Основные понятия автоматизированной обработки информации, общий состав и структуру персональных электронно-вычислительных машин. лекция 1-2. Внутренней структуре эвм, содержащей интеллектуальные контроллеры. Из рисунка видно, что для связи между отдельными функциональными узлами эвм используется общая шина (часто ее называют магистралью)
 Скачать 1.2 Mb.
|
3.2. Структура персонального компьютера.Рассмотрим состав и назначение основных блоков ПК (рис. 3.2).  Рис. 3.2. Основные блоки ПК Микропроцессор (МП) – это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков ПК и для выполнения арифметических и логических операций над информацией. В состав МП входят: Устройство управления (УУ) – формирует и подает во вссе блоки ПК в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции; формирует адреса ячеек памяти, используемых при выполнении операции, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ. Опорную последовательность импульсов УУ получает от генератора тактовых импульсов. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор) Микропроцессорная память (МПП) – служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы ЭВМ. МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия ЭВМ, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает необходимую скорость записи, поиска и считывания информации. Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие) Интерфейсная_система_микропроцессора'>Интерфейсная система микропроцессора – реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные заполняющие регистры и схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. Интерфейс – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода-вывода (I\O port) – это аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к МП другие устройства ПК. Генератор тактовых импульсов – генерирует последовательность электрических импульсов. Частота генератора тактовых импульсов определяет тактовую частоту ЭВМ и является основной характеристикой ПК, во многом определяя скорость его работы, ибо каждая операция в ЭВМ выполняется за определенное количество тактов. Системная шина – это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех устройств между собой. Системная шина включает в себя: - шина данных, содержит провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда; - шина адреса включает провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства. - шина управления содержит провода и схемы сопряжения для параллельной передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки ПК - шина питания, имеет провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания. Все блоки через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется непосредственно или через дополнительную микросхему – контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Основная память – предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программой и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменять информацию в ПЗУ нельзя, только перепрошить BIOS). Главным достоинством оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). В качестве недостатка ОЗУ следует отметить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость). Внешняя память – относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может потребоваться для решения задач. Например, во внешней памяти хранится программное обеспечение ПК. Наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на жестком (НЖМД) и гибком (НГМД) магнитных дисках. Назначение этих накопителей – хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу ОЗУ. Различаются НЖМД и НГМД конструктивно, объемами хранимой информации и временем поиска, записи и считывание информации. В качестве устройств внешней памяти используются также ЗУ на кассетной магнитной ленте (стримеры), накопители на оптических дисках (CD-ROM - Compact Disc Read Only Memory) и др. Источник питания - это блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК. Таймер - это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, число, часы, минуты, секунды и доли секунды). Таймер подключается к автономному источнику питания - аккумулятору и при отключении ЭВМ от сети продолжает работать. Внешние устройства (ВУ) - важнейшая составляющая ПК (около 50-80% стоимости ПК) ВУ по назначению можно классифицировать на: - внешние запоминающие устройства (ВЗУ), или внешняя память ПК; - диалоговые средства пользователя; - устройства ввода информации; - устройства вывода информации; - средства связи и телекоммуникации. Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи) и устройства речевого ввода-вывода информации. Видеомонитор (дисплей) - устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации. Устройства речевого ввода - это различные микрофонные акустические системы, так называемые "звуковые мыши" со сложным ПО, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и кодировать. Устройства речевого вывода - это различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, присоединенные к компьютеру. К устройствам ввода информации относятся: - клавиатура- устройство для ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК; - графические планшеты (дигитайзеры) - устройства для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняется считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК: - сканер - устройство для автоматического считывания информации с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, режимов, чертежей - манипуляторы - устройства указания: мышь, джойстик, трекбол (шар в оправе), световое перо и др. для ввода информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК; - сенсорные экраны - устройства для ввода отдельных элементов изображения программ или команд с экрана дисплея в ПК. К устройствам вывода информации относятся: - принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный постель; - графопостроители (плоттеры) - для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, ЦАП, АЦП и т.п.) для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, «стыки», мультиплексоры передачи данных, модемы). Многие из перечисленных выше устройств относятся к условно выделенной группе - средствам мультимедиа. Дополнительные схемы. К системной шине и к МП наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и некоторые дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющими и улучшающими функциональные возможности МП. Математический сопроцессор используется для ускоренною выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, для вычисления некоторых математических (например, тригонометрических) функций. Математический сопроцессор имеет свою систем) команд и pa6oтает параллельно (совмещение во времени) с основным МП, но под управлением последнего. Контроллер прямого доступа к памяти освобождает МП от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что существенно повышает быстродействие ПК. Без этого контроллера обмен данными между ВЗУ и ОЗУ осуществляется через регистр МП, а при его наличии данные непосредственно передаются между ВЗУ и ОЗУ минуя МП. |