso vozidla sa vždy otáča. Pri blokovaní kolesa bude nekontrolovaný pohyb vozidla.

Vodiča pri brzdnom pedári. Úloha AST: Zabráňte zámku kolesa.

Prvá funkcia (vstup) je, že analógové signály z snímača otáčania kolies sa konvertujú na digitálne signály (kódy) a zadali sa do pamäte počítača. Druhá funkcia (Skladovanie) je, že kódy stavu kolies sú vnímané riadiacim programom. Ak kód zodpovedá otáčaniu kolesa, riadiaci systém "tichý". Ak kód zodpovedá stavu "upevňovacnosti" kolies, program vygeneruje riadiaci kód, ktorý je vydaný (výstupná funkcia) na DAC. Tento kód sa prevedie na DAC do napätia a je vnímaný AST ako kontrolný účinok "oslabenie brzdnej sily". AST oslabuje brzdnú silu a koleso sa začne otáčať.

Analýza tejto schémy označuje, že počítač je možné zobraziť ako zariadenie na spracovanie údajov, pretože V tomto zariadení sú implementované všetky 4 funkcie. Treba však poznamenať, že tieto funkcie sa realizujú pomocou hardvéru a softvéru. Samozrejme, skutočná úloha riadenia elektrónového mikroskopu je realizovaná programom. Zariadenie hrá pomocnú úlohu. Z tohto dôvodu hovoria o hardvérových manažérov softvéru.

Obrázok 18.1.2. Predstavil komplexnejší hardvér a softvér.

Obr. 18.1.2.

V tomto systéme kontroly elektrónového mikroskopu je osoba v riadiacom okruhu. Signály o testovacom objekte sa konvertujú na kódy a sú zobrazené na displeji (displej). Človek, skúmať obraz objektu, môže ovládať elektrónový mikroskop, dávať mu príkazy: Ak chcete zvýšiť obrázok (bližšie k objektívu mikroskopu na objekt), znížte obraz, presuňte objektív doprava atď. Ľudské príkazy sú konvertované programom v ovládacích kódoch, ktoré sú zase prevedené na DAC v signáloch rôznych napätí. Signály sú vnímané ovládacími prvkami elektrónového mikroskopu a vykonáva užívateľsky definovaný príkaz.

Analýza dvoch výkresov ukazuje, že počítač môže fungovať bez takéhoto zariadenia ako displeja. Displej je možné zobraziť ako zobrazovacie zariadenie, ako aj výstupné zariadenie zariadenia. Zadávanie informácií podľa MAN sa vykonáva pomocou klávesnice.

Počítačové funkčné zariadenie: Hardvér, ktorý implementuje špecifickú funkciu počítača.

Hlavný modulárny princíp organizácie počítač: Všetky funkčné prvky počítača sú navzájom spojené pomocou spoločnej (systémovej) diaľnice (pneumatiky) a vymieňajú sa vzájomnými údajmi prostredníctvom tohto funkčného zariadenia (obr. 18.1.3.).

Zloženie systémovej diaľnice:

dátový autobus;
Adresa pneumatík;
Kontrolný autobus.

Obr. 18.1.3.

Už sme považovali za realizáciu programu programu. Procesor by mal odvolávať na OP pre nasledujúci príkaz, potom procesor by mal odvolávať na OP na výber operandov a nakoniec by mal procesor odvolávať na OD na zaznamenávanie výsledku operácie na operanstvách. Ak počas procesu vykonávania programu musíte vykonávať operácie v alebo produkte, len vývojár programu vie okamih začatia týchto operácií. To znamená, že ako súčasť systémového systému môžu byť nielen aritmetické a logické príkazy, ale aj príkazy na ovládanie zariadení. Záver: Primárnym zdrojom dvoch zariadení navzájom je procesor, ktorý vykonáva príkazový príkaz. Procesor vydáva adresa zariadenia (predplatiteľov) na adresu adresy zariadení (predplatitelia), medzi ktorými by sa mali vyskytnúť údaje. Odberatelia Používanie riadiacich signálov kontroly pneumatík sa musia dohodnúť na ich činnostiach. Údaje prirodzene by sa mali prenášať cez dátový autobus. Obrázok 18.1.4. Prezentované vo všeobecnej funkčnej štruktúre počítača.

Obr. 18.1.4.

CPU:funkčné zariadenie vykonávajúce programové príkazy.

Počítačová pamäť: Funkčné zariadenie, ktoré poskytuje ukladanie údajov uvedených v elektronickej forme.

Procesor nemá funkciu ukladania. Z tohto dôvodu, ako sa predtým preskúmal, musí procesor neustále pristupovať k pamäti. V každom cykle medzi procesorom a pamäťou sa 1 slovo vymieňa. Samozrejme, pamäť by mala mať rovnakú rýchlosť práce (rýchlosť), ako aj procesor. Zistili sa technické prvky, ktoré majú rýchlosť blízko rýchlosti procesora. Tieto prvky však majú 2 nevýhody. Prvá nevýhoda: Údaje uložené v tejto pamäti zmiznú, keď je napájanie vypnuté. Druhá nevýhoda sa vzťahuje na oblasť ekonómie: tieto zariadenia sú dosť drahé. Preto sú v moderných počítačoch 2 úrovne pamäte. Prvá úroveň - RAM (OP). Je to len preto, že si vymieňa údaje procesora počas vykonávania programu.

Druhá pamäť je tvrdý magnetický disk (ZDD). Toto je pomalé zariadenie. Výmena údajov z OP a iných funkčných prvkov počítača. Ak sledujete vývoj osobných počítačov, môžete vidieť trvalý nárast objemu RAM. To je tiež spojené s ekonomickým faktorom: ako sa zvyšuje problém, vývoj technológií na výrobu základných modulov základného prvku sa stáva lacnejším. Evolúcia OP: 128 Kb, 256 Kb, 512 Kb, 1 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB atď.

V každom cykle OP výmeny s procesorom 1 slova. V každom cykle OP, výmeny so ZDD blokom pozostávajúcim z niekoľkých slov (obr. 18.1.5.).

Počítačové jadro:súbor funkčných zariadení, ktoré implementujú funkcie ukladania a spracovania. Jadro počítača zahŕňa: procesor, RAM, ZDD.

Obr. 18.1.5.

Poznámka. Upozorňujeme, že koncepcia "počítačového jadra" je funkčná, nie technická (formálne). Príkladom formálneho prístupu je oddelenie pamäte na vnútornú a externú. Interná je považovaná za RAM, externé - dlhodobé. Kritériom takejto oddelení je formálne schopnosti pamäťových zariadení ukladať informácie po výpadkoch napájania. Zároveň s touto klasifikáciou nie sú vysvetlené pojmy "interné" a "externé". Aký je objekt, v súvislosti s ktorými sa tieto koncepty používajú?

Rada. So zavedením akejkoľvek klasifikácie je potrebné jasne definovať kritérium klasifikácie a všetky koncepty používané v opise klasifikácie.

Zostávajúce zariadenia sú vo vzťahu k jadru I / O zariadenia.

Klávesnica Je to najjednoduchšie vstupné zariadenie v osobnom počítači.

Tlačiareň: Dátové výstupné zariadenie na papierových médiách.

Pre pohodlie používateľa sa do osobného počítača zapíšu grafický manipulátor a displej.

Grafický manipulátor: Funkčné zariadenie, ktoré posúva grafický ukazovateľ na obrazovke displeja a vydáva signál na vykonanie určeného grafického ukazovateľa k príkazu.

Konštruktívna implementácia grafického manipulátora: myš (myš), trackball (trackball), top Pad (Touch Pad).

Grafický ukazovateľ: Ikona, s ktorou užívateľ určuje objekt pre programy, na ktoré sa musí užívateľ určený užívateľom vykonať.

Displej: Počítačové funkčné zariadenie, ktoré poskytuje vizuálny displej na obrazovke s informáciami, ktorý umožňuje používateľovi efektívne používať možnosti počítača.

Ako vidíte, grafický ukazovateľ a displej nevykonávajú žiadny zo 4 zariadení na spracovanie údajov.

Disketová jednotka: I / O Zariadenie na výmenu dát s externým nosičom dát na základe diskety (disketa).

JednotkaCd-Disc: I / O Zariadenie na výmenu dát s externým nosičom dát na základe CD.

Základná konfigurácia osobného počítača: Minimálny súbor funkčných zariadení dodávaných Kupujúcim.

Základná súprava sa mení v súlade s technologickými schopnosťami výrobcov. Základná konfigurácia v súčasnosti obsahuje: jadro, displej, CD Drive (DVD) - Disk. Disketová disková jednotka už nie je vždy dodávaná ako súčasť počítača pri predaji.

MODEM: I / O Zariadenie na výmenu počítačových dát s analógovými signálovými kanálmi (konverzia analógových signálov na diskrétne a naopak).

Modulárny princíp organizácie počítača kombinuje funkčné a konštruktívne aspekty organizácie počítača.

Modul: Funkčný prvok počítača implementoval ako určitý dizajn.

Napríklad procesor je implementovaný na čipe, ktorý je štruktúrne zariadený vo forme rovnobežnosti s množstvom kontaktov pre elektrické spojenie s inými funkčnými prvkami a je vložený do konektora. CD DRIVE, DVD, tvrdý magnetický disk sa vyrába vo forme boxov.

Počítač, ako technický systém, by mal mať vo svojich kompozitných moduloch, ktoré implementujú pomocné funkcie: chladenie rôznych zariadení (nútených), ochranu ľudskej ochrany pred ožarovaním, pripojením všetkých modulov vo forme vhodnej na inštaláciu a prenosu dizajnu (montážne prvky ).

Každé funkčné zariadenie môže byť implementované na rôznych fyzikálnych princípoch a mať iný konštruktívny dizajn. Zostava počítača sa vykonáva inštaláciou a upevňovacími modulmi v montážnych prvkoch. Oprava počítača sa vykonáva v úrovni náhrady modulu.

Montážne prvky osobného počítača: systémová jednotka, základná doska, puzdro na displeji, bývanie modem.

18.2. Účel funkčného regulátora

V moderných osobných počítačoch je každé počítačové funkčné zariadenie pripojené k systémovej diaľnici (obr. 18.2.1.).

Obr. 18.2.1.

Ak chcete spravovať funkčné zariadenie, vydávať príkazy pre neho, prijímať informácie z IT o výsledkoch vykonávania príkazov, ak je to potrebné, aby ho poskytli údaje alebo prijímať údaje z neho, musí existovať výmena signálov medzi ňou a systémom a informačné. Samozrejme, výmena týchto signálov by sa mala vyskytnúť podľa osobitných pravidiel.

Rozhranie: Pravidlá pre interakciu medzi technickým alebo softvérom.

V súvislosti so zvýšením dopytu po počítače sa objavili nových vývojárov. Výsledkom ich práce bol vznik počítačových platforiem a rodín počítačov s rôznymi rozhraniami zo systémových diaľnic. Zároveň boli výrobcovia funkčných zariadení v ťažkej situácii. Museli vyrábať rôzne priemyselné výrobky s identickými funkciami. Zistilo sa, že nasledujúce riešenie znižuje výrobné náklady. Funkčné zariadenie je rozdelené na 2 časti (obr. 18.2.2.). Prvá časť má všetky potrebné funkcie a má základné trvalé rozhranie. Táto časť je najťažšia a spravidla určuje náklady na celé funkčné zariadenie. Druhá časť regulátorPoskytuje len homologizáciu základného hardvérového rozhrania funkčného zariadenia s rozhraním systémovej diaľnice určitej počítačovej platformy.

Výrobca teda môže produkovať jeden komplexný produkt a niekoľko jednoduchých, čo zabezpečuje použitie jedného komplexného zariadenia v počítačoch s rôznymi rozhraniami systému.

Obr. 18.2.2.

Pokiaľ ide o zobrazenia, táto myšlienka bola vyvinutá (obr. 18.2.3.). Regulátor je video adaptér (video regulátor) je tak komplexný produkt, ktorý vyrába tretí výrobcovia, ale jeho rozhranie s displejmi je štandardizované. Z tohto dôvodu nie sú výrobcovia displeji vydaní video regulátory.

1. Hlavné bloky osobného počítača a ich účel.

2. Charakteristiky externých osobných počítačových zariadení.

1. Základné bloky osobného počítača a ich vymenovanie Koncepcia architektúry a štruktúry PC

Osobný počítač(Osobný počítač, PC, PEVM))- Jedná sa o stolný alebo prenosný počítač, ktorý spĺňa požiadavky verejne dostupnej a univerzálnosti aplikácie.

PC schopnosti sú určené kompozíciou a charakteristikami jeho funkčných blokov (obr. 1).

Architektúra PCurčená množinou jej vlastností, ktoré sú nevyhnutné pre používateľa. Zameraním je na štruktúre a funkčnosti stroja, rozdelená do základného a voliteľného.

Hlavné funkciedefinujte priradenie počítača: Spracovanie a ukladanie informácií, výmena informácií s externými objektmi.

Ďalšie funkciezvýšiť efektívnosť implementácie základných funkcií: Poskytnite účinné spôsoby prevádzky, dialóg užívateľov, spoľahlivosť atď. Tieto funkcie počítača sú implementované pomocou hardvéru a softvéru.

Výhody PCsú:

relatívne nízke náklady pre jednotlivého používateľa;

autonómia prevádzky bez osobitných požiadaviek na environmentálne podmienky;

veľká škála technických výrobkov, ktoré využívajú najnovšie úspechy vedy; Flexibilita architektúry, ktorá poskytuje jeho prispôsobivosť rôznym aplikáciám v oblasti riadenia, vedy, vzdelávania, v každodennom živote;

modulárne zariadenie a integrácia komponentov, možnosť jednoduchého inovácie, vrátane užívateľov užívateľov;

prítomnosť obrovského počtu programov pokrývajúcich takmer všetky oblasti ľudskej činnosti; "Priateľský" operačného systému a iného softvéru, ktorý spôsobuje schopnosť pracovať užívateľa bez špeciálneho vzdelávania;

relatívne vysoké príležitosti na spracovanie rôznych informácií s vysokou spoľahlivosťou práce.

Počítačová štruktúra- Ide o model, ktorý stanovuje zloženie, objednávku a princípy interakcie komponentov zahrnutých do PC.

Ako súčasť počítača sú pridelené dve hlavné zložky:

Časť hardvéru (technická) hardvér.);

softvér ( softvér.).

Hardvérová časť PC v typickej konfigurácii obsahuje (pozri obr. 1):

systémová jednotka: Centrálny procesor, pamäť RAM, napájanie, pevný disk, diskety, jednotky CD-ROM (CD, DVD), regulátory zariadenia, zvuková a grafická karta atď.;

vstupné a riadiace zariadenia: Klávesnica, myš, skener atď.;

výstupné zariadenia: Monitor, tlačiareň, plotter atď.;

Ďalšie zariadenia: modem, sieťové zariadenia, zvukové stĺpce atď.

Systémová jednotka sídli najväčšiu elektronickú dosku - systémový(alebo materský) Rada, na ktorej sú: centrálny procesor, prevádzkový a cache, pneumatiky, bios (základný I / O systém) a niektoré regulátory.

Z trRuctural schéma PC je znázornený na obr. 2.

Zvážte zloženie PC, účelu a charakteristiky jeho hlavných blokov.

Mikroprocesor (MP)- Centrálna PC jednotka umiestnená na základnej doske a určená na vykonávanie aritmetických a logických operácií na informáciách, ako aj riadenie práce všetkých blokov stroja. Obsahuje:

riadiace zariadenie(Uu), Ktoré generujúce a odosielanie do všetkých počítačov PC v požadovaných časových miestach, riadiacim signálom v dôsledku špecifík vykonanej operácie a výsledkov predchádzajúcich operácií. Nosná sekvencia zariadenia na reguláciu impulzov prijíma z generátora pulzu hodín;

aritmetické logické zariadenie(Al.), Navrhnuté na vykonávanie všetkých aritmetických a logických operácií na numerické a symbolické informácie;

mikroproceszorová pamäť(Mpp) a interná pamäť cacheSlužby pre krátkodobé ukladanie, nahrávanie a vydávanie informácií priamo použitých vo výpočtoch v najbližších hodinách stroja. MPP je založený na registroch a používa sa na zabezpečenie vysokej rýchlosti stroja. Interná pamäť cache poskytuje koordináciu rýchlosti odbočenia a výmeny údajov s hlavnou pamäťou;

rozhranie System MP.vypracuje konjugáciu a spojenie s inými zariadeniami PC a obsahuje vnútorné rozhranie * MP, registre tlmičov a I / O schémy riadenia portu * * (PVV) a systémová zbernica.

Chipsetsystémová doska je množina mikroobvodov riadiacich procesor, RAM a ROM, Cash Memory, System Pneumatiky a rozhrania prenosu dát, ako aj rad periférnych zariadení. Zvyčajne sa skladá z niekoľkých špecializovaných integrovaných obvodov ( Asic-integračné obvody špecifické pre aplikáciu) spravidla od jedného do štyroch vydaných jedným výrobcom. Chipsyty sú konštruktívne zviazané na typ použitého typu MP.

TACT Impulse Generator (GTI)vytvára sekvenciu elektrických impulzov, ktorých opakovaná frekvencia určuje frekvenciu hodín stroja. Frekvencia generátora CLOCK PULSE je jednou z hlavných charakteristík počítača a do značnej miery určuje rýchlosť jeho prevádzky, pretože každá operácia v stroji sa vykonáva na určitý počet hodín.

Pneumatika systému- základný systém rozhrania PC, ktorý zabezpečuje konjugáciu a pripojenie všetkých zariadení medzi sebou. Obsahuje:

Údaje typu kódu(CSD), Poskytovanie paralelného prenosu všetkých číslic číselného kódu (Strojové slovo) operandu;

adresa typu kódu(Ksha), Poskytovanie paralelného prenosu všetkých vypúšťaní kódu základnej pamäťovej bunky alebo I / O portu externého zariadenia;

kódové pokyny pneumatík(Kshi), Zabezpečenie prenosu inštrukcií (riadiace signály, impulzy) na všetky počítačové bloky;

výživaMať vodiče a schémy párovania pre pripojenie blokov PC do systému napájania.

Systémová zbernica poskytuje tri pokyny pre prenos informácií:

1) medzi MP a hlavnou pamäťou;

2) medzi portami MP a I / O externých zariadení;

3) Medzi hlavnou pamäťou a I / O porty externých zariadení (v režime priameho prístupu k pamäti).

Všetky bloky cez porty I / O, prostredníctvom vhodných zjednotených konektorov (kĺbov) sú pripojené k zbernici jednotne: priamo alebo cez regulátory (adaptéry). Riadenie systémovej zbernice vykonáva MP alebo priamo alebo prostredníctvom ďalšieho čipu - regulátor pneumatíkTvoriace hlavné riadiace signály. Výmena informácií medzi externými zariadeniami a systémovými autobusmi sa vykonáva pomocou kódov ASCII.

Základná pamäť (OP)navrhnuté na uskladnenie a prevádzkovú výmenu informácií s inými počítačmi PC. Obsahuje:

trvalá pamäť(ROM) Slúži na ukladanie neblokovateľných (konštantných) softvérových a referenčných informácií. Umožňuje rýchlo si prečítať iba informácie uložené v ňom. ROM obsahuje mikroobvod BIOS.(Základné. Zaviesť- Výkon. Systém.- Základný I / O systém), v ktorom sú kontroly zariadenia PC uložené, nastavenia konfigurácie počítača, nastavenie niektorých vlastností zariadenia, iniciovanie prevádzky operačného systému a vykonávať základné funkcie pre údržbu počítačových zariadení, ako aj mikroobvod CMOS.Uložené konfiguračné parametre počítača a kontroly systémových hodín;

prevádzkové úložné zariadeniealebo ram(Oz,Opor), určené na prevádzkové zaznamenávanie, skladovanie a čítanie informácií (programy a údaje), ktoré sú priamo zapojené do informačného a výpočtového procesu vykonávaného PC v aktuálnom časovom období. Táto pamäť je závislá do elektrickej energie, t.j. Po vypnutí výkonu sa vymažú informácie v RAM. Hlavnými výhodami OP sú jeho vysoká rýchlosť a schopnosť prístupu k každej bunke pamäte samostatne (priamy prístup k bunke);

externá vyrovnávacia pamäť- Vysokorýchlostná pamäť, ktorá je vyrovnávacia pamäť medzi OP a MP a umožňuje zvýšiť rýchlosť operácií. Registre hotovosti nie sú pre používateľa k dispozícii. Vyrovnávacia pamäť obsahuje údaje, ktoré MP dostane a budú používať na najbližších hodinách svojej práce, ako aj často používané fragmenty programu.

Externá pamäťpoužíva sa na dlhodobé skladovanie akýchkoľvek informácií, ktoré môžu kedykoľvek vyriešiť problémy. Všetky softvérové \u200b\u200bPC softvér je spravidla uložené v externej pamäti. Externá pamäť obsahuje rôzne typy pamäťových zariadení, ktorého najčastejšie zahŕňa pohony tvrdý(Njmd) I. flexibilný(Ngmd) Magnetické disky.

Účelom týchto jednotiek je skladovanie veľkého množstva informácií, zaznamenávania a vydávania uložených informácií o požiadavke v OP. NGMD a NGMD sa líšia len konštruktívne, objemom uložených informácií a čas vyhľadávania, záznam a informácie o čítaní.

Ako externé pamäťové zariadenia sa tiež používajú aj úložné zariadenia na magnetickej páske kazety ( stupeň), pohony na optických diskoch ( Cd–Kompaktný disk.- CD, DVD.–Digitálny univerzálny disk.- Digitálny viacúčelový disk), atď.

Zdroj- blok, ktorý obsahuje autonómne a sieťové systémy.

Časovač- Intramaneshine Elektronické hodinky, ktoré poskytujú automatické čítanie aktuálneho času (rok, mesiac, hodiny, minúty, sekundy a zlomok sekúnd). Časovač sa pripojí k autonómnemu zdroju napájania - batérie a keď je stroj odpojený od siete naďalej pracovať.

Externé zariadenia (WU)poskytnite užívateľskú interakciu PC s prostredím. Tie obsahujú:

užívateľský dialoguers:

video monitor(zobrazí) - Zobrazenie zariadení Vstup a zobrazené informácie;
zariadenia na reč I / O- akustické systémy mikrofónu; "Zvuk myši", čo umožňuje rozpoznať písmená a slová vyslovené osobou a identifikovať ich a kódujú; Zvukové syntetizátory, ktoré vykonávajú digitálne kódy v písmenách a slovách, ktoré hrajú reproduktory (reproduktory) alebo zvukové stĺpy;

zariadenia na vstup informácií:

klávesnica- zariadenie pre manuálny vstup numerických, textových a kontrolných informácií v PC;
manipulátory(Indikácia inštrukcie): joystick- rameno páky; myš,treskbal- lopta v ráfiku, Ľahký perieet al. - Ak chcete zadať grafické informácie na obrazovke displeja ovládaním pohybu kurzora na obrazovke, po ktorom nasleduje kódovanie súradníc kurzora a zadajte ich do počítača;
grafické dosky(digitizátory) - Pre manuálne vstupy grafických informácií, obrazy pohybom pozdĺž špeciálneho tabliet ukazovateľa (pero) (keď sa pero pohybuje, sú súradnice jeho umiestnenia a vstup týchto súradníc v PC);
skenery- pre automatické čítanie z nosičov papiera a vstup do PC strojov textov, grafov, výkresov, výkresov;
dotykové obrazovky- Ak chcete zadať jednotlivé prvky obrazu, programov alebo príkazov s displejom programu Polyext v PC.

informačné výstupné zariadenia:

tlačiarne- tlačiarenské zariadenia na registráciu informácií o nosiči papiera;
grafopostroits(plottery) - Na stiahnutie grafických informácií (grafy, výkresy, výkresy) z PC na nosič papiera;
zvukové stĺpce- Na výstup zvukových informácií z počítača.

komunikačné zariadenia a telekomunikáciePoužíva sa na organizovanie interakcie so zariadeniami a inými automatizačnými nástrojmi (súradnice rozhrania, adaptéry, digitálne analógové a analógové-to-digitálne konvertory atď.), AKO pripojenie PC na komunikačné kanály, na iné počítačové a výpočtové siete (sieť Rozhrania dosky, "kĺby", multiplexory prenosu dát, modemy).

Do systémovej zbernice, spolu s externými zariadeniami typu, môžu byť dodatočné poplatky spojené s integrovanými obvodmi, rozširovaním a zlepšením funkčnosti mikroprocesora: priamym ovládačom prístupu, regulátora prerušenia, video adaptéra, zvuková karta atď.

Úvod
3

1. Všeobecná štruktúra osobného počítača
4

1.1. Základy architektúry EMM 4

1.2. Štruktúra PC
6

2. Charakteristiky hlavných PC modulov
8

2.1. Základná doska 8.

2.2. Procesor 9.

2.3. Pamäť 11.

2.4. Winchester 12.

2.6. Monitor 14.

2.7. Manipulátory 14.

Záver 15.

Zoznam referencií 16

Úvod

Moderné počítače hromadnej aplikácie - osobné počítače majú pomerne komplikovanú štruktúru, ktorá určuje vzťah medzi hardvérom v technickom systéme nazývanom počítači. V procese vývoja hardvéru a softvéru sa zmenila štruktúra osobného počítača, ale nezmenené zostali základné princípy svojej štrukturálnej organizácie, formulované vynikajúcim matematikam, profesorom Princetonskej univerzity v USA, John von Neumanan (1903-1957) ) A jeho kolegovia v roku 1946

Podstata týchto zásad sa zníži na nasledovné: \\ t

Zdá sa, že informácie (kódované) a spracované (výpočtové a logické operácie) sa vykonávajú v systéme binárneho čísla, informácie sú rozdelené na samostatné strojové slová, z ktorých každý je spracovaný v počítači ako celok;

Strojové slová reprezentujúce údaje (čísla) a príkazy (definovať názov zadaných operácií), sa líšia podľa spôsobu použitia, ale nie podľa metódy kódovania;

Strojové slová sú ubytované a uložené v počítačových pamäťových bunkách pod ich číslami, s názvom Adresy slov;

Sekvencia príkazov (algoritmus) určuje názov operácií a slov (operands), nad ktorými sa tieto operácie vykonávajú, zatiaľ čo algoritmus prezentovaný vo forme prevádzkovateľov strojových príkazov sa nazýva program;

Program je jednoznačne stanovený postup vykonávania príkazov.

1. Všeobecná štruktúra osobného počítača

1.1. Základy Architektúry EMM.

Kompozitné časti, z ktorých sa počítač skladá moduly. Zo všetkých modulov prideľujú základné moduly, bez ktorých nie je počítač možný, a zostávajúce moduly, ktoré sa používajú na riešenie rôznych úloh: Vstupné a výstupné grafické informácie, pripojenie k počítačovej sieti atď.

Základom výstavby väčšiny počítačov je princípmi formulovanými v 1945 John Background Neuman:

1 . Princíp riadenia programu (Program sa skladá zo sady príkazov, ktoré sa vykonávajú automaticky v danej sekvencii).

2 . Princíp jednotnosti pamäte (Programy a údaje sú uložené v tej istej pamäti; príkazy môžu byť vykonané na príkazoch podľa vyššie uvedených údajov).

3 . Zásada cieleného (Hlavná pamäť štruktúrne pozostáva z očíslovaných buniek).

EUM, postavený na týchto zásadách klasická architektúra (Obr. 1).

Obr. 1. Klasická štruktúra počítačovej štruktúry

kde ALU (aritmetické-logické zariadenie) - vykonáva aritmetické a logické operácie na informáciách uvedených v binárnom kódexe, t.j. zabezpečuje vykonávanie postupov spracovania údajov;

UU (riadiace zariadenie) - organizuje proces vykonávajúcich programov;

Pamäť (pamäťové zariadenie) - určené na umiestnenie a skladovanie sekvencií velenia (programy) a údajov;

UVV (I / O zariadenia) - Poskytnite vstup a výstup údajov z počítača, aby ste vytvorili priamu a spätnú väzbu medzi užívateľom a počítačom;

Pomocou akéhokoľvek vstupného zariadenia je program zadaný. UU číta obsah pamäťovej bunky pamäte, kde sa nachádza prvý príkaz, a organizuje jeho vykonanie. Tento príkaz môže nastaviť vykonanie aritmetických a logických operácií na dátach pomocou ALU, prečítajte si z dátovej pamäte na vykonanie týchto operácií, výstupné dáta do výstupného zariadenia atď. Potom druhý príkaz, tretí, atď, vykonáva programové pokyny automaticky.

1.2. Štruktúra PC

Obr. 2. Celková štruktúra PC

Osobné počítače sa zvyčajne skladajú z nasledujúcich hlavných modulov zobrazených na obrázku 3.

Systémový blok Monitor klávesnice myš
Obr. 3. Základné PC moduly

Obr. 4. Počítač v kompaktnom výkone (notebook)
Systémová jednotka obsahuje všetky hlavné komponenty počítača:

základná doska;

elektronické obvody (procesor, regulátory zariadení atď.);

zdroj;

pohony (pohony).

2. Charakteristiky hlavných PC modulov

2.1. Základná doska

Poplatok za matky (systém, domáci) Je to centrálna časť akéhokoľvek počítača. Na základnej doske sa nachádzajú vo všeobecnom prípade centrálny procesor, koprocesor, regulátory, ktoré poskytujú pripojenie centrálneho procesora s periférnymi zariadeniami, RAM (RAM), pamäť cache, ROM-BIOS element (základný I / O systém), nabíjateľnú batériu Frekvencia generátora hodín I. Štrbina (konektory) na pripojenie iných zariadení.

Obr. 6. Základná doska

Celková produktivita základnej dosky sa určuje nielen hodinový frekvenciaale aj množstvo ( bottý) dátaSpracovaný na jednotku času centrálnym procesorom pneumatika Výmena údajov medzi rôznymi zariadeniami základnej dosky.

Podľa funkčného účelu pneumatík sú rozdelené do:

dátový autobus;

adresu pneumatiky;

kontrolný autobus.

Za Údaje o pneumatikách Výmena údajov medzi centrálnym procesorom, expanzným a pamäťovými kartami. BEZPEČNOSŤ DATA BOZPEČNOSTI Z 8 BIT (NEPOUŽÍVAJTE) na 64 bitov v moderných základných doskách.

Za adresa Adresovanie pamäťových buniek, v ktorých sa údaje zaznamenávajú.

Za kontrola pneumatík Alebo systémová pneumatika sa prenáša kontrolu nad riadiacimi signálmi medzi centrálnym procesorom a perifériou. Na základnej doske, autobusová pneumatika končí slotmi na inštaláciu iných zariadení. Pneumatiky a dátové pneumatiky niekedy zaberajú rovnaké fyzické vodiče.

V súčasnosti existuje niekoľko štandardov pneumatík: ISA (priemysel SLAND ART ARCHITECTURE), MCA (Microchannel Architecture), EISA (rozšírená ISA), VESA (Periférne komponenty prepojenie), USB (Universal Serial Bus).

Architektúra základnej dosky sa neustále zlepšuje: ich funkčná saturácia zvyšuje, zvyšuje sa produktivita. Stalo sa štandardom pre základnú dosku pre vstavané zariadenia ako dvojkanálový E-IDE Controller HDD (pevné disky), FDD regulátor (flexibilná (disketa), zlepšená paralelná (LPT) a sekvenčné (COM) porty, ako aj sériové Infračervený port.

Port - viacmiestneho vstupu alebo výstupu v zariadení.

2.2. CPU

Všeobecne platí, že pod procesorom sa rozumie zariadenie, ktoré vytvára súbor operácií na údajoch uvedených v digitálnej forme (binárny kód). Vo vzťahu k počítačovej technológii pod procesorom centrálne procesorové zariadenie (CPU.), Ktorý má možnosť vybrať si, dekódovať a vykonať príkazy, ako aj prenášať a prijímať informácie z iných zariadení. Jednoducho povedané, procesor je elektronický obvod, ktorý vykonáva spracovanie informácií.

Výroba moderných osobných počítačov začala, keď bol procesor vykonaný ako samostatný čip.

Počet firmy vyvíjajúcich a výrobných procesorov pre počítače kompatibilné s IBM je malé. V súčasnosti známe: Intel, Cyrix, AMD, Nexgen, Texasový nástroj.

Okrem procesorov, ktoré tvoria základ osobných počítačov kompatibilných s IBM, je tu celá trieda procesorov, ktoré tvoria paralelnú platformu. Medzi najznámejšie: osobné počítače Americkej spoločnosti Apple, pre ktoré sa používajú procesory PC, ktoré majú zásadne odlišnú architektúru; PCS vyrábané spoločnosťou Motorola et al. Výkonnosť osobných počítačov založených na procesoroch Power PC je výrazne vyššia ako IBM kompatibilná, preto napriek významnému rozdielu v cene, pre vážne profesionálne aplikácie, ktoré im dávajú prednosť.

Výkonnosť CPU je charakterizovaná nasledujúcimi základnými parametrami:

frekvencia hodín;

stupeň integrácie;

interné a vonkajšie poplatok spracovaných údajov;

pamäť, na ktorú môže CPU pridať.

S rýchlym vývojom multimediálnych aplikácií pred vývojármi procesorov vznikajú problémy s zvýšením rýchlosti spracovania veľkých dátových polí obsahujúcich grafické, zvukové alebo video informácie. V dôsledku toho vznikli ďalšie špeciálne procesory DSP.

2.3. Pamäť

Centrálny procesor má prístup k údajom, ktorý je v RAM (fyzické pamäťové zariadenie sa nazýva RAM-operačný úložný priestor alebo pamäť RAM - Random Access Memory). Počítačová práca s užívateľskými programami začína po čítaní údajov z externej pamäte v pamäte RAM.

RAM funguje synchrónne s centrálnym procesorom a má malý čas prístupu. RAM ukladá údaje len vtedy, keď je zapnutý výkon. Vypnutie vedie k ireverzibilnej strate dát, preto sa odporúča užívateľ pracujúci s veľkými dátovými poliami na dlhú dobu, odporúča sa pravidelne uložiť medziprodukty výsledky na vonkajšom nosiči.

Metódou implementácie je RAM rozdelená na dynamickú a statickú.

Hlavné charakteristiky RAM Jedná sa o: počet pamäťových buniek (adresy) a čas prístupu k informáciám určeným časovým intervalom, počas ktorého sú informácie zapísané do pamäte alebo z neho.

Základom RAM sú pamäťové čipy ( lupienky.), Ktoré sú kombinované do blokov (bánk) rôznych konfigurácií. Pri vybavovaní bánk s rôznymi čipmi je potrebné zabezpečiť, aby sa čas prístupu nelíši viac ako 10 ns.

Pre normálne fungovanie systému je veľký význam výkon rýchlosti centrálneho procesora a RAM.

Obr. Ram

Rýchla vyrovnávacia pamäťnavrhnuté tak, aby zodpovedali rýchlosti prevádzky relatívne pomalých zariadení, napríklad dynamickej pamäte s rýchlym mikroprocesorom. Použitie pamäte cache vám umožňuje vyhnúť sa čakám cyklom v jeho práci, ktoré znižujú výkon celého systému.

Pomocou cache sa zvyčajne vyrába pokus o koordináciu práce externých zariadení, ako sú rôzne pohony a mikroprocesor. Zodpovedajúci regulátor vyrovnávacej pamäte by sa mal starať o to, aby sa v určitom čase potrebovali príkazy a údaje, ktoré mikroprocesor potrebuje v určitom okamihu, je práve v ranom cache.

2.4. Vinárstvo

Vinárstvoalebo Jednotky pevného disku - Toto je externá pamäť veľkého množstva určeného na dlhodobé ukladanie informácií, ktoré kombinujú samotné informačné médium a zariadenie nahrávania / čítania v jednom prípade. V porovnaní s pohonmi majú vinárov niekoľko veľmi cenných výhod: Objem uložených dát je nesmierne väčší, čas prístupu na pevnom disku je rádovo menej. Jedinou nevýhodou je: Nie sú určené na výmenu informácií (to platí pre stacionárne, t.j. Zabudované do krytu počítača počítača, v súčasnosti sú vymeniteľné pevné disky).

Fyzikálne rozmery pevných diskov sú štandardizované parametrom nazývaným faktorom formulára (tvarový faktor).

Obrázok 8 zobrazuje rôzne pevné disky:

Obr. 8. Winchester
2.5. Klávesnica

Obr. 9. klávesnica

Je to hlavné vstupné zariadenie v PC, napriek silnej konkurencii z myši. Klávesnica konvertuje mechanický kláves na tzv. Kód SKENOV, ktorý sa prenáša na ovládač klávesnice na základnej doske.

Regulátor zase inicializuje prerušenie hardvéru, ktoré slúži špeciálnym programom, ktorý je súčasťou ROM-BIOS. Keď prichádza kód skenovania z klávesu Shift (/) alebo prepínač (,), zmena stavu klávesnice je zapísaná do pamäte RAM. Vo všetkých ostatných prípadoch sa skenovací kód transformuje na kódy ASCII alebo rozšírené kódy, ktoré už spracováva aplikačný program.

Podľa konštruktívneho vykonávania sa rozlišujú nasledujúce typy klávesníc: klávesnice s plastovými kolíkmi, klávesnicou s klikničom, klávesnicou na mikrospínačoch alebo klíčech, dotknite sa klávesnice. Klávesnice sa tiež líšia ako množstvo a umiestnenie kľúčov. Typ klávesnice SG, AT, MFII sa rozlišujú.

V súčasnosti existujú niektoré ďalšie typy klávesníc: ergonomické klávesnice, priemyselné, s čítačkou čiarového kódu, pre slepý, infračervený (bezdrôtový) a podobne.

2.6. Monitorovať

Monitory sú základnými informáciami. V súčasnosti existuje široká škála monitorov: digitálne monitory (TTL), analógové monitory, displeje kvapalných kryštálov (LCD) (obr. 10).

Obr. 10. monitory

2.7. Manipulátory

Tieto zariadenia zahŕňajú myš, joystick, trackball. Tieto zariadenia ovládajú kurzor a sú prezentované na obrázku 11.

Obr. 11. Riadiace zariadenia kurzora

Záver

Tak, v systémovej jednotke stacionárneho osobného počítača, existujú základné komponenty, ktoré zabezpečujú vykonanie počítačových programov na hardvérovej úrovni.

Externé zariadenia (vzhľadom na systémovú jednotku) na funkčnom účele môžu byť reprezentované ako viaceré skupiny: Informačné vstupné a výstupné zariadenia, zariadenia, ktoré súčasne vykonávajú vstupné a výstupné funkcie, externé pamäťové zariadenia.

Zariadenia na zadávanie informácií zahŕňajú klávesnicu, vstupné súradnicové zariadenia (manipulátory typu myši, trackball, kontakt alebo dotykový panel, joystick, skener, digitálne fotoaparáty (kamkordéry a kamery), mikrofón.

Informačné výstupné zariadenia zahŕňajú monitor, tlačové zariadenia (PU, tlačiareň a pozemok), zvukové reproduktory a slúchadlá.

Zariadenia, ktoré vykonávajú funkcie zadania a výstupných informácií, obsahujú sieťový adaptér, modem (modulátor - demodulátor), zvuková karta.

Externé pamäťové zariadenia zahŕňajú: Externé pohony na flexibilných a tvrdých magnetických diskoch, externých diskoch na optických a magneto-optických diskoch, pamäťových zariadeniach pre pamäťové pamäte flash atď.

Zoznam použitých literatúry

1. Gubarev V.G. PC softvér a operačné systémy. M.: Phoenix, 2012. 382 str.

2. Obrázky V. E. IBM PC pre užívateľa, 6. vydanie, recyklované a doplnené. M.: INFRA-M, 2006. 432C.

3. Winn L. Roche. Biblia na modernizáciu osobného počítača. M.: Štýl TRCEED, 2005. 378 p.

4. Leontyev v.p. Najnovšia encyklopédia osobného počítača 2003. M.: Olma-tlač, 2009. 957 p.

5. Ibrahim K.F. Zariadenie a tuning PC: Preklad z angličtiny. M.: BININ, 2010. 368 p.

6. Collengs W. Štrukturálna organizácia a architektúra počítačových systémov. M.: Williams, 2012. 896 p.

7. Leontiav B.K. Upgrade: Príručka na aktualizáciu komponentov osobného počítača. M.: Major 2013. 624 p.

8. Shumilin V.K. Sprievodca na bezpečnú prácu na osobných počítačoch. M.: NC ENAS, 2011. 28 str.

9. Eremin E.A. Populárne prednášky na počítačovom zariadení. BHV-Petersburg, 2013. 272 \u200b\u200bp.

Základný vzdelávací program

Farmy Ruska. Sektorový konštrukcia, funkčné a územné Štruktúry Ekonomika krajiny, ... osobný počítačea projektory. Notebooky získali pre riaditeľa a zástupcu riaditeľa. Všeobecný Číslo osobný počítače, ...

Počítačová schéma, ktorá zodpovedá princípu riadenia programu logicky vyplýva z konzistentnej povahy transformácií vykonaných osobou podľa niektorého algoritmu (program). Všeobecná štrukturálna schéma prvej generácie je prezentovaná na obrázku 2.1.

Obrázok 2.1 Štrukturálna schéma prvej generácie

V ľubovoľnom počítači existujú informácie o zadávaní informácií (UVV), s ktorými sa používatelia zavádzajú do počítača programov vyriešených úloh a údajov pre nich. Zadané informácie sú úplne alebo čiastočne zapamätané v prevádzkovom úložnom zariadení (RAM) a potom prenesené do externého ukladacieho zariadenia (WA), určené na dlhodobé ukladanie informácií, kde sa konvertuje na špeciálny objekt informácií - súbor .

Spis - Identifikovaný súbor inštancií údajov plne opísaných v konkrétnom type údajov, ktoré sú mimo programu v externej pamäti a dostupné pre program prostredníctvom špeciálnych operácií.

Pri používaní súboru v procese výpočtového procesu sa jeho obsah prenesie do RAM. Potom sa do riadiaceho zariadenia číta príkaz informácií o programe.

Riadiace zariadenie (UU) je určené na automatické vykonanie programov presadzovaním koordinácie všetkých ostatných počítačových zariadení. Riadiace obvody sú zobrazené na obrázku 2.1 pomocou Dash Lines. Príkazy spôsobené RAM sú dešifrovateľný pomocou riadiaceho zariadenia: Definujte operačný kód, ktorý musí byť vykonaný a adresa operandov zúčastňujúcich sa na tejto operácii.

Aritmetické a logické zariadenie (ALU) vykonáva aritmetické a logické operácie na dátach. Hlavná časť Allu je operačný stroj, ktorý zahŕňa pripravovatelia, počítadlá, registre, logické prevodníky atď. Je prestavané na každom čase ďalšej operácie. Výsledky vykonávania jednotlivých operácií sa ukladajú na následné použitie na jednom z registrov ALU alebo zaznamenaných v pamäti.

Ako výstupné zariadenie (Rescue) sa môže použiť obrazovka displeja, tlačiareň, graf-rezistentná atď.

Moderné počítače majú dostatočne vyvinuté systémy strojových operácií.

Napríklad počítač IBM PC počítača má niekoľko stoviek rôznych operácií (ich počet závisí od typu mikroprocesora). Akákoľvek operácia v počítači sa vykonáva podľa určitého firmvéru implementovaného v schémach ALU so zodpovedajúcou sekvenciou riadiacich signálov (mikrokomandi). Každý jednotlivec mikrotovito je najjednoduchšia elementárna transformácia týchto algebraických pridávaní, posunu, prepisovať informácie atď.

Už v prvom počítači bola kombinácia operácií široko aplikovaná na zvýšenie ich výkonu. V tomto prípade, sekvenčné fázy vykonávania jednotlivých príkazov príkazov (tvorba operandových adries, vzorka operandu, vykonanie operácie, odosielajúci výsledok) sa uskutočnili samostatnými funkčnými blokmi. Vo svojej práci tvorili druh dopravníka a ich paralelná práca umožnila rôznym fázam celého bloku príkazov.

Táto zásada sa ďalej rozvíjala v nasledujúcich generáciách. Avšak, prvé počítače mali veľmi silnú centralizáciu riadenia, jednotné štandardy velenia a formáty dát, "tuhé" konštrukčné cykly jednotlivých operácií, ktoré vo veľkej miere vysvetľuje obmedzené schopnosti základne prvok používaných v nich. Centrálne UU slúžili nielen výpočtové operácie, ale aj I / O operácie, zasielanie dát medzi pamäťou atď. To všetkým to umožnilo zjednodušiť vybavenie počítača, ale výrazne obmedzil rast ich výkonu.

Tretia generačná komplikácia komplikuje štruktúru oddelením procesov I / O informácií a procesu spracovania.

Úzko súvisiace zariadenia allu a uu dostali meno cPU.

V počítačovej schéme sa objavili ďalšie zariadenia, ktoré mali také názvy: I / O procesory, zariadenie na výmenu informácií, I / O kanál. Ten dostal najväčšiu distribúciu vo vzťahu k veľkému počítaču. Došlo k tendencii k decentralizácii riadenia a paralelnej prevádzky jednotlivých zariadení, ktoré umožnili ostro zvýšiť rýchlosť počítača ako celku.

Medzi I / O kanály boli izolované multiplexné kanály, schopné obsluhovať veľké množstvo pomalšie I / O zariadenia a voličové kanály slúžiace v multikanálových režimoch vysokorýchlostných externých pamäťových zariadení.

V osobných počítačoch patriacich do počítača štvrtého generácie došlo k ďalšej zmene štruktúry (obrázok 2.2). Spojenie všetkých zariadení do jedného stroja je vybavené spoločným autobusom, ktorý je dátový riadok, adresy, riadiace a napájacie signály. Jednotný systém hardvérových zlúčenín významne zjednodušil štruktúru tým, že sa ešte decentralizovala.

Všetky prenosové údaje o autobuse sa vykonávajú pod kontrolou programov služieb.

Obrázok 2.2 Schéma konštrukcie PC

Jadro PC tvorí procesor, hlavnú pamäť (OP), ktorá sa skladá z pamäte RAM a permanentného úložného zariadenia (ROM) a video pamäte.

ROM je určený na nahrávanie a neustále ukladanie najčastejšie používaných riadiacich programov.

Pripojenie všetkých externých zariadení (vo vnútri), displeji, klávesniciach, externej pamäti atď., Poskytnuté prostredníctvom vhodných adaptérov - vyjednávacie rýchlosti spojovacích zariadení alebo regulátorov sú špeciálne periférne riadiace zariadenia. Regulátory v PC zohrávajú úlohu I / O kanály. Časovač je vybrať zariadenie na meranie časovača a riadiaceho zariadenia na priamy prístup (účinnosť) je zariadenie, ktoré poskytuje prístup k OP, obchádzajúce procesor.

Spôsob vytvorenia štruktúry PC je pre túto počítačovú triedu pomerne logický a prirodzený štandard.

Ústredné miesto v štruktúre PC zaberá pneumatiku. Pneumatika je spoločný komunikačný kanál, ktorý sa používa na výmenu informácií medzi počítačovými zariadeniami. V prvom PC to bolo prezentované jednoducho súbor vodičov určených na prenos dát, adries, napájacie a riadiace signály. Keďže výpočtová technika vyvíja, komplikuje štruktúru počítačov, zvýšenie rýchlosti zariadení a objemami odoslaných údajov, saturácia periférií s rôznymi zariadeniami, vrátane multimédií, jediná pneumatika už nemôže poskytnúť efektívnu prácu.

V modernom počítači je počítačový interakčný kanál počítačových zariadení prezentovaný s veľkým počtom pneumatík pôsobiacich v súlade so starými a novými normami. Uloženie starých štandardov poskytuje kompatibilitu, to znamená, že schopnosť pracovať s tradičnými zariadeniami pripojenými k portom COM a LPT.

Organizácia koordinovanej prevádzky pneumatík a zariadení Vykonáva systémové logické čipy, nazývané Chipset (Chipset).

Väčšina systémových logických čipových súprav má výraznú hierarchickú štruktúru konštrukcie, ktorá spĺňa úrovne vysokorýchlostných a nízkorýchlých dátových vstupných zariadení. Pre najnovšie mikroprocesory Pentium sa používa tzv. HUB štruktúra chipsetu. V tomto prípade môže byť slovo "hub" rovnako chápané ako spínač (zariadenie na pripojenie jednotlivých vstupov s určitými výstupmi) alebo rozbočovačom (zariadenie, zodpovedajúce vysokorýchlostným kanálom s menšou rýchlosťou).

V štruktúre čipovej sady pre prevádzku zariadení na vysokorýchlostných jadier, severový most, NB je North Bridge (v niektorých sád, ako napríklad Intel 820, sa nazýva Memory Controller Hub, MCH - pamäťový regulátor, je to Tiež grafický regulátor na ovládanie video systému prostredníctvom zrýchleného grafického portu zrýchlený grafický port, AGP). Dátové prenosové kanály medzi procesorom alebo dvoma procesormi, video pamäťou a náhodnou pamäťou majú šírku pásma viac ako 1 GB / s.

Nízkortupené dátové vstupné zariadenia ovládajú južný most, sb (južný most). V nastavení Intel 820 sa nazýva HUB I / O Controller - regulátor slúžiacim nízko-rýchlosti I / O zariadenia. Je to tento port, ktorý koordinuje štandardy výmeny údajov v rôznych pneumatikách.

História vývoja výpočtovej techniky ukázala, že spojenie "Processory-Memory" je najužšie miesto. Rýchlosť pamäte do značnej miery určuje celkovú rýchlosť po sebe idúcich výpočtov. Preto sa výkon najnovších mikroprocesorov používa len 25-30%.

Z hľadiska používateľa je žiaduce mať vysokokapacitný RAM a vysokú rýchlosť v počítači. Avšak, jednoúrovňová pamäťová konštrukcia vám nedovolí súčasne uspokojiť tieto dva protichodné požiadavky.

Preto je pamäť moderných počítačov založená na viacúrovňovom, pyramídovom princípe.

K dispozícii sú súčasť procesorov superoperačné úložné zariadenie Malá kapacita tvorená niekoľkými desiatkami registrov s rýchlym časom prístupu, ktorý predstavuje jeden procesor cyklus (nanoseconds, ns). Zvyčajne sa uchovávajú údaje priamo podieľajúce sa na spracovaní.

Ďalšia úroveň je vytvorená rýchla vyrovnávacia pamäťalebo poznámkový blok. Jedná sa o nárazníkové úložné zariadenie určené na ukladanie aktívnych desiatok a stoviek KRIB. Cashová pamäť, ako rýchlejšia, je určená na urýchlenie vzorky programových príkazov a spracovaných dát. Associatívna vzorka údajov je možná.

Hlavná suma používateľských programov a údajov k nim je umiestnená prevádzkové úložné zariadenie (Kapacita - milióny strojov strojov, čas odberu vzoriek - až 20 hodín procesorov).

Časť strojových programov a najčastejšie používané konštanty, ktoré poskytujú automatické ovládanie výpočtu trvalá pamäť (ROM).

Na nižších úrovniach hierarchie sa nachádzajú externé pamäťové zariadenia Na magnetických médiách: na tuhých a flexibilných magnetických diskoch, magnetických páskiach, magneto-optických diskoch atď. Oni sa vyznačujú nižšou rýchlosťou a veľmi veľkou kapacitou.

Organizácia zálohovej platby informačných tokov medzi spomienkou rôznych úrovní v decentralizovanom manažmente vám umožňuje zvážiť hierarchiu pamäte ako abstraktnú jednotlivú virtuálnu (zjavnú) pamäť. Dohodnutá práca všetkých úrovní je zabezpečená spustenie programov operačného systému. Užívateľ má schopnosť pracovať s pamäťou ďaleko presahujúcou kapacity RAM.

Podobné informácie.