Логическая структура основной памяти

Структурно основная память состоит из миллионов отдельных однобайтовых ячеек памяти. Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный адрес. Для ОЗУ и ПЗУ отводится единое адресное пространство.

Адресное пространство определяет максимально возможное количество непосредственно адресуемых ячеек основной памяти. Адресное пространство зависит от разрядности адресных шин, поскольку максимальное количество адресов определяется разнообразием двоичных чисел, которые можно отобразить в п разрядах, то есть адресное пространство равно 2", где п - разрядность адреса. За основу в ПК взят 16-разрядный адресный код, равный по длине размеру машинного слова. При помощи 16-разрядного представления адреса можно непосредственно адресовать всего 2¹⁶ = 65 536 = 64 Кбайт ячеек памяти. Это 64-килобайто-вое поле памяти, так называемый сегмент, также является базовым в логической

При динамическом распределении памяти в случае недостаточной емкости ОП полезно воспользоваться виртуальной памятью. В режиме виртуальной памяти пользователь имеет дело не с физической ОП, действительно имеющейся в ПК, а с виртуальной одноуровневой памятью, емкость которой равна всему адресному пространству микропроцессора. На всех этапах подготовки программы, включая ее загрузку в оперативную память, в программе используются виртуальные адреса, и лишь при непосредственном исполнении машинной команды выполняется преобразование виртуальных адресов в реальные физические адреса ОП. При этом реально программа может размещаться частично в ОП, частично во внешней памяти на жестком диске.

Операционная система формирует две таблицы:

• страниц виртуальной памяти;

• физического размещения страниц,

И устанавливает логические связи между ними (рис. 2).

Рис. 2

На рис. 2 видно, что физические страницы могут находиться в текущий мо­мент времени как в оперативной, так и во внешней памяти. Из внешней памяти виртуальные страницы автоматически перемещаются в оперативную только тогда, когда к ним происходит обращение. При этом они замещают уже отработавшие страницы.

Для ПК характерно стандартное распределение непосредственно адресуемой па­мяти между ОЗУ и ПЗУ (рис. 3).

Рис. 3

Тема 1.6 Аппаратные порты ввода-вывода компьютера

Аппаратный порт — специализированный разъём в компьютере, предназначенный для подключения оборудования определённого типа. Обычно портами называют разъёмы, предназначенные для работы периферийного оборудования, существенно разделённого от архитектуры компьютера (например, сетевые разъёмы не называют портами, так же, как не называют портами разъёмы PCI/ISA/AGP/VLB/PCI-E-шин, разъёмы для оперативной памяти и процессора).

Наружные разъёмы материнской платы: PS/2 (1 — мышь, 2 — клавиатура), 3 — разъём для сети 100BASE-T 8P8C, 4— USB, 5 — 9-контактный разъём COM-порта (D-subminiature), 6 — 25-контактный разъём LPT порта, 7 — VGA порт, 8— MIDI) и 9 — 3,5-мм аудиовходы-выходы

К аппаратным портам относят:

• Параллельный порт

• Последовательный порт

• USB-порт

• PATA/SATA

• IEEE 1394 (FireWire)

• PS/2

Паралле́льный порт — тип интерфейса, разработанный для компьютеров(персональных и других) для подключения различных периферийных устройств. В вычислительной технике параллельный порт является физической реализацией принципа параллельного соединения. Он также известен как принтерный порт илипорт Centronics.

Параллельный порт DB-25принтера в стиле IBM-PC и некоторых других компьютеров.

После́довательный порт (англ. serial port, COM-порт, англ. communications port) — сленговое название интерфейса стандарта RS-232, которым массово оснащались персональные компьютеры. Последовательным данный порт называется потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом (в отличие отпараллельного порта).

Разъём DE-9, используемый для интерфейса RS-232

USB(ю-эс-би,англ.Universal Serial Bus— «универсальная последовательная шина») — последовательныйинтерфейспередачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств ввычислительной технике.

Разработка спецификаций на шину USB производится в рамках международной некоммерческой организации USB Implementers Forum(USB-IF), объединяющей разработчиков и производителей оборудования с шиной USB.

Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводной кабель, при этом два провода (витая пара) вдифференциальном включениииспользуются для приёма и передачи данных, а два провода — для питания периферийного устройства.

Первые спецификации для USB 1.0 были представлены в 1994—1995 годах. Разработка USB поддерживалась фирмамиIntel, Microsoft, Philips, US Robotics. 

Кабель USB (до 2.0 включительно) состоит из 4 медных проводников — 2 проводника питания и 2 проводника данных в витой паре — и заземленной оплётки (экрана).

SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейсаATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

Коннектор SATA и разъёмы наматеринской плате

SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.

SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDEна SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA иMolex.

IEEE 1394(FireWire, i-Link)— последовательная высокоскоростнаяшина, предназначенная для обмена цифровой информацией междукомпьютероми другими электронными устройствами.

Различные компании продвигают стандарт под своими торговыми марками:

• Apple — FireWire

• Sony — I.LINK

• Yamaha — mLAN

• TI — Lynx

• Creative — SB1394

PS/2(произносится «пи-эс два» или «пи-эс пополам») —компьютерный порт(разъём), применяемый для подключенияклавиатурыимыши. Впервые появился в1987 годуна компьютерахIBM PS/2(до этого для подключения клавиатуры использовалсяDIN-5, мыши —COM-порт) и впоследствии получил признание других производителей и широкое распространение вперсональных компьютерахисерверах. Скорость передачи данных — от 80 до 300 Кб/с и зависит от производительности подключенного устройства и программногодрайвера.

В настоящее время подавляющее большинство изготавливаемых компьютерных мышей и клавиатур имеют разъем USB, некоторые современные материнские платы (особенно миниатюрныхформ-факторов) не имеют разъема PS/2 или имеют только один разъем.

Переходники USB на PS/2

Существуют компьютерные мыши и клавиатуры, имеющие на кабеле разъём USB и способные работать через переходникс разъёмом PS/2. Следует учесть, что такое подключение допустимо только для USB-устройств, в которых контроллер поддерживает подобное.