Тепловые свойства твердых тел (кристаллов) http://4d-art.ru/
Курс лекций по информатике

Архитектура персонального компьютера

Серийное производство ПК было начато фирмой IBM в 1980 г. К настоящему времени количество ежегодно выпускаемых в мире ПК исчисляется десятками млн., а количество эксплуатируемых ПК "перевалило" 1 млрд. шт. Важной особенностью тех ПК был принцип "открытой архитектуры". Этот принцип обеспечил возможность сборки ПК из узлов разных производителей и доукомплектование новыми устройствами уже эксплуатируемых ПК. Это стало огромным стимулом развития ПК, в разработке и совершенствовании которых стали участвовать сотни фирм.

Архитектура ПК – это концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов ПК как сложного объекта. Иначе говоря, архитектура ПК – это его логическая организация и структурная реализация. Информационно-справочная служба сети ЭВМ. Управление циркулярными сообщениями.

Все компоненты ПК связаны между собой системной магистралью (шиной). Основной задачей системной шины является передача информации между процессором и остальными компонентами компьютера. Упрощенно системную шину можно представить как совокупность сигнальных линий, объединенных по их назначению: данные – это шина данных (ШД), адреса – это шина адресе (ША), управление – это шина управления (ШУ).

Процесс взаимодействия МП и оперативной памяти ПК сводится в основном к двум операциям: запись информации в память и чтение информации из памяти. При записи МП по шине адреса передает биты, кодирующие адрес. По шинам управления передает управляющий сигнал - "запись". По шине данных процессор передает записываемую информацию. При чтении также по шине адреса передается соответствующий адрес оперативной памяти и с шины данных считывается требуемая информация.

В основе работы ПК лежит принцип "программного управления". И, соответственно, программа - это последовательность операций, выполняемых ПК для достижения определенной цели (решения задачи).

Постоянная память ПК предназначена для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержимое такой памяти "зашивается" для постоянного хранения в БИС при ее изготовлении. Из постоянной памяти данные можно только читать.

Среди особенностей архитектуры современных ПК в литературе [2] отмечаются следующие. Использование технологии MMX, обеспечивающей ориентацию МП на работу с мультимедийными программными продуктами. Применение одних наборов БИС для настольных и мобильных ПК. Внедрение шины USB для подключения внешних устройств (до 127 штук), обеспечивающей "горячую" стыковку оборудования и снимающей проблему отсутствия свободных мест на шинах расширения ПК. Использование шины PCI на МП i80586, обеспечивающей синхронизацию на 33 МГц и имеющей пропускную способность до 133 Мбайт/с по 32-разрядной шине данных. Внедрение графической шины AGP, работающей на 66 МГц и позволяющей передавать данные со скоростью до 266 Мбайт/с. В итоге скорость на AGP стала равной скорости обмена МП с оперативной памятью. Системную BIOS можно рассматривать как "прослойку", обеспечивающую совместимость между аппаратными средствами и операционной системой. В таких случаях приложения в процессе работы часто загружают в память компьютера дополнительные резидентные программы-драйверы, причем вы должны предварительно точно указать типы некоторых компонентов вашей системы с тем, чтобы были загружены именно те драйверы, которые необходимы.

Основные технические характеристики ПК – это тип его центрального МП, частота задающего генератора, объем и время доступа к ОП, объем КЭШа, объем, время доступа и скорость передачи данных винчестера, тип и объем НГМД, интерфейс центрального процессора, объем видеопамяти, тип дисплея (его точка и стандарт), количество клавиш на клавиатуре, тип и количество портов, тип мышки, корпуса, блока питания.

4. Краткая характеристика основных и дополнительных устройств

Как изделие, современный ПК в минимальном комплекте состоит из четырех устройств, соединенных кабелями. Это системный блок, монитор, клавиатура, мышка. К нему могут подключаться дополнительные устройства - принтер, сканер и т.д.

Системный блок – это обычно блок типа "башня" (tower) или "мини-башня" (mini-tower), в котором размещены все основные узлы ПК: материнская плата, адаптеры, блок питания, динамик, кнопки управления (включение, сброс, турбо), индикаторы (включен, турбо, обращение к "винчестеру"), дисковод для гибких магнитных дисков (НГМД), дисковод на жестком магнитном диске (НЖМД) – "винчестер", звуковая карта, CD-ROM, DVD-ROM, карты видео ввода-вывода и др.

Материнская (системная) плата – это большая печатная плата, на которой расположены главные компоненты ПК: центральный МП, ОЗУ, контроллеры, вспомогательные микросхемы, системная шина и слоты (разъемы-гнезда) для подключения к материнской плате контроллеров внешних устройств и плат расширения, микропереключатели для настройки режимов работы ПК.

На материнской плате расположена память следующих четырех типов.

1) Оперативная память. Ее называют также оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или RAM (Random Access Memory). При выключении питания все данные теряются, т.е. ОЗУ - это энергозависимая память с произвольной выборкой данных.

Она обеспечивает чтение и запись информации по указанным адресам. Реализована на СБИС. Время доступа обычно составляет от 6 до 60 нс. ОЗУ может быть статическая или динамическая. Конструктивно представляет собой небольшую печатную плату с размещенными на ней микросхемами. Такую плату называют SIMM-модуль. Она может иметь 72 контакта (72-pin) для подключения. Или это DIMM-модуль, как линейка на 168 контактов (168-pin).

В зависимости от конструкции материнской платы есть разные типы оперативной памяти. ECC - память с контролем четности, EDO- хранит последние запрошенные данные в своем КЭШе. SDRAM - память с частотой до 100 МГц и с временем доступа менее 12 нс. DDR SDRAM – это память с повышенной скоростью работы.

2) Сверхоперативная память (КЭШ-память) используется для согласования скорости работы относительно медленных устройств с быстрыми устройствами. Например, КЭШ-память может быть между оперативной памятью ПК и его МП.

3) Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) содержит записанные программы, реализующие, в частности, функции базовой системы ввода-вывода (BIOS – Basic Input-Output System), диагностику исправного состояния устройств ПК в момент включения питания (POST – Power-On-Self-Test), настройку параметров ПК (SetUp) и загрузку операционной системы (BOOT).

4) Энергонезависимая память (CMOS - память). Вместе с таймером ПК она питается от аккумулятора. Содержит изменяемые (SetUp) и постоянные параметры аппаратной конфигурации ПК.

Базовая система ввода-вывода - на компьютерах с процессорами x86 - это набор базовых программ для проверки оборудования во время запуска, для загрузки операционной системы, а также для поддержки обмена данными между устройствами. Базовая система ввода-вывода хранится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), благодаря чему ее программы могут быть выполнены при включении компьютера. Определяя общую производительность компьютера, программы базовой системы ввода-вывода, как правило, остаются недоступными для пользователей.
Несанкционированный доступ и вирусы