Глава 4 Устройство и принципы работы пк
Персональные компьютеры представляют наиболее многочисленный и разнообразный по составу класс ЭВМ. Они используются при решении самых разных задач не только профессиональными программистами, но и специалистами других областей знаний и деятельности. К ПК относится ЭВМ, управляемая одним пользователем и предоставляющая пользователю в каждом сеансе работы все свои ресурсы.
Перспективы и направления развития ПК. Специалисты считают, что в начале XXI века в цивилизованных странах произойдет смена основной информационной среды. Удельные объемы информации, получаемой обществом по традиционным информационным каналам (радио, телевидение, печать) и компьютерным сетям, можно проиллюстрировать следующей диаграммой, показанной на рисунке
Устройство пк
Главные отличительная черта структуры ПК – наличие системной шины, которая позволила реализовать модульный принцип построения ПК
СШ – позволяет всем модулям ПК взаимодействовать и обмениваться информацией Архитектура с общей СШ обеспечивает простоту и дешевизну ПК, а также унифицирует алгоритмы взаимодействия его частей, облегчая программирование.С другой стороны, СШ – узкое место в ПК, т.к ограничивает производительность Причина: в каждый момент времени посредством СШ могут обмениваться информацией только два устройства ПК, остальные стоят
СШ состоит из трех шин: адреса. данных и управления
Разрядность шин: адреса – 16-64 бит, данных – 32-64 (внутренняя шина процессора 128-256) бит - разрядность этой шины равна объем информации за одно обращение ПК к системе. Шина управления содержит 2-100 линий и передает сигналы, определяющие направление передачи по шине данных, тип передачи и т.д. Шины адреса обычно однонаправленная, но бывает и двунаправленная. Шина управления – всегда двунаправленная.
Процессор (МП) - главное устройство ПК, которое осуществляет вычисления по хранящейся в основной памяти программе и обеспечивает общее управление компьютером. МП, как минимум, сдержит: АЛУ, МПП и УУ. АЛУ предназначенно для выполнения арифметических и логических операций или собственно вычислитель ПК
Устройство управления (УУ) – общее управление вычислительным процессом по программе и координацию работы всех устройств ПК. МПП - для хранения результов, получаемых АЛУ
Сопроцессор – специальный процессор для решения задач определенного класса, например, математический или графический сопроцессор. Расширяет набор команд ПК. Когда основной процессор получает команду не входящую в его набор, он передает управление сопроцессору с целью ее выполнения.
Основная память (ОП) –запоминающее устройство, напрямую связанное с МП и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в операциях. Характеризуется относительно высоким быстродействием но ограниченным объемом.
ОП делится на два основных вида: ОЗУи ПЗУ
ОЗУ (оперативное ЗУ) – прием, хранение и выдача информации. Содержит программы и данные, доступные для использования МП, а также промежуточные и окончательные результаты. Энергозависима, те после выключения питания содержимое теряется
ПЗУ(постоянное ЗУ) – содержит универсальные и часто-используемые программы и данные, в частности программы операционной системы. В начальный момент работы ПК обращается к ПЗУ Ее содержание не изменяется в процессе работы и после выключения – энергонезависима
МП в своей работе использует только ту информацию которая хранится в ОП Если программы или данные находятся в другом устройстве, то их следует предварительно разместить в ОП (ОЗУ)
Логически ОП - это совокупность ячеек, доступ к каждой осуществляется путем указания ее адреса.
Переферийные устройства. Периферийным называется устройство, конструктивно отделенное от центральной части ПК =МП+ОП, имеющее собственное управление и выполняющее запросы МП без его непосредственного вмешательства.
Существуют 2 основные группы ПУ
1) Внешние запоминающие устройства (ВЗУ)- предназначены для долговременного хранения больших массивов информации – энергонезависимы, но более медленны, чем ОЗУ: накопитель на магнитных дисках (жесткие диски), накопители на оптических дисках и тд.
2 Устройства ввода /вывода(УВВ) – обеспечивают общение пользователя с ПК: дисплеи, клавиатура, мышь, принтер, сканер, монитор, мультимедийный проектор, синтезатор речи и тд
Делятся на:
Основные: дисплей, клавиатура и ,как минимум, один накопитель информации(ВЗУ)
Дополнительные: все остальные-увеличивают эффективность использования ПК
ПУ подключаются к системной шине через АПУ– ПВВ.
ПВВ - порт ввода /вывода -этоустройство, снабженный схемами записи и считывания информации. Хранит информацию до обращения МП (ввода) или подключения ПУ (вывода). Имеет свой адрес Каждое стандартное ПУ закреплено за ПВВ с определенными адресами
АПУ - адаптер периферийного устройства- синоним «контроллер» - может иметь собственный МП и память. Служит для:
1) непосредственного управления ПУ по запросам от МП;
2) согласует интерфейс ПУ с интерфейсом СШ.
Интерфейс – 1) система стандартов и соглашений на конструктивные, электрические и информационныехарактеристики модулей ПК, которые он объединяет;
2) совокупность средств сопряжения и связи с другими устройствами= шина.
Типы шин:
Основная системная шина – шина памяти – связывает МП и ОЗУ
Общая системная шина - для связи с остальными устройствами, включает в себя локальные (PCI, AGP) и переферийные шины (USB, Fire Wire, Wi-Fi, Blue Toth)
МП должен реагировать на происходящие события(нажатие клавиши, деление на нуль и т.д.). Необходимую реакцию на событие обеспечивает система прерываний . Прерывание .= ситуация, требующая реакции МП при возникновении определённого события. При возникновении П. текущая программа прервется и выполняется другая последовательность инструкций, стандартных для данного П. После её исполнения выполнение программы может быть продолжено, если это целесообразно.