7)Устройства персонального компьютера.

В основе компьютеров классической архитектуры лежит магист­рально-модульный принцип. Согласно последнему ПК стро­ится из на­бора уст­ройств и блоков-модулей. Каждый модуль реали­зует ка­кую-либо закон­ченную функцию и обладает свойством неза­виси­мости от других модулей. Мо­дули объе­ди­ня­ются в не­обхо­ди­мую конфигура­цию ПК (компью­тер, как сборный конструктор, комплектуется из отдельных модулей, пред­став­ляющих логические узлы компьютера). Соедине­ние модулей про­изводят с помо­щью шин (электри­ческих це­пей) для передачи по ним сигна­лов (от­дельные модули соединены с процессором общей системной шиной - маги­ст­ралью). Сово­куп­ность шин, свя­зы­вающих два мо­дуля, и алгоритм, оп­реде­ляю­щий поря­док обмена информа­цией ме­жду ними, на­зыва­ется интерфейсом (interface от inter - между, и face - лицо). Ком­пьютерный ин­терфейс - это совокупность стандартных фи­зиче­ских, про­граммных и конст­рук­тивных средств, обеспечивающих объеди­не­ние различных компьютер­ных компо­нен­тов в единую систему. Фи­зиче­ские сред­ства обеспечи­вают совмес­тимость ам­плитудных и временных пара­метров элек­трических сигна­лов. Программ­ные сред­ства обеспечивают логиче­ские пра­вила и форматы обмена данными. Кон­струк­тивные средства – это, главным об­ра­зом, типы разъемов, обес­печи­вающих элек­трическую стыковку компонентов, а также стандарты на габа­ритно-установоч­ные размеры. Основные электронные ком­по­ненты, опреде­ляющие архитектуру (микро­процессор, постоянная и опера­тивная память, кэш-па­мять, ин­терфейс­ные схемы шин и др.), размещаются на основной плате компью­тера, ко­торая на­зывается систем­ной или мате­ринской, и кото­рая является основной в сис­темном блоке.

Процессор (CPU) – это функционально за­кон­чен­ное программно-управляемое устройство обработки информации (выполнен­ное в виде одной или нескольких боль­ших или сверхбольших интегральных схем), центральная часть ПК, предназначенная для управления работой всех блоков ма­шины. В состав микропроцессора входят:

• устройство управления (УУ)

• арифметико-логическое устройство (АЛУ)

• микропроцессорная память (МПП));

• регистры

• кэш-память

• интерфейсная система микропроцессора

Контроллер - высокая скорость обработки информации процессором и медлен­ная работа устройств ввода-вывода (в большинстве своем содержа­щих ме­ханиче­ские движущиеся части) породило проблему малоэффективной работы ПК в целом (процессор вынужден про­стаивать в ожидании инфор­мации от внешних уст­ройств). Решением ее было освобождение централь­но­го процессора от функций обмена ин­формацией и передаче их специаль­ным электронным схемам управления работой внешних устройств - контрол­лерам внешних устройств. Контроллер можно рас­сматривать как специали­зированный процессор, управляющий работой соответст­вующего внешнего устройства по специальным встроенным программам. Примене­ние контрол­леров позволило использовать для связи между от­дельными функцио­наль­ными узлами ЭВМ принципиально но­вое устройство - общую шину, на­личие которой позволяет изменить организацию обме­на информацией между ОЗУ и внеш­ним устройством. Передача информации протекает под управлением кон­троллера без использования аппаратно-программных средств централь­ного про­цессора. Это, во-первых, повысило эффективность работы ПК в це­лом и, во-вторых, компьютер, созданный по такой схеме, легко пополнять но­выми устройствами. Дан­ное свойство называют открытостью архитектуры. Для пользователя открытая ар­хитектура оз­на­чает возможность свободно вы­бирать состав внешних устройств для своего ком­пь­ютера в зависимости от круга решаемых задач.

Системная шина - основная интерфейсная система компьютера, обес­печи­вающая сопряжение и связь всех его устройств между собой (она, на­ряду с процессором и запоминающим устройством, во многом определяет производительность работы компьютера). Важней­шими функ­циональными характеристиками системной шины являются: ко­личество обслужи­ваемых ею устройств и ее пропускная способность, т.е. максимально возможная ско­рость передачи информации. Пропускная спо­собность шины зависит от ее раз­рядности (есть шины 8-, 16-, 32- и 64-раз­рядные) и тактовой частоты, на кото­рой шина работает. Системная шина включает в себя:

• кодовую шину данных

• кодовую шину адреса

• кодовую шину инструкций

• шину питания

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

1) между микропроцессором и основной памятью;

2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в ре­жиме прямого доступа к памяти).

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифи­ци­ро­ван­ные разъемы подключаются к шине единообразно: непосредст­венно или через кон­троллеры (адаптеры). Управление системной шиной осущест­вляется мик­ропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через допол­нительную мик­росхему - контроллер шины, формирующий основные сигналы управления.