4 Технические средства реализации информационных процессов (часть 2)
______________________________________________________________________________________________________
С О Д Е Р Ж А Н И Е
01 Архитектура компьютера
02 Состав компьютера
03 Шинный интерфейс
04 Состав системного блока
05 Принцип работы материнских плат
06 Центральный процессор
07 Устройства памяти
08 Устройства ввода–вывода
09 Вопросы для самоконтроля
______________________________________________________________________________________________________
01 Архитектура компьютера
Под архитектурой компьютера понимается его принципы работы, логическая организация, структура, ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. Архитектура современных ПК основана на магистрально–модульном принципе.
Модульный принцип позволяет пользователю самому подобрать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости его модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль или системная шина — это набор электронных линий, связывающих воедино по адресации памяти, по передаче данных и по передаче служебных сигналов процессор, память и периферийные устройства.
Обмен информацией между отдельными устройствами ЭВМ производится по трём многоразрядным шинам, соединяющим все модули: шине данных, шине адреса и шине управления. Компьютерная шина (от англ. computer bus, bidirectional universal switch – двунаправленный универсальный коммутатор) – это подсистема, которая передаёт данные между модулями компьютера.
Разрядность шины данных задается разрядностью процессора, т. е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт.
Данные по шине данных могут передаваться как от процессора к какому–либо устройству, так и в обратную сторону, т.е. шина данных является двунаправленной. К основным режимам работы процессора с использованием шины данных можно отнести следующие: 1) запись/чтение данных из оперативной памяти и из внешних запоминающих устройств; 2) чтение данных с устройств ввода; 3) пересылка данных на устройства вывода.
Выбор «абонента» по обмену данными производит процессор, который формирует код адреса данного устройства, а для ОЗУ — код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по шине адреса, причём сигналы передаются в одном направлении, от процессора к устройствам, т.е. эта шина является однонаправленной.
Разрядность шины адреса определяет объём адресуемой памяти (количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса). Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле N = 2i , где i — разрядность шины адреса. В современных ПК i достигает 36 бит, т.е. N = 236 = 64 гигабайтов (максимальное возможное количество адресуемых ячеек памяти).
По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией, и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.
Аппаратно периферийные устройства компьютера подключаются к шинам и процессору не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по такой схеме: