Архитектура персонального компьютера Системная шина магистраль С

Архитектура персонального компьютера

Системная шина (магистраль) С различными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Шина – набор соединений, по которым передаются различные сигналы. Системная шина - это основная интерфейсная система компьютера. – набор проводников (металлизированных дорожек на материнской плате), по которым передается информация в виде электрических сигналов.

Системная шина Основная функция – передача информации между МП и остальными электронными компонентами компьютера (ОЗУ, ПЗУ, порты ввода-вывода). Архитектура системной шины той или иной модели материнской платы зависит от производителя и определяется типом платформы ПК (типом МП), применяемым набором микросхем (чипсет) и количеством и разрядностью периферийных устройств, подключаемых к данной материнской плате. Системную шину условно можно разделить на шину данных, адресную и шину управления (командная шина).

Адресная шина предназначена для передачи по ней адреса того устройства (или той ячейки памяти), к которому обращается процессор. В современных процессорах адресная шина 32 или 64 -разрядная, то есть она состоит из 32 или 64 параллельных проводников.

Шина данных По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и наоборот. В ПК на базе процессоров Intel Pentium шина данных 64 -разрядная. Это означает, что за один такт на обработку поступает сразу 8 байт данных.

Командная шина (шина управления) По этой шине из оперативной памяти поступают команды, выполняемые процессором. Команды представлены в виде байтов. Большинство современных процессоров имеют 32 -разрядную командную шину, хотя существуют 64 -разрядные процессоры с командной шиной.

Шины на материнской плате используются не только для связи с процессором. n Внутренние устройства материнской платы и устройства, которые подключаются к ней, взаимодействуют между собой с помощью шин. n. От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность ПК в целом.

n Все блоки через соответствующие разъемы (стыки) подключаются к шине непосредственно или через контроллеры (адаптеры). n Управление системной шиной осуществляется чаще всего через дополнительную микросхему контроллер шины.

Разъемы – внешние, внутренние n Внешние устройства – для подключения периферии n USB – мышь, клавиатура, портативный жёсткий диск, цифровая камера, Vo. IPтелефон (Skype) или принтер. n 3 типа разъемов § ПК (A) § USB-устройство (B) § мини-USB

USB "тип A" (слева) и USB "тип B" (справа) Разъёмы мини-USB обычно встречаются на цифровых камерах и внешних жёстких дисках. Логотип USB всегда присутствует на разъёмах

Cтандартные интерфейсы для клавиатуры и мыши, постепенно уступают место USB. Два порта PS/2: один окрашенный, другой - нет. Интерфейс VGA для монитора Сетевые кабели Сетевой порт на PCI-карте Интерфейс VGA на кабеле монитора

порты SATA на материнской плате. Интерфейс для подключения накопителей (сегодня это, в основном, жёсткие диски), призван заменить старый параллельный интерфейс ATA Параллельная шина передаёт данные с жёстких дисков и оптических накопителей (CD и DVD) и обратно. кабель SATA подсоединяется к материнской плате ПК, а второй - к жёсткому диску

Ленточный шлейф IDE Два слота PCI Express для установки двух графических карт n. Vidia SLi. Между ними можно заметить маленький слот PCI Express x 1. Подключение DVD-привода: красная полоска на шлейфе должна всегда находиться рядом с разъёмом питания.

Существуют процессоры с расширенной и сокращенной системой команд. n CISC – архитектура с полным набором команд - это архитектура фон Неймана, т. е. однопроцессорная архитектура со строго последовательным выполнением команд. n Данные занимают подчиненное положение. Процессор по очереди выбирает команды программы и также по очереди обрабатывает данные - все строго последовательно.

Существуют процессоры с расширенной и сокращенной системой команд. n RISC – архитектура компьютера с сокращенным набором команд, использует эффективную конвейерную обработку. n Составление программ для таких процессоров упрощается, а производительность возрастает. n RISC-архитектура эффективна при выполнении единообразных операций (инженерных расчетов)

Рассмотрим на примере установки электрической лампочки инструкции CISC и RISC CISC (полный) RISC (сокращенный) 1. Взять лампочку 1. Поднести руку к лампочке 2. Вставить ее в патрон 2. Взять лампочку 3. Вращать до отказа 3. Поднять руку к патрону 4. Вставить лампочку в патрон 5. Повернуть ее 6. Лампочка поворачивается в патроне? Если да, перейти к п. 5. 7. Конец операции.

СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ БЛОКОВ ПК

Математический сопроцессор n Расширяет командное множество центрального процессора и выполняет операции с плавающей запятой. n Выполняет широкий спектр математических операций над вещественными числами.

ГТИ n Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов. n Частота генератора тактовых импульсов определяет тактовую частоту ЭВМ и является одной из основных характеристик ПК, во многом определяя скорость его работы

Современную архитектуру компьютера определяют следующие принципы: Принцип программного управления. Обеспечивает автоматизацию процесса вычислений на ЭВМ. Согласно этому принципу, для решения задачи составляется программа, которая определяет последовательность действий компьютера. Эффективность программного управления будет выше при решении задачи этой же программой во много раз (хотя и с разными начальными данными)

Принцип программы, сохраняемой в памяти Согласно этому принципу, команды программы подаются, как и данные, в виде чисел и обрабатываются так же, как и числа, а сама программа перед выполнением загружается в оперативную память, что ускоряет процесс ее выполнения.

Принцип произвольного доступа к памяти В соответствии с этим принципом, элементы программ и данных могут записываться в произвольное место оперативной памяти, что позволяет обратиться по любому заданному адресу (к конкретному участку памяти) без просмотра предыдущих

На основании этих принципов можно утверждать Компьютер после ввода в память начальных данных в виде цифровых кодов и их обработки, способен автоматически осуществить вычислительный процесс и выдать результаты решения задачи в форме, пригодной для нашего восприятия