Какую архитектуру имеет персональный компьютер фирмы ibm

Архитектура и процессоры персональных компьютеров

Аннотация: В этой лекции рассказывается об особенностях архитектуры персональных компьютеров семейства IBM PC, о процессорах, применяемых в персональных компьютерах, об их функциях, характеристиках, этапах их эволюции.

Как уже отмечалось, персональный компьютер представляет собой наиболее развитый вид микропроцессорных систем. На основе персональных компьютеров можно строить самые сложные контрольно-измерительные, управляющие , вычислительные и информационные системы . Имеющиеся в персональном компьютере аппаратные и программные средства делают его универсальным инструментом для самых разных задач.

В случае вычислительных и информационных систем персональный компьютер не нуждается в подключении нестандартной аппаратуры, все сводится к подбору или написанию необходимого программного обеспечения. В случае же контрольно-измерительных и управляющих систем персональный компьютер оснащается набором инструментов для сопряжения с внешними устройствами и соответствующими программными средствами. Во многих случаях строить систему на основе персонального компьютера оказывается гораздо проще, быстрее и даже дешевле, чем проектировать ее с нуля на базе какого-то микропроцессора, микропроцессорного комплекта или микроконтроллера .

Конечно, в большинстве случаев система на основе персонального компьютера оказывается сильно избыточной, это плата за универсальность . Но в то же время один и тот же компьютер может решать самые разнообразные задачи. Например, в системе управления технологическими процессами или научными установками он может математически моделировать происходящие процессы, выдавать в реальном времени управляющие сигналы, принимать в реальном времени ответные сигналы, накапливать информацию, обрабатывать ее, обмениваться информацией с другими компьютерами и т.д. Развитый интерфейс пользователя (видеомонитор, полноразмерная клавиатура, мышь ) делают работу с персональным компьютером комфортной и эффективной. А стоимость персональных компьютеров вследствие большого объема выпуска постоянно снижается. Поэтому их использование не только удобно, но и экономически выгодно.

Но чтобы грамотно и полноценно использовать персональный компьютер в составе любых систем, надо иметь представление о его архитектуре , об основных принципах построения, об устройствах, входящих в его состав, наконец, о внешних интерфейсах.

7.1. Архитектура персонального компьютера

Персональный компьютер типа IBM PC имеет довольно традиционную архитектуру микропроцессорной системы и содержит все обычные функциональные узлы: процессор , постоянную и оперативную память , устройства ввода/вывода, системную шину, источник питания (рис.7.1). Основные особенности архитектуры персональных компьютеров сводятся к принципам компоновки аппаратуры, а также к выбранному набору системных аппаратных средств.

Рис. 7.1. Архитектура персонального компьютера типа IBM PC.

Функции основных узлов компьютера следующие:

Центральный процессор — это микропроцессор со всеми необходимыми вспомогательными микросхемами, включая внешнюю кэш -память и контроллер системной шины. (О кэш -памяти подробнее будет рассказано в следующих разделах). В большинстве случаев именно центральный процессор осуществляет обмен по системной шине.
Оперативная память может занимать почти все адресуемое пространство памяти процессора. Однако чаще всего ее объем гораздо меньше. В современных персональных компьютерах стандартный объем системной памяти составляет, как правило, от 64 до 512 Мбайт. Оперативная память компьютера выполняется на микросхемах динамической памяти и поэтому требует регенерации.
Постоянная память (ROM BIOS — Base Input/Output System) имеет небольшой объем (до 64 Кбайт), содержит программу начального запуска, описание конфигурации системы, а также драйверы (программы нижнего уровня) для взаимодействия с системными устройствами .
Контроллер прерываний преобразует аппаратные прерывания системной магистрали в аппаратные прерывания процессора и задает адреса векторов прерывания. Все режимы функционирования контроллера прерываний задаются программно процессором перед началом работы.
Контроллер прямого доступа к памяти принимает запрос на ПДП из системной магистрали, передает его процессору, а после предоставления процессором магистрали производит пересылку данных между памятью и устройством ввода/вывода. Все режимы функционирования контроллера ПДП задаются программно процессором перед началом работы. Использование встроенных в компьютер контроллеров прерываний и ПДП позволяет существенно упростить аппаратуру применяемых плат расширения.
Контроллер регенерации осуществляет периодическое обновление информации в динамической оперативной памяти путем проведения по шине специальных циклов регенерации. На время циклов регенерации он становится хозяином (задатчиком) шины.
Перестановщик байтов данных помогает производить обмен данными между 16-разрядным и 8-разрядным устройствами, пересылать целые слова или отдельные байты.
Часы реального времени и таймер-счетчик — это устройства для внутреннего контроля времени и даты, а также для программной выдержки временных интервалов, программного задания частоты и т.д.
Системные устройства ввода/вывода — это те устройства, которые необходимы для работы компьютера и взаимодействия со стандартными внешними устройствами по параллельному и последовательному интерфейсам . Они могут быть выполнены на материнской плате, а могут располагаться на платах расширения.
Платы расширения устанавливаются в слоты (разъемы) системной магистрали и могут содержать оперативную память и устройства ввода/вывода. Они могут обмениваться данными с другими устройствами на шине в режиме программного обмена, в режиме прерываний и в режиме ПДП . Предусмотрена также возможность захвата шины, то есть полного отключения от шины всех системных устройств на некоторое время.

Важная особенность подобной архитектуры — ее открытость, то есть возможность включения в компьютер дополнительных устройств, причем как системных устройств , так и разнообразных плат расширения. Открытость предполагает также возможность простого встраивания программ пользователя на любом уровне программного обеспечения компьютера.

Первый компьютер семейства, получивший широкое распространение, IBM PC XT, был выполнен на базе оригинальной системной магистрали PC XT- Bus . В дальнейшем (начиная с IBM PC AT) она была доработана до магистрали, ставшей стандартной и получившей название ISA ( Industry Standard Architecture ). До недавнего времени ISA оставалась основой компьютера. Однако, начиная с появления процессоров i486 (в 1989 году), она перестала удовлетворять требованиям производительности, и ее стали дублировать более быстрыми шинами: VLB ( VESA Local Bus ) и PCI ( Peripheral Component Interconnect bus ) или заменять совместимой с ISA магистралью EISA ( Enhanced ISA ). Постепенно шина PCI вытеснила конкурентов и стала фактическим стандартом, а начиная с 1999 года в новых компьютерах рекомендуется полностью отказываться от магистрали ISA , оставляя только PCI . Правда, при этом приходится отказываться от применения плат расширения, разработанных за долгие годы для подключения к магистрали ISA .

Другое направление совершенствования архитектуры персонального компьютера связано с максимальным ускорением обмена информацией с системной памятью. Именно из системной памяти компьютер читает все исполняемые команды, и в системной же памяти он хранит данные. То есть больше всего обращений процессор совершает именно к памяти. Ускорение обмена с памятью приводит к существенному ускорению работы всей системы в целом. Но при использовании для обмена с памятью системной магистрали приходится учитывать скоростные ограничения магистрали. Системная магистраль должна обеспечивать сопряжение с большим числом устройств, поэтому она должна иметь довольно большую протяженность; она требует применения входных и выходных буферов для согласования с линиями магистрали. Циклы обмена по системной магистрали сложны, и ускорять их нельзя. В результате существенного ускорения обмена процессора с памятью по магистрали добиться невозможно.

Разработчиками был предложен следующий подход. Системная память подключается не к системной магистрали, а к специальной высокоскоростной шине, находящейся «ближе» к процессору, не требующей сложных буферов и больших расстояний. В таком случае обмен с памятью идет с максимально возможной для данного процессора скоростью, и системная магистраль не замедляет его. Особенно актуальным это становится с ростом быстродействия процессора (сейчас тактовые частоты процессоров персональных компьютеров достигают 1—3 ГГц).

Таким образом, структура персонального компьютера из одношинной, применявшейся только в первых компьютерах, становится трехшинной (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Организация связей в случае трехшинной структуры.

Назначение шин следующее:

к локальной шине подключаются центральный процессор и кэш -память (быстрая буферная память );
к шине памяти подключается оперативная и постоянная память компьютера , а также контроллер системной шины;
к системной шине (магистрали) подключаются все остальные устройства компьютера.

Все три шины имеют адресные линии, линии данных и управляющие сигналы. Но состав и назначение линий этих шин не совпадают между собой, хотя они и выполняют одинаковые функции. С точки зрения процессора, системная шина ( магистраль ) в системе всего одна, по ней он получает данные и команды и передает данные как в память , так и в устройства ввода/вывода.

Временные задержки между системной памятью и процессором в данном случае минимальны, так как локальная шина и шина памяти соединены только простейшими быстродействующими буферами. Еще меньше задержки между процессором и кэш -памятью, подключаемой непосредственно к локальной шине процессора и служащей для ускорения обмена процессора с системной памятью.

Если в компьютере применяются две системные шины, например, ISA и PCI , то каждая из них имеет свой собственный контроллер шины, и работают они параллельно, не влияя друг на друга. Тогда получается уже четырехшинная, а иногда и пятишинная структура. Пример такой структуры компьютера приведен на рис. 7.3.

Рис. 7.3. Пример многошинной структуры.

В наиболее распространенных настольных компьютерах класса Desk-top в качестве конструктивной основы используется системная или материнская плата ( motherboard ), на которой располагаются все основные системные узлы компьютера, а также несколько разъемов (слотов) системной шины для подключения дочерних плат — плат расширения (интерфейсных модулей, контроллеров, адаптеров). Как правило, современные системные платы допускают замену процессора, выбор его тактовой частоты, замену и наращивание оперативной памяти, выбор режимов работы других узлов.

На системной плате сейчас обычно располагаются также основные средства внешнего интерфейса, служащие для присоединения как встроенных устройств (например, дисковых носителей), так и внешних устройств компьютера (например, клавиатуры, мыши, принтера, сканера, модема). Для подключения видеомонитора, как правило, используется специальная плата расширения ( контроллер дисплея), вставляемая в один из слотов. Это позволяет заменять ее более мощной при необходимости установки нового монитора.

Отметим, что для получающих все более широкое распространение портативных персональных компьютеров класса ноутбуков ( notebook ) применяются несколько иные конструктивные решения. В частности, в них отсутствуют слоты расширения системной шины, а практически все узлы компьютера выполняются на одной плате. Но мы в основном будем говорить о компьютерах типа desktop (настольных), так как именно они наиболее приспособлены для построения сложных систем, допускают довольно простую модернизацию ( upgrade ) и настройку на конкретные нужды пользователя.

Тест по выч.системам

Только сегодня: скидка до 20% в подарок на первый заказ.
Какую работу нужно написать?

Другую работу

Помощник Анна

Измеряется ли информация ? +да -нет *********************** Укажите допустимые единицы измерения информации: +биты +байты +сообщения -файлы *********************** Что такое «машинное слово»? -один байт +два байта -четыре байта -восемь байт *********************** Сколько символов допустимо иметь при способе кодирования текста ASCII? -128 -255 +256 -1024 *********************** Полупроводниковые транзисторы впервые были применены в ЭВМ следующего поколения: -первого +второго -третьего -четвертого *********************** Микропроцессорные ЭВМ появились: -в 50-е годы -в 60-е годы +в 70-е годы -в 80-е годы *********************** Вещественные числа (с плавающей точкой) представляются в ЭВМ: -8-ю битами -16-ю битами +32-я битами +64-я битами *********************** Какой ученый первым высказал идею автоматизации вычислений посредством выполнения простых операций? -Паскаль -Лейбниц -Холлерит +Бэббидж *********************** В каком году был реализован первый проект электронной ЭВМ? -1941 -1944 +1946 -1951 *********************** Кто изобрел и изготовил первые интегральные микросхемы? +Килби +Нойс -Эйкен -Атанасов *********************** Компания Intel создала свой первый микропроцессор: -в 1966 году +в 1969 году -в 1971 году *********************** «Фон-неймановскими» считаются следующие ЭВМ: +с одним процессором и одним устройством управления -с одним процессором и несколькими устройствами управления -с несколькими процессорами и одним устройством управления -с несколькими процессорами и несколькими устройствами управления *********************** Укажите правильное высказывание: +Язык программирования BASIC появился раньше языка PASCAL -Язык программирования PASCAL появился раньше языка BASIC *********************** Сколько байтов в одном мегабайте? -1 000 000 -1 024 000 +1 048 576 *********************** В каком году появился первый персональный компьютер ? -1977 +1971 -1946 -1981 *********************** Для своей первой персональной ЭВМ компания IBM использовала микропроцессор -8080 -80286 -8086 +8088 *********************** Классическая структура ЭВМ включает следующее количество элементов: -3 -7 +5 -4 *********************** Системная шина персонального компьютера состоит из: -шины управления, каналов и интерфейсов -шины питания, шины данных и шины адресов -шины питания, шины управления, шины данных, шины адресов и контроллеров +шины питания, шины управления, шины данных и шины адресов *********************** Микропроцессор выполняет следующие операции: +вычисления +сравнения -управление устройствами +прерывания +адресацию *********************** Регистры процессора могут иметь разрядность: +8 бит +16 бит -24 бит +32 бит +64 бит *********************** Первым 32-разрядным процессором фирмы Intel был процессор: -80286 -Pentium +80386 -80486 *********************** Впервые жесткий диск (винчестер) был установлен на компьютере: -IBM PC -IBM PC/AT 286 +IBM PC/XT -IBM PC/AT 386 *********************** Первый персональный компьютер компании IBM мог иметь следующий объем памяти: -512 Килобайт -64 Килобайт -640 Килобайт +1 Мегабайт -4 Мегабайт *********************** Укажите, какие ЭВМ из указанного перечня являются персональными: +IBM PC +Apple +Macintosh -IBM AS/400 +SPARC +Compaq386 +IBM PS/2 -IBM 360/370 -Cray +IBM PC/AT -VAX *********************** В персональном компьютере IBM центральное устройство управления расположено: +в микропроцессоре +на материнской плате -в контроллере прерываний -в контроллере DMA *********************** Шина адресов персонального компьютера IBM PC может иметь следующее количество разрядов: -16 +20 +24 +32 +36 -48 -64 *********************** Шина данных персонального компьютера IBM PC может иметь следующее количество разрядов: +16 -20 -24 +32 -36 -48 +64 *********************** Математический сопроцессор отсутствует в составе следующих процессоров: +80286 +80386 -i486DX +i486SX -80287 -80387 -Pentium -PentiumMMX -PentiumPro *********************** Процессоры Intel могут иметь кэш-память 1-го уровня следующего объема: +8 Килобайт +16 Килобайт +32 Килобайт -64 Килобайт -256 Килобайт *********************** Процессоры Intel могут иметь кэш-память 2-го уровня следующего объема: +0 Килобайт -32 Килобайт -64 Килобайт +128 Килобайт +256 Килобайт +512 Килобайт +2048 Килобайт *********************** Следующие процессоры имеют какую-либо кэш-память: +i486DX +i486SX -80286 +Celeron -80386 +Pentium +AMD K6 +PII Xeon *********************** Указаны типы процессоров и максимально допустимый для них объем памяти. Отметьте правильно указанные данные: +8088 — 1 Мегабайт +80286 — 16 Мегабайт -80386 — 32 Мегабайт +i486 — 4 Гигабайт -PentiumII — 4 Гигабайт *********************** Какие процессоры совместимы с процессорами фирмы Intel по системе основных микрокоманд ? +AMD K5 +AMD K6 +Cyrix686 +IBM M2 +Duron +Athlon -PowerPC +WinChip -SPARC *********************** Сколько уровней кэш-памяти может иметь процессор Pentium III? -один +два -три *********************** Сколько уровней кэш-памяти может иметь процессор Pentium 4? -один -два +три *********************** Следующие процессоры могут работать в составе многопроцессорной ЭВМ: -Pentium -Celeron +Pentium III -Duron +Athlon *********************** Общее количество конвейеров в процессоре Celeron: -1 -2 +3 -4 *********************** Общий объем кэш-памяти процессора Duron: -64 килобайта -128 килобайт +192 килобайта -256 килобайт *********************** Какой тип памяти требует постоянной регенерации ? +динамическая -статическая -энергонезависимая *********************** Персональный компьютер использует следующие типы памяти: +DRAM +SDRAM +Flash -SCSI -MCA *********************** Какие виды памяти обеспечивают жесткие диски ? +виртуальную -реально-адресуемую +постоянную *********************** Доступна ли кэш-память программам ? -да +нет *********************** Каково соотношение быстродействия разных типов памяти ? +DIMM работает быстрее SIMM -SIMM работает быстрее DIMM *********************** Выберите правильные обозначения типов памяти: -SIMM-16 +SIMM-30 +SIMM-72 -DIMM-84 +DIMM-168 *********************** Назовите отличия материнских плат типа ATX от плат типа AT: +изменено расположение разъема для процессора -изменено количество COM и LPT портов +добавлены шина AGP и USB-порт -увеличено напряжение питания +увеличена мощность источника питания *********************** В какие корпуса может быть установлена материнская плата типа ATX ? +MidiTower ATX -NLX Case -LPX Case -MiniTower AT *********************** Укажите правильные высказывания: +LPT-порт обеспечивает параллельный интерфейс +COM-порт обеспечивает последовательный интерфейс -USB-порт обеспечивает параллельный интерфейс *********************** Какие шины обеспечивают 32-разрядную передачу данных ? -ISA +MCA +PCI +VLB *********************** Шина AGP работает на: -частоте системной шины +частоте 66 МГц -частоте 33 МГц -частоте процессора -частоте кэш-памяти *********************** Максимальная производительность шины PCI: -132 Mb/sec -264 Mb/sec +528 Mb/sec -800 Mb/sec *********************** Расставьте шины расширений по их быстродействию в порядке возрастания: +USB, ISA, VLB, PCI, AGP -USB, ISA, VLB, AGP, PCI -ISA, USB, VLB, PCI, AGP -USB, VLB, ISA, PCI, AGP *********************** Чем заняты первые 64kb RAM после 640kb conventional memory? — BIOS и System Code — Upper Memory Block (UMB) + VGA Video — Extended RAM — Interrupt Vectors *********************** Провода блока питания персонального компьютера имеют следующий цвет:
Red (красный) = 5 вольт
Black (черный) = Земля
Yellow (желтый) = .
Чем следует заменить знаки вопроса? — 3.3 вольта — Power good + 12 вольт — -5 вольт *********************** Сколько устройств можно подключать к USB-порту ? +4 +32 +127 -133 *********************** Сколько COM-портов может иметь персональный компьютер максимально ? -2 -3 +4 -неограниченное число *********************** Как параллельный порт передает информацию ? -побитно +побайтно -правильного ответа нет *********************** К внутренним устройствам персонального компьютера относятся: +материнская плата +процессор +чипсеты -клавиатура +видеоадаптер *********************** К внешним устройствам персонального компьютера относятся: -ROM-BIOS -кэш-память +принтер +сканер -графический ускоритель *********************** Накопитель на жестких дисках может быть: +внутренним +внешним -сменным +переносным *********************** Накопитель на гибких дисках является: +устройством прямого доступа -устройством последовательного доступа *********************** Допускает ли запись магнито-оптический накопитель ? +да -нет *********************** Процедура полного форматирования диска дискового накопителя это: -всегда физическое стирание ранее записанной информации и изменение имени диска +запись на диск управляющей информации, определяющей начало и конец отдельных секторов диска -только удаление с диска таблицы размещения файлов *********************** Отметьте правильные высказывания: -CD-ROM допускает запись -CD-R допускает перезапись +CD-RW допускает чтение *********************** Если в наименовании привода CD-ROM указано 32x — это означает: -обмен данными ведется через 32-разрядную шину данных -можно использовать диски с 32 дорожками +скорость передачи увеличена относительно базовой в 32 раза *********************** Накопители на жестких дисках и накопители на сменных оптических дисках можно подключать через следующие интерфейсы: +IDE ATAPI +SCSI -PCI -AGP *********************** Современный видеоконтроллер — это: +плата расширения +микросхема на материнской плате -разъем для подключения монитора *********************** Основные характеристики современных видеоконтроллеров для настольных компьютеров: +цветовое разрешение +внутренняя рабочая частота +точечное разрешение -поддерживаемый тип монитора *********************** Видеоконтроллеры могут работать в следующих режимах: +2 цвета -8 цветов +16 цветов +256 цветов +32 768 цветов +65 536 цветов -1 048 576 цветов *********************** Звуковая карта — это: +аналогово-цифровой преобразователь +плата расширения -тип интерфейса *********************** Звуковые карты бывают: +8-разрядные +16-разрядные +20-разрядные -32-разрядные *********************** К ручным манипуляторам относятся: -сканеры -клавиатуры +джойстики +»мыши» +световые перья *********************** Клавиатуры бывают следующих типов: +PS/2 +DIN -COM -LPT +USB *********************** Трэкбол — это: -тип клавиатуры -тип джойстика +ручной манипулятор, заменяющий «мышь» *********************** Матричные (игольчатые) принтеры могут иметь следующее количество печатающих иголок: -8 +9 -20 +24 *********************** В паспорте принтера напечатано 600 dpi. Это означает: -картридж принтера имеет ресурс на 600 страниц -в буферной памяти принтера помещается 600 символов +максимальное точечное разрешение при печати составляет 600 точек на дюйм бумаги *********************** Для мониторов с электронно-лучевой трубкой применимо следующее: -15-дюймовый монитор имеет размер видимой области, равный 15 дюймам +17-дюймовый монитор имеет размер видимой области, всегда меньший чем 17 дюймов *********************** Современные мониторы могут работать: -только в графическом режиме +в текстовом и графическом режимах *********************** Что такое Socket370 ? +тип разъема для процессора -обозначение одной из микросхем на материнской плате -тип системной шины *********************** Можно ли установить процессор Pentium III на материнскую плату, где ранее работал процессор AMD K7 (Athlon) ? -да +нет *********************** Укажите допустимый размер памяти ROM-BIOS +64 килобайта -32 килобайта +128 килобайт -256 килобайт *********************** Укажите правильные высказывания +шина AGP передает данные быстрее шины PCI -шина PCI передает данные быстрее шины AGP +шина PCI передает данные быстрее шины ISA -шина ISA передает данные быстрее шины PCI *********************** Укажите, какие из перечисленных действий недопустимы или вредны для нормальной работы персонального компьютера +отключение клавиатуры от системного блока при включенном его состоянии -вытаскивание дискеты из дисковода в момент времени, когда на дисководе горит зеленая лампочка +присоединение принтера кабелем к LPT-порту при включенном состоянии системного блока -выключение дисплея (монитора) при включенном системном блоке *********************** Современные персональные компьютеры допускают подключение дисководов с габаритным размером: -8 дюймов +5,25 дюйма +3,5 дюйма +2,5 дюйма *********************** Полный адрес начала видеопамяти для цветного текстового режима работы видеоадаптера следующий: -A0000 -B800 +B8000 *********************** Таблица векторов прерываний персонального компьютера IBM PC занимает: +1024 байта -256 байт -2048 байт *********************** Можно ли изменить значение векторов прерываний ? +да -нет *********************** «Драйвер» — это: +программа -контроллер устройства +расширение ROM-BIOS *********************** Укажите, какие видеоадаптеры поддерживают работу в цветном текстовом: -MDA +CGA +VGA +SVGA *********************** Загрузочный (BOOT) сектор должен присутствовать: +на дискетах и жестких дисках -только на дискетах -только на жестких дисках *********************** Что такое «расширенная память» ? -кэш-память второго уровня (L2) +оперативная память с адресами выше 1 мегабайта -оперативная память с адресами выше 16 мегабайт *********************** Персональный компьютер IBM PC может нормально работать при отсутствии следующих устройств: +»мыши» +жестких дисков +монитора -видеоадаптера *********************** Какое оборудование обязательно должно присутствовать в составе персонального компьютера IBM PC ? +оперативная память -кэш-память +процессор +контроллер прерываний -жесткий диск *********************** Может ли персональный компьютер иметь более одного центрального процессора ? -нет +да *********************** Какие из перечисленных процессоров не поддерживают технологию 3DNow! ? +Pentium +PentiumMMX +Pentium-II +Celeron +Xeon -Duron -Athlon -ThunderBird *********************** Указанные процессоры могут иметь конструктив FCPGA: -Pentium-II +Pentium-III +Celeron -Athlon -Samuel *********************** У следующих процессоров кэш второго уровня работает на частоте ядра процессора: -K6-2 +K6-3 +Pentium-III +Celeron +Duron *********************** Может ли современная материнская плата ATX-типа иметь всего два слота расширения: +да -нет *********************** Укажите процессоры, выпускаемые по технологии 0,18 мкм: -PentiumMMX +Pentium-II +Pentium-III +Pentium-4 *********************** Укажите количество каналов DMA: -4 +8 -16 *********************** Укажите количество прерываний, обрабатываемых контроллером прерываний (IRQ): -8 -12 +16 *********************** Порты ввода/вывода адресуются числами следующей разрядности: +8 +16 -32 *********************** Термин «High Color» относится к графическим режимам, в которых на одну точку приходится следующее количество бит видеопамяти: -8 +15 +16 -24 -32 *********************** Компьютеры IBM PS/2 собирали на базе следующих процессоров: -Z80 -i80386SX +i80386DX -i80286 -i80186 *********************** Выберите правильное утверждение: +CD-ROM диски читаются приводами DVD-RAM -CD-R диски записываются приводами DVD-R +CD-RW диски читаются приводами CD-ROM *********************** Стандарты режимов печати принтеров Hewlett Packard допускают следующую плотность печати: -72 dpi +75 dpi -120 dpi +150 dpi -360 dpi +600 dpi -1440 dpi *********************** Что из ниже перечисленного впервые в истории микропроцессоров Intel было реализовано в процессорах PentiumPro ? -шина данных из 64 разрядов -система команд MMX -кэш-память второго уровня +интегрированная в ядро кэш-память второго уровня +двойная системная шина *********************** Длина буфера памяти клавиатуры составляет: -16 байтов -24 байта +32 байта -64 байта *********************** Размер кластера диска с файловой системой FAT32 составляет следующее количество байтов: -1024 -2048 +4096 +8192 *********************** Размер одной страницы видеопамяти в текстовом режиме 80×25 (16 цветов) в байтах: -2000 -2048 +4000 -4096 *********************** Могут ли использоваться в операционных системах MicroSoft односторонние дискеты ? +да -нет *********************** Коаксиальный кабель RG-58 имеет волновое сопротивление: +50 Ом -75 Ом -93 Ом *********************** Коаксиальный кабель RG-62 имеет волновое сопротивление: -50 Ом -75 Ом +93 Ом *********************** Сети Ethernet реализуют следующий стандарт: +802.3 -802.4 -802.5 -802.7 *********************** Максимальный диаметр сети Ethernet в стандарте 10Base-2 составляет: -185 метров -500 метров +925 метров -1500 метров *********************** Максимальный диаметр сети Ethernet в стандарте 10Base-T составляет: -185 метров +500 метров -925 метров -1500 метров *********************** В стандарте сети Ethernet допустимо подключение следующего числа компьютеров: +2 +512 +1024 -2000 *********************** Допустимо ли в технологии FDDI использование кабеля UTP 3? -да +нет *********************** В сетях Fast Ethernet используются следующие типы кабелей: -волоконно-оптический многомодовый, одно волокно +волоконно-оптический многомодовый, два волокна +UTP 5, две пары -UTP 5, четыре пары +UTP 3, четыре пары *********************** Длина заголовка в IP-пакете составляет: -16 байт +20 байт -24 байта -30 байт -32 байта *********************** Максимальная длина IP-пакета составляет: -512 байт -576 байт -1024 байта -4096 байт +65535 байт *********************** Длина заголовка в IPX-пакете составляет: -16 байт -20 байт -24 байта +30 байт -32 байта *********************** Максимальная длина IPX-пакета составляет: -512 байт +576 байт -1024 байта -4096 байт -65535 байт *********************** Следующие сети реализуют коммутацию пакетов: +X.25 +Frame Relay +TCP/IP -FDDI -Gigabit Ethernet *********************** Укажите максимально допустимое расстояние для радиорелейной связи. -50 км +100 км -150 км *********************** Какая длина волны света используется в оптоволоконной связи ? -750 нм +850 нм -1150 нм +1300 нм *********************** Какой участок спектра используется в оптоволоконной связи ? +инфракрасный -красный -синий -ультрафиолетовый *********************** Отметьте допустимые при передаче информации методы модуляции сигналов. +амплитудная +частотная +фазовая +амплитудо-импульсная -амплитудо-частотная *********************** Каким является спектр непериодического сигнала ? -дискретным +непрерывным *********************** Что такое «один бод» ? +1 бит/c -1 байт/c -1 килобайт/с *********************** Разделение каналов связи бывает: +частотное -амплитудное +временное *********************** Средой передачи может являться: +воздушная проводная линия +медная кабельная линия +атмосфера -вода +кварцевый световод +пластиковый световод -дерево +безвоздушное пространство *********************** Какова толщина внутренней части одномодового оптоволокна ? +10 мкм -50 мкм -62,5 мкм *********************** Прямое соединение может быть обеспечено: +ИК-портами +COM-портами +LPT-портами -USB-портами *********************** Необходимо ли выключать компьютер при прямом соединении двух компьютеров ? +да -нет *********************** Какова функция повторителя (repeater’а) в сети ? +усиление сигнала +ретрансляция сигнала -обеспечение развязки нескольких узлов *********************** Может ли коммутатор (switch) обеспечивать одновременно несколько соединений ? +да -нет *********************** Какова основная функция маршрутизатора ? -объединение различных сегментов одной сети +объединение сегментов, работающих в различных стандартах сетей +соединение сетей одного или разных типов по одному протоколу *********************** Укажите правильное расположение методов передачи в порядке возрастания скорости обмена: -симплексный, дуплексный, полудуплексный -полудуплексный, полнодуплексный, симплексный +симплексный, полудуплексный, полнодуплексный *********************** Выберите правильное утверждение: +параллельная передача быстрее последовательной -последовательная передача быстрее параллельной *********************** При асинхронной передаче полезная передаваемая информация обрамляется: +служебными битами -служебными байтами *********************** При синхронной передаче полезная передаваемая информация обрамляется: -служебными битами +служебными байтами *********************** В сети Ethernet используется следующий метод доступа: -детерминированный +недетерминированный *********************** В сети Fast Ethernet используется следующий метод доступа: -метод опроса -метод передачи права -метод кольцевых слотов +случайный метод *********************** В сети Token Ring используется следующий метод доступа: -метод кольцевых слотов +метод передачи права -случайный метод *********************** Какой материал используется в кабелях для ЛВС ? -алюминий +медь -железо +пластик +кварцевое стекло *********************** Укажите полосу пропускания кабеля UTP3. +10 МГц -20 МГц -100 МГц *********************** Укажите полосу пропускания кабеля UTP5. -10 МГц +100 МГц -155 МГц *********************** Может ли скорость передачи, измеряемая в Мбит/c, быть больше величины полосы пропускания в МГц ? +да -нет *********************** Можно ли заменять кабель UTP5 на какой-либо кабель из семейства STP ? +да -нет *********************** В чем состоит метод случайного доступа ? -передающий узел всегда выбирает для передачи случайнвй момент времени -передающий узел при обнаружении коллизии ожидает фиксированный интервал времени, а затем повторяет передачу +передающий узел при обнаружении коллизии ожидает случайный интервал времени, а затем повторяет передачу *********************** Коаксиальный кабель допустим к применению в следующих топологиях: +шина +звезда -кольцо *********************** Кабель «витая пара» допустим к применению в следующих топологиях: -шина +звезда +кольцо *********************** Волоконно-оптический кабель допустим к применению в следующих топологиях: -шина +звезда +кольцо *********************** Стандарт Ethernet 10Base-5 допускает следующую длину сегмента: +500 м +185 м -2 км *********************** Стандарт Ethernet 10Base-2 разрешает иметь в сегменте следующее количество узлов: +30 -50 -1024 *********************** Стандарт Ethernet 10Base-T разрешает использовать следующие типы кабелей: +UTP3 +UTP5 +STP Type 1 -RG-58 -RG-11 *********************** При построении сегментов сети на коаксиальном кабеле используются следующие коннекторы: +BNC +AUI +T +I -RJ-45 *********************** Заземление сети на витой паре обеспечивается следующим образом: -через сетевые карты -только через концентраторы +через компьютеры и концентраторы *********************** В «шинном» сегменте сети на коаксиальном кабеле необходимо заземлять: +один из терминаторов -оба терминатора *********************** Сети Token Ring в «облегченном» варианте имеют следующие характеристики: -8 HUB-ов, 96 станций, 45 м между узлами -12 HUB-ов, 96 станций, 120 м между узлами +12 HUB-ов, 96 станций, 45 м между узлами *********************** Допускают ли сети Token Ring использование волоконно-оптического кабеля ? +да -нет *********************** Сети FDDI используют: +маркерный метод доступа -метод кольцевых слотов *********************** Могут ли цифровые линии связи передавать аналоговые данные (например, голос) ? +да -нет *********************** Какие кабели можно использовать в сети по технологии FDDI ? +многомодовое оптоволокно +одномодовое оптоволокно -коаксиальный кабель RG-62 -UTP3 +UTP5 *********************** Разрешено ли в технологии Fast Ethernet использование коаксиального кабеля ? -да +нет *********************** Какой тип кабеля используется в стандарте Fast Ethernet 100Base-FX ? -одномодовое оптоволокно +многомодовое оптоволокно *********************** Стандарт сети Fast Ethernet разрешает использование в полнодуплексном режиме передачи следующих кабелей: -только UTP5 -только оптоволокно +UTP3 и UTP5 *********************** Максимальный диаметр сети Fast Ethernet на основе повторителей при использовании только витой пары составляет: +200 метров -160 метров -272 метра *********************** Сети 100VG-AnyLAN совместимы со следующими типами сетей: -только Ethernet -только Fast Ethernet +Fast Ethernet и Token Ring -только Token Ring *********************** Можно ли в сети Gigabit Ethernet использовать коаксиальный кабель ? -нет -да, все типы -да, с импедансом 50 Ом +да, с импедансом 75 Ом *********************** Можно ли сетевые адаптеры Token Ring использовать в сети Ethernet ? -да +нет *********************** К какому кабелю относится стандарт Gigabit Ethernet 1000Base-SX ? +к многомодовому оптоволокну -к одномодовому оптоволокну -к витой паре -к любому типу оптоволокна *********************** Какие из ниже перечисленных пар сетевых технологий совместимы по формату кадров и, следовательно,
позволяют образовывать составную сеть ? -FDDI — Ethernet -Token Ring — Fast Ethernet +Token Ring — 100VG-AnyLAN +Ethernet — Fast Ethernet +Ethernet — 100VG-AnyLAN -Token Ring — FDDI *********************** Какие стандарты из указанного перечня поддерживает сеть Fast Ethernet ? -10Base-5 -10Base-2 +10Base-T +100Base-T2 +100Base-TX +100Base-T4 +100Base-FX -100Base-SX *********************** Какое утверждение в отношении ЛВС является верным ? -логическая топология всегда совпадает с физической +логическая топология может не совпадать с физической *********************** Основателем какой компании является Холлерит? +IBM -Compaq -AT&T -DEC *********************** Укажите российский аналог компьютера IBM PS/2: -EC1841 -EC1842 +EC1843 *********************** Кто разработал концепцию RISC-процессора? -Тед Хофф -Адам Осборн +Джон Кук *********************** Какой объем памяти имели первые жесткие диски персональных компьютеров? -5 Мегабайт +10 Мегабайт -20 Мегабайт *********************** Какую архитектуру имеют компьютеры Main Frame? -шинную +канальную *********************** Укажите процессор-рекордсмен по сумме объемов кэш-памяти первого и второго уровней, расположенных в ядре: -Pentium II -Pentium III Coppermine +Pentium III Tualatin -Pentium 4 -AMD K6-3 -AMD K7 Duron -AMD K7 Palomino *********************** Выберите материал, который по исследованиям ученых может обеспечить рекордную плотность магнитной записи: -окись железа +ниобат лития -двуокись железа -арсенид галлия *********************** Технология VLIW (Very Long Instruction Word) предложена и реализована в процессорах компании: -Intel -VIA -AMD -IBM +Transmeta *********************** Процессор Pentium III может иметь форм-фактор: -PGA +PPGA +FCPGA +FCPGA2 *********************** Максимальный объем памяти, адресуемой процессорами Intel: -4 Гигабайта -8 Гигабайт -32 Гигабайта +64 Гигабайта *********************** Какой материал лежит в основе создания молекулярной памяти для PC? -молекулы неорганического соединения -молекулы искусственного органического соединения

02.08.2019 51.92 Кб 0 тервер.docx

14.05.2015 29.7 Кб 18 Тест В-1.docx

14.05.2015 35.25 Кб 10 Тест В-4.docx

16.07.2019 189.44 Кб 2 тест дерево.doc

14.05.2015 47.62 Кб 93 тест древнерусского госва.doc

18.03.2016 111.1 Кб 44 Тест по выч.системам.doc

14.05.2015 183.81 Кб 12 тест по Экон.орг ..doc

14.05.2015 183.3 Кб 18 тест по эконом.орг..doc

07.08.2019 35.99 Кб 13 Тест содержит 163 пункта и представляет собой о. docx

14.05.2015 72.7 Кб 40 ТЕСТ Турформальности.doc

15.07.2019 134.66 Кб 3 тест1.doc

Ограничение

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Архитектура современных персональных компьютеров

Архитектура современных персональных компьютеров — это структурная организация и описание принципа действия основных модулей персонального компьютера.

Сущность понятия «архитектура персонального компьютера»

Архитектурой персонального компьютера является совокупность некоторых правил организации электронных вычислительных систем, основные отличия и технологические особенности, используемые в них. Архитектура персонального компьютера может использоваться в качестве инструментария для разработки стандартов. То есть компьютерное оборудование может быть реализовано согласно этим стандартам по имеющимся схемотехническим решениям и технологическим новшествам. Объединение разнообразных концепций в единой архитектурной реализации, помогает распространиться этой модели персональных компьютеров на мировых рынках, позволяет различным фирмам разрабатывать программное обеспечение, которое гарантировано может быть использовано в них. Единая архитектурная организация персональных компьютеров практически позволяет компаниям, выпускающим компьютеры, тесно взаимодействовать друг с другом, что способствует совершенствованию различных его модулей, а также технологий.

Статья: Архитектура современных персональных компьютеров

Поможем написать реферат за 48 часов

Архитектурой может быть также набор методик по сборке компьютеров или их компонентов, принятых в терминологии некоторых брендов. В этом смысле, разработанная фирмой архитектура является её интеллектуальной собственностью и используется только этой фирмой, поскольку это инструмент конкурентной борьбы на рынке. Однако, вместе с тем, технологические аспекты разных брендов нередко могут быть классифицированы как единая концепция, объединяющая внутри себя основные моменты, которые характеризуют различные модификации персональных компьютеров.

Классическая архитектура персональных компьютеров

Базовые основополагающие положения, по которым может быть реализован персональный компьютер в соответствии с его целевой логической структурой, были сформулированы Фон Нейманом, выдающимся учёным и математиком. Предложенные им методики считаются классической архитектурной организацией персонального компьютера. Персональный компьютер, согласно положениям Фон Неймана, обязан содержать в своей конструкции следующие базовые компоненты:

«Архитектура современных персональных компьютеров» ��
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение задач по учебе за 24 часа
Реферат по этой теме за 48 часов

Логический и арифметический модуль.
Модуль управления.
Модуль внешней памяти.
Модуль оперативной памяти.
Модуль ввода и вывода информационных данных.

В соответствии с данной структурной организацией, функционирование отдельных компонентов должно осуществляться в заранее заданном порядке. Сначала в память компьютера заносится информационные данные исполняемого программного приложения. Данные могут вводиться с помощью внешнего устройства. Затем модуль управления считывает данные из памяти персонального компьютера и посылает их на обработку. В процессе информационной обработки задействуются разные другие компоненты персонального компьютера.

Архитектура современных персональных компьютеров

Современные персональные компьютеры обладают архитектурной организацией, которая отличается от традиционной, однако, в общем и целом она является продолжением классики . Базовой отличительной особенностью современного персонального компьютера может считаться тот факт, что у него логико-арифметический модуль и модуль управления являются одним компонентом, который именуется центральным процессором. Такое объединение было вызвано значительным повышением уровня интеграции микросхем и их развитием, что позволило разместить в небольшой по размерам детали очень большой комплект выполняемых функций. Архитектурная организация сегодняшних персональных компьютеров имеет ещё отличие, которое заключается в наличии в их составе контроллеров. Их возникновение связано с изменением функции центрального процессора как основного модуля, осуществляющего процесс информационного обмена с внешним оборудованием. Новые микросхемы обладают такими возможностями, которые позволяют исключить ввод и вывод информации из процессорного функционала. Специалисты разработали различные каналы информационного обмена, а также комплекты микросхем, получивших в дальнейшем наименование контроллеры.

Архитектура персональных компьютеров IBM

Корпорация IBM разработала архитектурную организацию персонального компьютера, ставшую фактически общемировым стандартом. Её отличительной особенностью стала полностью открытая структура. То есть в соответствии со стандартами IBM персональный компьютер больше не является завершённым продуктом этого бренда. Компания IBM не может считаться монополистом на рынке компьютеров, но она является пионером в смысле разработки общепризнанной компьютерной архитектуры. Отдельные потребители или компании, собирающие персональные компьютеры на основе стандартов IBM, получили возможность самостоятельного выбора набора компонентов, находящихся в составе компьютера. Стремительный технологический прогресс в области компьютерного оборудования позволил осуществить открытую архитектуру персональных компьютеров.

Программное обеспечение для компьютеров на основе архитектуры IBM

Основным критерием, который позволяет причислить персональный компьютер к стандарту IBM, считается наличие возможности работать с разными операционными системами. Что конечно также, по сути, можно рассматривать, как следствие открытой архитектуры данного типа. Персональные компьютеры, собранные на платформе IBM, способны работать с операционными системами Windows, Linux практически любых модификаций, а также иными операционными системами, которые совместимы с аппаратными модулями персональных компьютеров с заданной архитектурной организацией.

Помимо программного обеспечения от известных брендов, на платформу IBM можно ставить разные другие программы малоизвестных авторов, разработка и установка которых, как правило, не требует согласовывать их с компаниями, производящими аппаратные компоненты.

Принцип какой архитектуры был заложен в персональный компьютер ibm pc

В 1982 году фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учётом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.

Заключение

Открытая архитектура для ПК от IBM несет в себе некую свободу для пользователей, которые самостоятельно могут собирать устройства своими руками, ч его не скажешь о закрытой архитектуре, где об этом уже позаботились производители.

Мы будем очень благодарны

если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.

Что означает принцип открытой архитектуры ПК?

Принцип открытой архитектуры означает, что персональный компьютер сделан единым неразъемным устройством

Какая фирма впервые использовала открытую архитектуру Пэвм?

Заключение

Мы будем очень благодарны

если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.

Принцип открытой архитектуры компьютера

Принцип открытой архитектуры компьютера — это архитектурное построение, которое позволяет выполнять сборку, модернизацию и ремонтные работы компьютера по его отдельным модульным элементам.

Какую архитектуру компьютера называют открытой?

Персональные компьютеры (ПК) являются устройствами с так называемой открытой архитектурой компьютера. Это означает, что в них стандартизированы методы подключения любых периферийных устройств, которые разработчики устройств хотели бы предложить пользователям ПК.

Общие сведения

В 1975 году был спроектирован и собран первый персональный компьютер, который стал революционным событием для общественной и промышленной сферы жизни человечества. Прежде электронная вычислительная машина (ЭВМ) была доступна только большим предприятиям или крупным научно – исследовательским центрам. Маленьким организациям было не по карману приобретать стационарные ЭВМ.

Персональные электронные вычислительные машины (ПЭВМ) принадлежат к категории компьютеров личного (индивидуального) использования. То есть, они превратились в общедоступный инструментарий, который позволяет в разы повысить эффективность умственного (и не только) труда. Решая похожие задачи, разные ЭВМ, при этом, жёстко конкурировали между собой, как и производящие их компании. Разные фирмы искали различные технологические и конструкторские решения для улучшения своей продукции. И само собой, найденные решения имели гриф секретности, и мало кто был осведомлён как функционирует тот или иной компьютер, который, к тому же, представлял собой монолитный блок, не подлежащий усовершенствованию и изменению комплектации. Архитектурные особенности реализации компьютера были недоступны простым пользователям.

В чем заключается концепция открытой архитектуры на материнской плате?

Открытая архитектура предусматривает строгую стандартизацию главных системных шин и свободу подключения к главной шине через соответствующие устройства управления (контроллеры, карты) любого (с некоторыми ограничениями) набора и в любом порядке устройств ввода и вывода информации.

Альтернатива открытой архитектуре от IBM

Не сложно предположить, что раз есть открытая архитектура ПК от IBM, то , скорее всего , есть и закрытая архитектура. Это правда . Закрытую архитектуру производства компьютеров представляет компания Apple. Вообще , соперничество между Apple и IBM началось еще несколько десятков лет назад и продолжается до сих пор, но это тема другой статьи.

Отличительн ая особенност ь такой архитектуры — компания-производитель контролирует все компоненты и программное обеспечение компьютера. То есть пользователь не может совершить апгрейд устройства, а может только заменить его на новое с улучшенными характеристиками. Пользователь также не может сменить операционную систему компьютер а н а ту, которая ему по душе, а только на ту, что предлагает производитель компьютера.

С одной стороны, закрытая архитектура кажется сильно «ограниченной» и сковывающей индивидуальность пользователей, но с другой стороны , при такой реализации компания-производитель полностью несет ответственность за свое устройств о — это, в первую очередь, сказывается на безопасности и производительности устройств.

Кто разработал архитектуру персонального компьютера?

В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом.

Альтернатива открытой архитектуре от IBM

Принцип открытой архитектуры компьютера

Революционным событием стало решение ведущей компьютерной фирмы IBM спроектировать и собрать компьютер с указанной в его паспорте архитектурой. Это был компьютер IBM PC (на основе процессора Intel-8086), поступивший в продажу в 1981 году. Отдельно было подчёркнуто, что этот компьютер возможно подвергнуть модернизации, устанавливая разные дополнительные блоки и устройства периферии или просто меняя их на более совершенные.

Затем другие компании стали проектировать компьютеры, которые были совместимы с IBM PC, и это возвело его в ранг стандарта компьютерной техники. Существует, однако, мнение, что этот, по сути революционный, поступок погубил компанию IBM. Сегодня её часть компьютерного рынка бесконечно маленькая, но зато термин «IBM-PC-совместимый», навечно вписал имя этой компании в историю развития компьютерной техники.

Принципиальная позиция открытой архитектуры состоит в том, что компьютерные компании не делают тайны из комплектации компьютера, и она может быть легко изменена или модернизирована. Это обстоятельство позволяет менять какой-либо модуль в компьютере, не заботясь о его совместимости с данной компьютерной модификацией.

Готовые работы на аналогичную тему

Говоря иначе, если пользователь хочет улучшить параметры компьютера, то ему достаточно искать модуль (деталь) с лучшими характеристиками, не обращая внимания на то, кто является производителем (конечно, при условии, что этот модуль принадлежит к IBM-совместимым устройствам). Около 85% на рынке компьютеров принадлежит компьютерам, разработанным на базе открытости архитектуры.

Одним из примеров компьютеров, выполненных без применения открытости, могут служить компьютеры компании Apple. Они не имеют широкого распространения в Российской Федерации по причине высокой цены и несовместимости программного обеспечения. Но с другой стороны, на высоком уровне находится безопасность данных пользователей этих компьютеров, так как достаточно проблематично осуществить взлом «закрытой архитектуры».

Новый импульс открытая архитектура получила с развитием сети интернет. А конкретнее, любое оборудование, которое подключено к персональному компьютеру, может быть использовано в многопользовательском режиме. Каждый персональный компьютер имеет в интернете свой уникальный адрес и у каждого модуля ввода-вывода он тоже есть. Это означает, что комбинация адреса персонального компьютера и модуля ввода-вывода позволяет открыть доступ ко всем открытым для общественного пользования устройствам.

В целях безопасности личных данных, пользователям необходимо помнить об этих свойствах открытой архитектуры компьютера и тщательно отстраивать доступ к периферийным устройствам. К примеру, все жёсткие диски или какие-либо каталоги на них могут стать доступными через внешние сети при помощи закладки «Доступ» в разделе «Свойства». Таким же образом может быть открыт доступ и к другому различному оборудованию (принтеру, сканеру и тому подобное). Естественно, глупо предполагать, что кому-то потребуется распечатать что-то на удалённом принтере без возможности забрать распечатки, но вот данные с жёсткого диска вполне вероятный объект кражи. Там может быть чья-то личная информация, пароли доступа и тому подобное, что не обязательно должно быть доступно широкому кругу людей. Возможен также вариант случайного доступа, когда, к примеру, системный программист, обслуживая компьютер, открыл для себя доступ к памяти компьютера, а затем позабыл выключить его по завершению всех процедур по обслуживанию.

Что такое архитектура ПК от IBM

конструкция устройства должна предусматривать возможность расширения возможностей системы;

изменени я внутри системы не должны требовать лицензионных соглашений или затрат;

пользователь самостоятельно может изменять базовые возможности компьютерной системы.

Архитектура ПК от IBM: основы

присутствует центральный процессор Intel и/или совместимые с ним процессоры других производителей;

регламентируется процедура стартового запуска системы;

есть механизм собственного конфигурирования системы;

присутствует реестр системы, где хранятся сведения о конфигурации устройства;

блочная организация памяти в устройстве, к которой организован прямой доступ;

наличие нормативов, которые описывают конструкцию компьютера, режимы работы, протоколы по обмену данными и др.

Кто заложил принципы открытой архитектуры компьютера?

Какая архитектура компьютера позволяет использовать устройства от разных производителей?

Что такое принцип открытой архитектуры Какие основные особенности компьютеров с открытой архитектурой?

Открытая архитектура — тип архитектуры компьютера или архитектуры программного обеспечения, предназначенной для простого добавления, обновления или замены компонентов. Примерами такой архитектуры являются компьютеры IBM PC, Amiga 500 и Apple II, позволяющие устанавливать платы расширения.

Что такое принцип открытой архитектуры Какие основные особенности компьютеров с открытой архитектурой?

Какой фирмой был реализован принцип открытой архитектуры?

В каком поколении появились микропроцессоры?

Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Микропроцессор — это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память.

Архитектура ПК IBM и что такое принцип открытой архитектуры

Lorem ipsum dolor

Проектирование любого устройства ведется по какой-либо схеме, принципу или архитектуре. Так же и с ПК IBM, где присутствует собственная архитектура производства устройств, которую принято называть «открытой». Именно компания IBM принесла данную структуру в производство компьютеров.

IBM — это одна из самых известных и старых компаний среди производителей электронных устройств. Она всегда стояла в первых рядах , продвигающих технологический прогресс. Начало ее деятельности датируется 1896 годом, когда было запатентовано первое устройство для работы с перфокартами — табулятор. Запатентовал его некий Герман Холлерит, который дал начало развитию этой организации, но вначале она называлась ТМС. С те х пор прошло очень много времени , и на сегодняшний день IBM — с амая известная компания, чьи компоненты используют около 95% всех компьютеров в м ире.

Именно эта компания ввела в производство компьютеров философию открытой архитектуры ПК, которую так и прозвали — «архитектура IBM».

Кто придумал архитектуру современного компьютера?

Первая документально оформленная компьютерная архитектура находилась в переписке между Чарльзом Бэббиджем и Адой Лавлейс, описывающим механизм анализа. При создании компьютера Z1 в 1936 году Конрад Цузе описал в двух патентных заявках свои будущие проекты.

Комплектация компьютера

Персональный компьютер сегодняшнего дня имеет в своём составе системный блок, монитор, клавиатуру и «мышку». Эти четыре компонента являются так называемой базовой конфигурацией персонального компьютера.

К системному блоку возможно подключение разнообразной периферии при помощи разнообразных разъёмных соединений. В системном блоке расположена системная, иначе материнская, плата, которая является наиболее объёмной электронной схемой. Она синхронизирует функционирование всех других компонентов компьютера, формируя их в единый комплекс. На материнской плате расположены все другие компьютерные модули, которые соединяются с ней через различные разъёмы. Оперативная память предназначена для сохранения временной информации и построена как внутренняя энергозависимая структура. В реальности это одна или набор маленьких плат, которые вставляются в предназначенные для них разъёмы на материнской плате.

В IBM PC была заложена возможность усовершенствования отдельных частей компьютера и использования новых устройств. Фирма IBM обеспечила возможность сборки компьютера из независимо изготовленных частей.
Принцип, при котором методы сопряжения различных устройств с IBM PC был стандартизован и известен и доступен всем желающим, был назван Принципом открытой архитектуры.
Реализация этого принципа такова:
На основной электронной плате компьютера (системной, или материнской) размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации. Схемы, управляющие всеми другими устройствами компьютера — монитором, дисками и т.д., реализованы на отдельных платах, которые вставляются в стандартные разъемы на системной плате.
При таком подходе фирмы IBM к разработке компьютеров другие фирмы получили возможность разрабатывать различные дополнительные устройства, а пользователи — самостоятельно модернизировать и расширять возможности компьютеров по своему усмотрению.

вариант1 одной из таких плат

вариант2 одной из таких плат

Сейчас многие фирмы производят IBM- совместимые компьютеры и комплектующие к ним.

Материнская плата (MotherBoard) – главная плата, на которой располагают-

ся основные компоненты компьютера, определяющие его архитектуру. Она связы-

вает все устройства компьютера между собой. Большинство материнских плат вы-

полняются в так называемом «офисном» варианте, и платы связи с внешними

устройствами (адаптеры, контроллеры) уже встроены (интегрированы) в неё. Бо-

лее продвинутые материнские платы содержат лишь основные узлы и разъёмы для

подключения контроллеров и адаптеров, выполненных в виде отдельных печатных

плат и имеющих лучшие характеристики, чем в офисном исполнении.3

Конструктивные особенности материнских плат характеризуются форм-

фактором, который определяет размеры материнской платы, тип разъёма питания,

расположение элементов крепления, размещение разъёмов и т.д. На материнской

 микропроцессорный комплект (микросхемы чипсета);

 постоянная память (ПЗУ);

 разъёмы для подключения оперативной памяти (ОЗУ);

 разъёмы для подключения дисковых накопителей;

 слоты (разъёмы для подключения дополнительных устройств).

Микропроцессор – основная микросхема компьютера, которая осуществляет

все арифметико-логические операции, заданные программой, управляет вычисли-

тельным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Начиная с микропроцессоров Intel 486 центральный процессор и математиче-

ский сопроцессор стали собирать в одном корпусе. Математический сопроцессор

предназначен для выполнения операций над числами с плавающей запятой.

Микропроцессоры отличаются друг от друга типом и тактовой частотой.

Тип микропроцессора определяет его архитектуру. Наиболее распространён-

ные типы – это INTEL и AMD.

Микропроцессоры фирмы Intel Микропроцессоры фирмы AMD

Тактовая частота показывает количество элементарных операций, которое

совершает микропроцессор за единицу времени, измеряется в мегагерцах (МГц).

Современные микропроцессоры работают с тактовыми частотами в 2 ГГц и выше.

Микропроцессоры выпускаются двух классов:

 CISC (Complex Instruction Set Commands) – процессор с полным набором

 RISC (Reduced Instruction Set Commands) – процессор с сокращённым

набором инструкций (команд).

По мере совершенствования технологии производства микропроцессоров по-

вышалась их разрядность, т.е. максимальное количество бит информации которое

обрабатывалось и передавалось микропроцессором одновременно. Разрядность

микропроцессора Intel 8086 составляла 8 бит, разрядность современных микропро-

цессоров составляет 64 бит.

Современные микропроцессоры имеют дополнительную кэш-память. Это

очень быстрая память малого объёма. Она используется при обмене данными между

микропроцессором и оперативной памятью.

Для разных типов устройств выпускаются разные микропроцессоры. Начиная 4

с 2005 – 2006 годов появились двухъядерные микропроцессоры, а затем микропро-

цессоры, имеющие большее количество ядер на одном кристалле.

От типа микропроцессора и его характеристик во многом зависит производи-

тельность самого компьютера.

Для дома, работы

(Intel): Pentium IV, Celeron (AMD): Duron, Sempron

(Intel): Xeon (AMD): Opteron

(Intel): Pentium M (AMD): Turion

(Intel): Pentium Core2Duo (AMD): Athlon 64X2

Микропроцессорный комплект (чипсет) в наибольшей степени определяет

свойства и функции материнской платы. Это набор микросхем для обеспечения ра-

боты процессора с памятью и внешними устройствами. Чипсет также служит для

согласования тактовой частоты и разрядности устройств, входящих в состав мате-

ринской платы. В настоящее время большинство микропроцессорных комплектов

выпускаются на базе двух микросхем:

«Северный мост» (North Bridge) – контроллер памяти, обеспечивающий вза-

имодействие микропроцессора с оперативной памятью и видеосистемой;

«Южный мост» (South Bridge) – контроллер ввода-вывода, обеспечивающий

взаимодействие микропроцессора с внешними устройствами.

Современные чипсеты поддерживают работу процессоров с несколькими яд-

рами и память типа DDR3, помимо традиционных DDR2 и DDR.

Микропроцессорный комплект Постоянное запоминающее устр

Платы расширения и шины

Многие дополнительные устройства компьютера (сетевые карты, звуковая карта, видеокарта и др.) подключаются через разъем на материнской плате, часто называемый слотом расширения или просто слотом для расширения функционаьных возможностей персонального компьютера. Эти устройства называются картами расширения, также называемые адаптерами или интерфейсными картами. При этом на ней имеются разъемы для подключения информационных кабелей, которые выводятся на заднюю панель системного блока.

Это могут быть разные устройства: звуковая карта, видеоплата, модем, сканер и пр. Характеристики таких устройств описаны в соответствующих разделах этой главы. Далее описаны основные, характерные для всех этих устройств принципы установки и виды слотов (разъемов), в которые они устанавливаются.

Карты расширения характеризуются унифицированными размерами, фиксированным расстоянием до задней кромки системного блока, определенным расстоянием между слотами, геометрией и расположением фиксирующей скобки, привязкой к крепежным точкам. Размеры карт могут быть различными, а максимальная длина составляет 335 мм и платы ее не превышают. Как правило, платы имеют меньший размер, а указанную длину имеют только очень старые платы.

Плата расширения имеет на одном своем крае контакты, которые вставляются в разъем, а на другой, перпендикулярной к ней — крепежную скобу, которая после установки крепится к задней стенке системного блока. Если ее не укрепить, то плата будет шататься, что приведет к плохому контакту на материнской плате и возникновению сбоев в работе компьютера. Плата может выскочить из разъема и повредиться, а при включенном электропитании повредится сама материнская плата.

Существуют карты, которые компьютер сам определяет и конфигурирует при загрузке. Они называются Plug & Play (вставляй и работай). В поле карты PnP хранится два 32-битных поля, первое является идентификатором производителя, а второе назначается производителем устройства, что позволяет однозначно идентифицировать устройство.

Из-за того, что данные передавались через шину ISA при увеличении скорости работы процессора, производительность канала ISA стала намного меньше по сравнению со скоростью внутренней шины и канал DMA стал работать медленнее, хотя и быстрее, чем в первых моделях компьютеров. Однако уже в последних моделях 486-процессора и для серии Pentium была установлена новая шина PCI, через которую данные стали поступать значительно быстрее и канал DMA позволял увеличить скорость по сравнению с передачей через связку память-порт.

Виды разъемов для плат расширения

(2хPCI, 2xEISA, VLB).

Пример разъемов для установки плат расширения

Данных устройств на сегодняшний день становится все меньше, но так как еще многие пользователи используют ISA-16 (16-разрядная) или EISA (32-разрядная), то они еще выпускались некоторое время. Разъем EISA имеет такой же внешний вид, как и ISA-16, но содержит внутри разъема два ряда контактов, где нижний содержит дополнительно 90 выводов. В разъем EISA можно вставлять карты ISA — 16 (16-разрядная), но не наоборот. Следующий разъем VLB (Vesa Local Bus) или VESA (Video Electronic Standard Association) состоит из трех частей, где первые две эквивалентны ISA-16 и в них можно вставлять эти карты, третья часть — дополнительная, только для данных, в то время как первая содержит каналы для управляющих символов и данных. VLB — 32-разрядная карта. Чем больше разрядность, тем быстрее будет работать карта, так как имеет больше линий для передачи данных (один разряд — одна линия).

Не все разъемы можно установить сразу, так как внутри имеется достаточно мало места, тем более что часто разъемы устанавливаются близко друг к другу.

При установке платы необходимо:

— отключить электропитание и снять защитный кожух системного блока;

— если происходит замена платы, то снять провода, которые ведут к плате (например к звуковой плате), предварительно записав их расположение на бумаге, открутить винт, которым крепится плата, и вынуть плату из разъема;

— установить переключатели и перемычки платы, если это необходимо; вставить плату в разъем и закрутить винт, которым плата крепится к системному блоку. Несмотря на универсальность, при закреплении винтом крепежной скобки плата может выскочить из разъема. В этом случае нужно сместить ее относительно платы или подогнуть конец крепежной скобки;

— установить кабели, которые должны быть подключены к плате. Установить защитный кожух, включить электропитание и попробовать работу карты или запустить тестирующую программу.

Некоторые старые карты устанавливают ресурсы вручную, при помощи переключателей, поэтому перед установкой нужно определить свободные ресурсы. Выполняют переключение перед установкой карты, так как после ее вставки сделать это будет трудно. Если устройство не работает, то можно перемонтировать его, то есть отключить провода и снять плату, после чего снова ее установить. После повторной вставки устройство может заработать, так как часто проблема заключается в плохих контактах.

Материнская плата крепится при помощи пластмассовых или металлических прокладок, которые устанавливаются в специальные прорези (внешний вид показан на рисунке ниже).

В верхней части находятся лепестки, которые проходят через отверстие в сжатом состоянии и, пройдя его, раскрываются, затрудняя обратный выход платы. Чтобы их снять, нужно сжать лепестки и вынуть плату. Если отверстия на плате отсутствует, то можно отрезать верхнюю часть прокладки и установить плату на прокладке. Современные материнские платы крепятся, в основном, при помощи винтов.

Если вставляется новая плата, то заглушки, которые служат препятствием для проникновения пыли внутрь системного блока, нужно сохранить вместе с винтом, чтобы в дальнейшем, после снятия платы поставить их обратно.

Платы имеют избыточное число мест соединений. При этом нужно помнить, что зона разъемов для карт расширений обязательно должна быть окружена со всех четырех сторон точками крепления. Если около отверстия проходят печатные проводники, то перед установкой металлических винтов нужно поставить изолирующие шайбы. Не нужно использовать слишком длинные винты, иначе плата на них будет болтаться. Платы имеют стандартное расположение основных компонентов на самой плате.

Слот представляет собой разъем, в который вставляется печатная плата, а слот расширения — разъем с прорезью в задней стенке корпуса. Для разъемов используется Shared конфигурация, при которой два разъема расположены близко друг от друга и поэтому можно вставить только одну плату.

Карты расширения потребляют электроэнергию через разъем, и кабели питания к нему не подключают. Карты постарайтесь поставить на расстоянии друг от друга, чтобы была лучше вентиляция.

При работе с платами придерживайтесь следующих правил:

— не применяйте большую силу при установке;

— берите плату за края, не касаясь электронных соединений;

— не кладите плату на поверхность, на которой имеется электростатический разряд (пенопласт и большинство синтетических поверхностей);

— устанавливайте платы не подряд, а оставляя место между ними для того, чтобы происходила более эффективная вентиляции,

Если после установки платы она не работает, то следует проверить, вставлена ли карта как следует в слот, а также разъемы, к которым подключены провода.

Одним из важнейших компонентов является шина, через которую передаются данные между разными устройствами на материнской плате. Кроме того, шина имеет три составляющие части: шина данных, через которую передаются непосредственно данные, адресная шина, служащая для передачи адресов данных, и шина управления, через которую передаются управляющие сигналы. Чем больше линий в каждой из этих частей, тем более значительный объем информации передается по ним. Одновременно, как правило, в компьютерной литературе рассматривается число линий в адресной шине и шине данных.

Звуковая карта (звуковая плата, аудиокарта; англ. sound card) — дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук (выводить на акустические системы и/или записывать). На момент появления звуковые платы представляли собой отдельные карты расширения, устанавливаемые в соответствующий слот. В современных материнских платах представлены в виде интегрированного в материнскую плату аппаратного кодека (согласно спецификации Intel AC’97 или Intel HD Audio).

1. Зачем необходимо знание аппаратной и программной части ПК?

2. Каковы отличительные особенности компьютеров семейства PC?

3. Настольные компьютеры семейства PC.

4. Малогабаритные компьютеры семейства PC.

5. Промышленные и инструментальные компьютеры семейства PC.

Лекция 2. Общая структура персонального компьютера

Любой IBM PC-совместимый компьютер представляет собой реализацию так называемой фон-неймановской архитектуры вычислительных машин. Эта архитектура была представлена Джорджем фон Нейманом (George von Neumann) еще в 1945 году и имеет следующие основные признаки. Машина состоит из блока управления, арифметико-логического устройства (АЛУ), памяти и устройств ввода-вывода. В ней реализуется концепция хранимой программы: программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Выполняемые действия определяются блоком управления и АЛУ, которые вместе являются основой центрального процессора.

Фон-неймановская архитектура – не единственный вариант построения ЭВМ, есть и другие, которые не соответствуют указанным принципам (например, потоковые машины). Однако подавляющее большинство современных компьютеров основаны именно на указанных принципах, включая и сложные многопроцессорные комплексы, которые можно рассматривать как объединение фон-неймановских машин. Конечно же, за более чем полувековую историю ЭВМ классическая архитектура прошла длинный путь развития. Тем не менее ПК можно «разложить по полочкам» следующим образом.

2.1. Центральный процессор CPU

Центральный процессор выбирает и исполняет команды из памяти последовательно, адрес очередной команды задается «счетчиком адреса» в блоке управления. Этот принцип исполнения называется последовательной передачей управления. Данные, с которыми работает программа, могут включать переменные – именованные области памяти, в которых сохраняются значения с целью дальнейшего использования в программе.

Центральный процессор (АЛУ с блоком управления) реализуется микропроцессором семейства х86 – от 8086/88 до новейших процессоров Pentium, Athlon и Opteron (и это не конец истории). При всей внутренней суперскалярности и суперконвейеризированности современного процессора внешне он соблюдает вышеупомянутый принцип последовательной передачи управления.

Набор арифметических, логических и прочих инструкций насчитывает несколько сотен, а для потоковой обработки придуман принцип SIMD (Single Instruction Multiple Data – множество комплектов данных, обрабатываемых одной инструкцией), по которому работают расширения ММХ, 3DNow!, SSE.

Процессор имеет набор регистров, часть которых доступна для хранения операндов, выполнения действий над ними и формирования адреса инструкций и операндов в памяти. Другая часть регистров используется процессором для служебных (системных) целей, доступ к ним может быть ограничен (есть даже программно-невидимые регистры).

Все компоненты компьютера представляются для процессора в виде наборов ячеек памяти или/и портов ввода-вывода, в которые процессор может записывать и/или из которых может считывать содержимое.

2.2. Элементы памяти

Память «расползлась» по многим компонентам. Оперативная память (ОЗУ) – самый большой массив ячеек памяти со смежными адресами – реализуется, как правило, на модулях (микросхемах) динамической памяти. Для повышения производительности обмена данными (включая и считывание команд) оперативная память кэшируется сверхоперативной памятью. Два уровня кэширования территориально располагаются в микропроцессоре. Оперативная память вместе с кэшем всех уровней (в настоящее время – до трех) представляет собой единый массив памяти, непосредственно доступный процессору для записи и чтения данных, а также считывания программного кода.

Помимо оперативной память включает также постоянную (ПЗУ), из которой можно только считывать команды и данные, и некоторые виды специальной памяти (например, видеопамять графического адаптера). Вся эта память (вместе с оперативной) располагается в едином пространстве с линейной адресацией. В любом компьютере обязательно есть энергонезависимая память, в которой хранится программа начального запуска компьютера и минимально необходимый набор сервисов (ROM BIOS).

Процессор (один или несколько), память и необходимые элементы, связывающие их между собой и с другими устройствами, называют центральной частью, или ядром, компьютера (или просто центром). То, что в фон-неймановском компьютере называлось устройствами ввода-вывода (УВВ), удобнее называть периферийными устройствами.

2.3. Периферийные устройства

Периферийные устройства (ПУ) – это все программно-доступные компоненты компьютера, не попавшие в его центральную часть. Их можно разделить по назначению на несколько классов:

· Устройства хранения данных (устройства внешней памяти) – дисковые (магнитные, оптические, магнитооптические), ленточные (стримеры), твердотельные (карты, модули и USB-устройства на флэш-памяти). Эти устройства используются для сохранения информации, находящейся в памяти, на энергонезависимых носителях и загрузки этой информации в оперативную память. В каком виде хранится информация на этих устройствах, нам не так уж важно (главное – правильно считать то, что сохранили).

· Устройства ввода-вывода служат для преобразования информации из внутреннего представления компьютера (биты и байты) в форму, понятную окружающим, и обратно. Под окружающими подразумеваются человек (и другие биологические объекты) и различные технические устройства (компьютер можно приспособить для управления любым оборудованием, были бы датчики и исполнительные устройства). В какую форму эти устройства преобразуют двоичную информацию – определяется их назначением.

· Коммуникационные устройства служат для передачи информации между компьютерами и/или их частями. Сюда относят модемы (проводные, радио, оптические, инфракрасные и т.д.), адаптеры локальных и глобальных сетей. В данном случае преобразование формы представления информации требуется только для передачи ее на расстояние.

Процессор, память и периферийные устройства взаимодействуют между собой с помощью шин и интерфейсов (аппаратных и программных), стандартизация интерфейсов делает архитектуру компьютеров открытой.

2.4. Устройства ввода-вывода и коммуникаций

Устройства ввода-вывода связывают компьютер с внешним миром, без них он был бы «вещью в себе». Список устройств, делающих компьютер «вещью для нас», практически не ограничен. К ним относятся дисплеи (устройства отображения, то есть вывода), клавиатура и мышь (устройства ввода), принтеры и сканеры, плоттеры и дигитайзеры, джойстики, акустические системы и микрофоны, телевизоры и видеокамеры и прочие устройства в великом множестве их разновидностей. Любопытно, что в этих парах обычно лидируют устройства вывода, появившиеся в компьютерах раньше соответствующих устройств ввода.

Благодаря фантазии и техническому прогрессу появляются все новые и новые устройства; так, например, шлем виртуальной реальности из области фантастики перешел в производственно-коммерческую область. К компьютеру можно подключать датчики и исполнительные устройства технологического оборудования, различные приборы – в общем, все, что в итоге может вырабатывать электрические сигналы и/или ими управляться.

Коммуникационные устройства связывают компьютеры (и другие устройства) в сложные системы, составные части которых могут находиться довольно далеко друг от друга. Коммуникационные устройства обеспечивают передачу информации самого разного назначения. К этим устройствам относятся модемы, адаптеры локальных и глобальных сетей. Соответствующий набор устройств ввода-вывода и коммуникаций позволяет превратить персональный компьютер, например, в факс-машину, аппарат IP-телефонии (голосовой) или видео-конференцсвязи.

2.5. Адаптеры, контроллеры и иерархия подключений периферийных устройств

Компоненты компьютера соединяются друг с другом иерархией средств подключения, наверху которой стоят интерфейсы системного уровня подключения. Для этой группы интерфейсов характерно то, что в их транзакциях фигурируют физические адреса пространства памяти и (если есть) пространства ввода-вывода. Группа связанных между собой интерфейсов системного уровня образует логическую системную шину компьютера. Системную шину составляют следующие физические интерфейсы:

· шина подключения центрального процессора (или нескольких процессоров в сложных системах) – FSB (Front Side Bus – фасадная шина);

· шина подключения контроллеров памяти, оперативной и постоянной; собственно шина памяти (memory bus) системной уже не является, поскольку в ней фигурируют не системные адреса, а адреса физических банков памяти;

· шины ввода-вывода, обеспечивающие связь между центральной частью компьютера и периферийными устройствами.

Типичные представители шин ввода-вывода в IBM PC – шина ISA (отмирающая), а также шины PCI (развивающаяся в PCI-X) и PCI-E (PCI Express). Через шины ввода-вывода проходят все обращения центрального процессора (ЦП) к периферии. К шинам ввода-вывода подключаются контроллеры и адаптеры периферийных устройств или их интерфейсов.

Адаптер является средством сопряжения какого-либо устройства с какой-либо шиной или интерфейсом компьютера. Контроллер служит тем же целям сопряжения, но при этом подразумевается его некоторая активность – способность к самостоятельным действиям после получения команд от обслуживающей его программы. Сложный контроллер может иметь в своем составе и собственный процессор. На эти тонкости терминологии не всегда обращают внимание, и понятия «адаптер» и «контроллер» считают почти синонимами. Для взаимодействия с периферийными устройствами процессор обращается к регистрам контроллера (адаптера), «представляющего интересы» подключенных к нему устройств.

Часть периферийных устройств (ПУ) совмещена со своими контроллерами (адаптерами), как, например, сетевой адаптер Ethernet, подключенный к шине PCI. Другие же ПУ подключаются к своим контроллерам через промежуточные периферийные интерфейсы, находящиеся на нижнем уровне иерархии подключений. Периферийные интерфейсы – самые разнообразные из всех аппаратных интерфейсов. К периферии, подключаемой через промежуточные интерфейсы, относятся большинство устройств хранения (дисковые, ленточные), устройств ввода-вывода (дисплеи, клавиатуры, мыши, принтеры, плоттеры), ряд коммуникационных устройств (внешние модемы).

Для взаимодействия с программой (с помощью процессора или сопроцессоров) адаптеры и контроллеры обычно имеют регистры ввода-вывода, управления и состояния, которые могут располагаться либо в адресном пространстве памяти, либо в пространстве портов ввода-вывода. Кроме того, используются механизмы аппаратных прерываний для сигнализации программе о событиях, происходящих в периферийных устройствах. Для обмена информацией с устройствами применяют также механизмы прямого доступа к памяти (Direct Memory Acces – DMA) и прямого управления шиной. Контроллер, который способен инициировать транзакции на системной шине, является активным компонентом компьютера. С помощью транзакций он может обращаться к другим устройствам (точнее, их контроллерам или адаптерам), обеспечивая равноранговое взаимодействие. Чаще всего ограничиваются взаимодействием контроллера с системной памятью (это проще).

Стандартная архитектура PC определяет набор обязательных средств ввода-вывода и средств поддержки периферии, включая систему аппаратных прерываний (i8259A), систему прямого доступа к памяти (i8237A), трехканальный таймер/счетчик (i8254), интерфейс клавиатуры и управления (i8042), канал управления звуком, память и часы CMOS. Также подразумевается, что все компоненты получают требуемое питание, что превращает весь этот набор компонентов в работоспособный компьютер. Конечно же, он должен быть дополнен периферией: дисплеем со своим адаптером, контроллерами шин периферийных устройств (ATA, SATA, SCSI, USB, FireWire), интерфейсов портов (COM, LPT, GAME . ), дисководов, аудиосредств и пр.

Любой PC-совместимый компьютер имеет следующие характерные черты:

· процессор, программно совместимый с семейством х86 фирмы Intel;

· специфическую систему распределения пространства адресов памяти;

· традиционное распределение адресов пространства ввода-вывода с фиксированным положением обязательных портов и совместимостью их программной модели;

· систему аппаратных прерываний, позволяющую периферийным устройствам сигнализировать процессору о необходимости исполнения некоторых обслуживающих процедур;

· систему прямого доступа к памяти, позволяющую периферийным устройствам обмениваться массивами данных с оперативной памятью, не отвлекая на это процессор;

· набор системных (стандартных) устройств и интерфейсов ввода-вывода;

· унифицированные по конструктиву и интерфейсу шины расширения (ISA, EISA, MCA, VLB, PCI/PCI-X, PCI-E, PC Card, Card Bus), состав которых может варьироваться в зависимости от назначения и модели компьютера;

· базовую систему ввода-вывода (BIOS), выполняющую начальное тестирование и загрузку операционной системы, а также имеющую набор функций, обслуживающих системные устройства ввода-вывода.

1. Каковы особенности фон-неймановской архитектуры вычислительных машин?

2. Назначение CPU в ПК.

3. Назначение периферийных устроойств в ПК.

4. Иерархия подключений периферийных устройств.

5. Назначение устройств ввода-вывода и коммуникаций в ПК.

3.1. Функциональная схема ПЭВМ IBM PC/XT

Шинная организация персональных компьютеров

Шины персонального компьютера образует группа линий передачи сигналов с адресной информацией, данных, а также управляющих сигналов. Фактически ее можно разделить на три части: адресную шину, шину данных и шину управляющих сигналов. Последнюю следует понимать условно, так как управляющие сигналы в значительной степени рассеяны по системной плате. Уровни этих сигналов определяют состояние системы в данный момент времени.

На адресную шину, состоящую из 20-64 линий, CPU выставляет адрес байта или слова, который будет пересылаться по шине данных в процессор или из него. Кроме того, шина адреса используется CPU для указания адресов периферийных портов (10 линий младших разрядов), с которыми производится обмен данными.

ПЕРСОНАЛЬНЫМ КОМПЬЮТЕРОМ (сокращенно ПК или РС, произносится «пи-си», англ. Реrsonal Сomputer) НАЗЫВАЮТ НЕБОЛЬШУЮ ЭВМ, ОРИЕНТИРОВАННУЮ НА НЕСПЕЦИАЛИСТА В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ.

До появления персональных компьютеров инженеры, ученые, экономисты, представители других профессий общались с ЭВМ только с помощью посредников- инженеров-системотехников и программистов, поскольку работа на ЭВМ старых типов требовала специальной подготовки. С появлением персональных ЭВМ необходимость в таком посредничестве отпала, так как процесс общения с ЭВМ значительно упростился. Кроме того, произошло снижение их стоимости. В связи с этим, персональные компьютеры стали такими же привычными на рабочих местах инженеров, ученых, секретарей и менеджеров как, например, телефоны.

В конце 70-х годов 20 века получили распространение персональные компьютеры, что послужило причиной снижения спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Мировым лидером в выпуске ЭВМ была фирма IBM (International Business Machines Corporation). Падение спроса на ЭВМ подтолкнуло руководство IBM пойти на эксперимент – разработку и создание персонального компьютера.

Однако отношение руководства фирмы к новому проекту было несерьезным – что-то типа одного из мероприятий по созданию нового оборудования, которые в огромном количестве проводились на фирме. Чтобы не вкладывать в проект с «туманной» перспективой много средств, руководство фирмы предоставило подразделению по реализации данного проекта непривычную для фирмы свободу.

Свобода, например, состояла в том, чтобы не заниматься разработкой персонального компьютера (ПК) «с нуля», а воспользоваться готовыми блоками других (!) фирм. Сотрудники подразделения стали выбирать лучшие предложения, имеющиеся на тот момент.

Поэтому в качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новенький тогда микропроцессор Intel-8088 (известнейшей на сегодняшний день фирмы Intel). На тот момент это был лучший микропроцессор. Он позволял работать с 1 мегабайтом памяти, тогда как другие компьютеры работали только с 64 килобайтами памяти. Другие комплектующие тоже были выбраны в различных фирмах по принципу «все самое лучшее». Что касается программного обеспечения (софта), то его было предложено создать небольшой фирме Microsoft.

В августе 1981 года компьютер, собранный из комплектующих различных фирм, был выпущен под названием IBM PC и вскоре после этого он приобрел большую популярность. А через год-два компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке и стал стандартом персонального компьютера. Кстати, выражение «совместимый с IBM PC» означает, что компьютер выпущен другой фирмой (не IBM), но по стандарту IBM PC.

В IBM PC изначально была заложена возможность апгрейда (замена отдельных частей на более совершенные) и использование новых устройств. Сборка компьютера из независимо изготовленных частей происходит аналогично детскому конструктору. Кстати, методы сопряжения различных устройств с компьютером IBM PC были также доступны всем желающим и не являлись секретными сведениями.

Вот этот принцип детского конструктора, собственно говоря, и является принципом открытой архитектуры. Благодаря ему, компьютер IBM PC приобрел бешеный успех, но лишил фирму монополии на этот компьютер.

Открытость этого конструктора заключается в том, что все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, а также контроллеров с системной платой и т.д., доступны всем желающим. Поэтому независимые производители могут разрабатывать различные дополнительные устройства, что резко увеличивает популярность компьютера.

Но в наилучшем положении из-за применения принципа детского конструктора оказались пользователи ПК. Выгода пользователей от заложенного в ПК принципа открытой архитектуры состоит в следующем:

удешевление стоимости компьютеров из-за конкуренции фирм, производящих комплектующие;
пользователи могли «подстроить ПК под себя» путем приобретения и подключения дополнительных устройств. При этом они не были связаны ассортиментом, предлагаемым фирмой IBM PC, а могли выбирать продукцию других фирм;
открытость архитектуры привела к появлению множества фирм, специализирующихся на выпуске совместимых с IBM PC компьютеров. Это стало причиной снижения цен, повышения качества и к увеличению выбора для пользователей.

Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определённая совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-производителями.
Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия разъемов, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, и, тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Выгоды открытой архитектуры:

Конкуренция между производителями привела к удешевлению компьютерных комплектующих, а значит и самих компьютеров
Появление большого количества компьютерного оборудования позволило покупателям расширить свой выбор, что также способствовало снижению цен на комплектующие и повышению их качества
Модульная структура компьютера и простота сборки позволила пользователям самостоятельно выбирать необходимые им устройства и с легкостью производить их установку, также стало возможным без особых сложностей в домашних условиях собирать и модернизировать свой компьютер
Возможность модернизации привела к тому, что пользователи смогли выбирать компьютер исходя из своих настоящих потребностей и толщины кармана, что опять-таки способствовало все большей популярности персональных компьютеров.

Недостатки:Могут возникнуть проблемы совместимости

ПРЕИМУЩЕСТВА ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРЫ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ В ТОМ, ЧТО ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ПОЛУЧАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ:

1) ВЫБРАТЬ КОНФИГУРАЦИЮ КОМПЬЮТЕРА. Действительно, если Вам не нужен принтер, или не хватает средств на его приобретение, никто не заставляет Вас его покупать вместе с новым компьютером. Раньше было не так,- все устройства продавались единым комплектом, причем какого-то определенного типа, так, что выбрать или заменить что-то было невозможно.

2) РАСШИРИТЬ СИСТЕМУ, ПОДКЛЮЧИВ К НЕЙ НОВЫЕ УСТРОЙСТВА. Например, накопив денег и купив принтер, Вы легко сможете подключить его к Вашему компьютеру.

3) МОДЕРНИЗИРОВАТЬ СИСТЕМУ, ЗАМЕНИВ ЛЮБОЕ ИЗ УСТРОЙСТВ БОЛЕЕ НОВЫМ. Действительно, не нужно для этого выбрасывать весь компьютер! Достаточно вместо одного устройства подключить другое. В частности, можно заменить материнскую плату, чтобы из компьютера на базе процессора старого типа получить компьютер на базе процессора нового типа.

Lorem ipsum dolor

Проектирование любого устройства ведется по какой-либо схеме, принципу или архитектуре. Так же и с ПК IBM, где присутствует собственная архитектура производства устройств, которую принято называть «открытой». Именно компания IBM принесла данную структуру в производство компьютеров.

IBM — это одна из самых известных и старых компаний среди производителей электронных устройств. Она всегда стояла в первых рядах , продвигающих технологический прогресс. Начало ее деятельности датируется 1896 годом, когда было запатентовано первое устройство для работы с перфокартами — табулятор. Запатентовал его некий Герман Холлерит, который дал начало развитию этой организации, но вначале она называлась ТМС. С те х пор прошло очень много времени , и на сегодняшний день IBM — с амая известная компания, чьи компоненты используют около 95% всех компьютеров в м ире.

Именно эта компания ввела в производство компьютеров философию открытой архитектуры ПК, которую так и прозвали — «архитектура IBM».

Что такое архитектура ПК от IBM

конструкция устройства должна предусматривать возможность расширения возможностей системы;
изменени я внутри системы не должны требовать лицензионных соглашений или затрат;
пользователь самостоятельно может изменять базовые возможности компьютерной системы.

Что такое принцип открытой архитектуры компьютеров IBM PC?

Какое важное событие произошло в 2005 году в совершенствовании архитектуры ПК?

Важное событие в совершенствовании архитектуры ПК произошло в 2005 г: был создан первый двух ядерный микропроцессор. Каждое ядро способно выполнять функции центрального процессора. Эта особенность архитектуры позволяет производить на ПК параллельную обработку данных, что существенно увеличивает его производительность.

В чем состоит принцип открытой архитектуры персонального компьютера?

Архитектура ПК от IBM: основы

присутствует центральный процессор Intel и/или совместимые с ним процессоры других производителей;
присутствует BIOS;
регламентируется процедура стартового запуска системы;
есть механизм собственного конфигурирования системы;
присутствует реестр системы, где хранятся сведения о конфигурации устройства;
блочная организация памяти в устройстве, к которой организован прямой доступ;
наличие нормативов, которые описывают конструкцию компьютера, режимы работы, протоколы по обмену данными и др.

Читайте также:

Что за файл hfs
Удаленный сервер возвратил ошибку 550 файл недоступен например не найден или к нему нет доступа
Выравнивание по ключевому объекту illustrator
Разрешение экрана 24 бита что это
Назначение состав основные характеристики компьютерной техники презентация

Какую архитектуру имеет персональный компьютер фирмы ibm

Архитектура и процессоры персональных компьютеров

7.1. Архитектура персонального компьютера

Тест по выч.системам

Архитектура современных персональных компьютеров

Сущность понятия «архитектура персонального компьютера»

Классическая архитектура персональных компьютеров

Архитектура современных персональных компьютеров

Архитектура персональных компьютеров IBM

Программное обеспечение для компьютеров на основе архитектуры IBM

Принцип какой архитектуры был заложен в персональный компьютер ibm pc

Заключение

Что означает принцип открытой архитектуры ПК?

Какая фирма впервые использовала открытую архитектуру Пэвм?

Заключение

Принцип открытой архитектуры компьютера

Какую архитектуру компьютера называют открытой?

Общие сведения

В чем заключается концепция открытой архитектуры на материнской плате?

Альтернатива открытой архитектуре от IBM

Кто разработал архитектуру персонального компьютера?

Альтернатива открытой архитектуре от IBM

Принцип открытой архитектуры компьютера

Готовые работы на аналогичную тему

Что такое архитектура ПК от IBM

Архитектура ПК от IBM: основы

Кто заложил принципы открытой архитектуры компьютера?

Какая архитектура компьютера позволяет использовать устройства от разных производителей?

Что такое принцип открытой архитектуры Какие основные особенности компьютеров с открытой архитектурой?

Что такое принцип открытой архитектуры Какие основные особенности компьютеров с открытой архитектурой?

Какой фирмой был реализован принцип открытой архитектуры?

В каком поколении появились микропроцессоры?

Архитектура ПК IBM и что такое принцип открытой архитектуры

Кто придумал архитектуру современного компьютера?

Комплектация компьютера

Что такое архитектура ПК от IBM

Что такое принцип открытой архитектуры компьютеров IBM PC?

Какое важное событие произошло в 2005 году в совершенствовании архитектуры ПК?

В чем состоит принцип открытой архитектуры персонального компьютера?

Архитектура ПК от IBM: основы

Добавить комментарий Отменить ответ