Математический сопроцессор

Микропроцессоры Intel-8088, Intel-80286 и Intel-80386 не содержат специальных команд для работы с числами с плавающей точкой. При проведении расчетов с такими числами каждая операция над ними моделируется с помощью нескольких десятков операций микропроцессора. Это сильно снижает эффективность применения компьютера для научных вычислений, при использовании машинной графики и для других применений с интенсивным использованием чисел с плавающей точкой. Поэтому в этих случаях следует использовать компьютеры IBM PC с установленным математическим сопроцессором Intel-8087, Intel-80287 или Intel-80387. Наличие сопроцессора может увеличить скорость выполнения операций с плавающей точкой в 5-15 раз. Микропроцессоры. Intel-80486DX и DX2 и Pentium сами поддерживают операции с плавающей точкой, поэтому при их использовании математический сопроцессор не требуется.

Советы для руководителей и покупателей. При использовании компьютера для научных вычислений, обработки изображений, машинной графики и в некоторых других областях наличие математического сопроцессора является практически обязательным. В остальных приложениях математический сопроцессор не обязателен, хотя и может быть полезен. Для компьютеров на основе микропроцессоров 80486DX, DX4, DX4, Pentium и выше математический сопроцессор не требуется, так как они сами поддерживают операции с плавающей точкой.

Оперативная память

Оперативная память компьютера IBM PC с процессором Intel-8088 или Intel-8086 (например, IBM PC XT) может иметь размер не более 1 Мбайта, поскольку эти микропроцессоры могут обращаться не более чем к 1 Мбайту памяти. Эта память состоит из двух частей. Первые 640 Кбайт памяти могут использоваться прикладными программами и операционной системой. Остальные адреса памяти («верхняя память») зарезервированы для служебных целей:

• для хранения части операционной системы DOS, которая обеспечивает тестирование компьютера, начальную загрузку операционной системы, а также выполнение основных низкоуровневых услуг ввода-вывода;

• для передачи изображения на экран;

• для хранения различных расширений операционной системы, которые поставляются вместе с дополнительными устройствами компьютера.

Как правило, когда говорят об объеме оперативной памяти компьютера, то имеют в виду именно первую ее часть, которая может использоваться прикладными программами и операционной системой. Мы тоже будем в дальнейшем поступать таким образом.

Барьер 640 Кбайт. Как было сказано выше, у IBM PC с микропроцессором Intel—8088 или Intel-8086 оперативная память, доступная для операционной системы и программ, составляет не более 640 Кбайт. В начале 80-х годов, когда разрабатывался компьютер IBM PC, возможность работы с 640 Кбайтами была большим шагом вперед: остальные компьютеры тогда могли работать только с 64 Кбайтами памяти. Но очень скоро выяснилось, что для многих программ 640 Кбайт мало (к тому же из этих 640 Кбайт до 100 Кбайт могут занимать DOS и различные системные программы — драйверы устройств и резидентные программы). Эта проблема была разрешена, когда для использования с IBM PC были разработаны расширенная (extended) и дополнительная (expanded) памяти.

Дополнительная память. Для преодоления «барьера 640 Кбайт» в начале 80-х годов некоторые фирмы—производители оборудования для компьютеров стали выпускать платы расширения памяти (memory extension cards), содержащие дополнительные блоки памяти. Доступ к этой дополнительной памяти (expanded memory) осуществляется через специальную программу — драйвер управления дополнительной памятью (expanded memory manager, EMM). Для обеспечения совместимости этих программ фирмами Lotus, Intel и Microsoft был разработан стандарт — спецификация дополнительной памяти (expanded memory specification, EMS). В настоящее время, как правило, используется версия 4.0 этой спецификации — LIM EMS 6.0. В ней максимальный объем дополнительной памяти составляет 256 Мбайта.

Многие программы (Microsoft Windows, Ventura Publisher, Paradox и др.) могут использовать дополнительную память, установленную в компьютере. При этом они могут обрабатывать большие объемы информации значительно быстрее, так как им не приходится производить операции ввода-вывода с диском для «подкачки» этой информации.

Расширенная память. Другая возможность увеличения размера доступной программам оперативной памяти появилась в 1982 г., когда фирма Intel стала выпускать микропроцессоры Intel-80286. Эти и последующие микропроцессоры (80386, 80486) обеспечивают совместимость с Intel-8088, но могут также непосредственно работать с оперативной памятью большего размера, чем 1 Мбайт. В режиме совместимости с Intel-8088 — этот режим называется обычным (real mode) — программам, как и на IBM PC XT, доступны только 640 Кбайт памяти. Но эти процессоры имеют и другие режимы работы — защищенный (protected mode) и виртуальный. 8086 (virtual 8086 mode — только для процессоров 80836 и 80486). В защищенном режиме микропроцессоры Intel-80286, 80836SX и 80486SX могут непосредственно обращаться к 16 Мбайтам памяти, а Intel-80386 и Intel-80486 — к 4 Гбайтам. Часть оперативной памяти в компьютерах с этими микропроцессорами сверх первого мегабайта, доступного в реальном режиме, называется расширенной памятью (extended memory).

Долгое время расширенную память компьютера можно было использовать только для размещения «электронного диска» (драйвер VDISK.SYS) или кэш-буфера для диска (программы типа IBMCACHE). Дело в том, что операционная система DOS работает в обычном режиме процессора, поэтому для доступа к расширенной оперативной памяти необходимо переключаться из обычного в защищенный режим работы процессора и обратно, что не так-то просто. Однако в середине 80-х годов были разработаны драйверы расширенной памяти (например, HIMEM.SYS) и стандарт по работе с расширенной памятью (XMS), которые предоставили удобные средства для использования расширенной памяти программам, работающим в обычном режиме процессора. Наиболее современные средства такого типа, например менеджер памяти QEMM/386, позволяют использовать расширенную память и как расширенную, и как дополнительную, автоматически обеспечивая тот тип взаимодействия с памятью, который нужен выполняемым прикладным программам.

Накопители на дискетах

Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жестком диске.

Чаще всего на компьютере имеются два дисковода для дискет. Наиболее распространены дискеты размером 5,25 и 3,5 дюйма (133 и 89 мм).