 |
Основные конструкции ПК
|
|
|
|
Конструктивно ПК чаще всего делают в виде центрального системного блока, к которому подключаются внешние устройства. Материнская плата – это основная монтажная схема, на которой находится процессор, память, слоты расширение которые непосредственно или косвенно присоединяются к каждой части компьютера. Все системные платы содержат небольшой блок постоянного запоминающего устройства, который содержит BIOS. BIOS не должен перезагружаться каждый раз при запуске компьютера и не может быть разрушен ошибками приложений.
Модули BIOS могут быть реализованы на микросхемах постоянной или flash памяти. Перепрограммируемый BIOS может быть модифицирован с целью совместимости с новыми устройствами, добавочными платами и т.д. существует 7 возможных вариантов настройки. Подпрограммы BIOS обслуживают различные функции. Первая часть выполняется при включении компьютера. Компьютер тестируется, чтобы определить какие программные средства присоединены и как они функционируют. Если загрузочный диск не обнаружен, то выводится сообщение с требованием установить системный диск. Как только операционная система загрузилась, BIOS больше не используется.
Энергонезависимая память
Энергонезависимая память питается от отдельной батареи и используется для хранения основной информации о конфигурации компьютера, а также системного времени.
Материнская плата
Системные платы имеют нормированные типы размеры и стандартизованные отверстия, соединяющие материнские платы с корпусом. Набор чипсет это совокупность микросхем размещенных на материнской плате, которые организуют потоки команд и данных в компьютере. Основа набора чипсет являются две наборы микросхем высокой интеграции:
|
|
|
1. Северный мост – это системный контроллер. Он интегрирует функции основной и кэш памяти второго уровня, а также управляет взаимодействием.
2. Южный мост – это контроллер периферии.
Процессор – это совокупность устройств, которая регулирует, управляет и контролирует процесс обработки данных. В состав процессора входят следующие типовые компоненты:
1. Устройство управления – это устройство, которое формирует и подаёт во все блоки компьютера, в нужные моменты времени, управляющие импульсы, обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций. Устройство управления формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией и передаёт эти адреса в соответствующие блоки компьютера. Опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.
2. Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения арифметических операций с фиксированной точкой, а также логических операций над числовой и символьной информацией.
3. Кэш память первого уровня предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в ближайшие такты работы процессора.
4. Генератор тактовых импульсов – это устройство генерирующая последовательность электрических импульсов, частота которых определяет тактовую частоту процессора.
5. Интерфейсная система.
Команда – это описание операции, которую нужно выполнить. Каждая команда начинается с кода операции, содержит необходимые адреса и характеризуется форматом. Который определяет структуру команды. Команды бывают следующих типов:
1. Арифметические.
2. Ввода-вывода.
3. Передачи данных.
Каждая команда выполняется за один либо несколько тактов. Цикл процессора – это период времени, за который осуществляется выполнение короткой команды. Такт – это промежуток времени между соседними импульсами. Цикл процессора состоит из нескольких тактов. Такт синхронизации это квант времени, за который осуществляется элементарная операция, т.е. выбор, сравнение, пересылка данных
|
|
|
Misc – это процессор работающий с минимальный набором длинных программ. Несколько команд укладываются в одно слово размером 128 бит. Микрокоманда – это этап, на который делится обработка команды. Для выполнения одной микрокоманды требуется 1 такт процессора.
Динамическое исполнение представляет собой комбинацию трёх технологий обработки данных:
1. Множественное предсказание ветвлений, предсказывает прохождение программы по нескольким ветвям. В процессе исполнения программы процессор просматривает её на несколько шагов вперёд.
2. Анализ потока данных. Анализирует и составляет график исполнения команд в оптимальной последовательности независимо от порядка их следования в тексте программы. Используя анализ потока данных процессор просматривает программы и определяет, готовы ли они к непосредственному исполнению или зависят от результатов других команд. Далее процессор определяет оптимальную последовательность выполнения и исполняет команды наиболее эффективным образом.
3. Спекулятивное выполнение. Процессор выполняет команды по мере их поступления в оптимизированной последовательности. Выполнение команда происходит на основе предсказаний. На конечном этапе порядок команд восстанавливается.
Предикация – это одновременное исполнение двух ветвей программы вместо предсказаний переходов.
Ризер-архитектуры
Эта архитектура способствует уменьшению системных затрат и увеличивает гибкость процессов производства системы. В Ризер архитектуре комбинирует большое количество функций на единственной плате. Существует 2 современные спецификации Ризер-архитектур:
1. CRR – определяет масштабируемую Ризер карту материнской платы и интерфейс, который поддерживает следующие функции:
1.1. Локальная сеть.
1.2. Звуковые и модемные функции.
1.3. Независимый от среды интерфейс, обеспечивающий локальную или телефонную сеть.
1.4. USB.
1.5. Шина сопровождения системы.
|
|
|
2. ACR – комбинирует несколько существующих шин связи, а также локальные сети, модемы.
Интерфейс
Интерфейс – это средство сопряжения, с помощью которого осуществляется связь устройства-автоматизированных систем друг с другом.
Существуют следующие типы интерфейсов:
1. Системные.
2. Интерфейсы периферийного оборудования.
3. Интерфейсы модульных систем и приборов.
Шина представляет собой набор проводников, соединяющий различные компоненты компьютера для подвода к ним питания и обмена данными.
Типы шин:
1. Системная шина соединяет процессор с оперативной памятью и кэш памятью второго уровня.
2. Шины ввода-вывода.
Системная шина
Системная шина физически разделена на две:
1. Первичная шина. Связывает процессор с оперативной памятью и оперативную память с периферийными устройствами.
2. Вторичная шина. Служит для связи с КЭШ памятью
Использование двойной независимой шины повышает производительность процессора за счет возможности параллельного обращения. Устройства, подключенные к шине делятся на 2 основные категории:
1. Активные – это устройство способное управлять работой шины, т.е. инициировать операции записи и чтения.
2. Пассивные – устройства, которые могут только отвечать на вопросы.
|
|
|
