Архитектура ПК

Микропроцессорная память состоит из быстродействующих регистров  с разрядностью не менее машинного  слова. Количество и разрядность  регистров в разных микропроцессорах различны.

Регистры микропроцессора  делятся на регистры общего назначения и специальные.

Специальные регистры применяются  для хранения различных адресов (адреса команды, например), признаков результатов выполнения операций и режимов работы ПК (регистр флагов, например) и др.

Регистры общего назначения являются универсальными и могут использоваться для хранения любой информации, но некоторые из них тоже должны быть обязательно задействованы при выполнении ряда процедур.

Интерфейсная часть микропроцессора

Интерфейсная часть  МП предназначена для связи и  согласования МП системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд.

Интерфейсная часть  включает в свой состав адресные регистры МПП, узел формирования адреса, блок регистров команд, являющийся буфером команд в МП, внутреннюю интерфейсную шину МП и схемы управления шиной и портами ввода-вывода.

Порты ввода-вывода - это пункты системного интерфейса ПК, через которые МП обменивается информацией с другими устройствами. Всего портов у МП может быть 65536. Каждый порт имеет адрес - номер порта, соответствующий адресу ячейки памяти, являющейся частью устройства ввода-вывода, использующего этот порт, а не частью основной памяти компьютера.

Порт устройства содержит аппаратуру сопряжения и два регистра памяти - для обмена данными и обмена управляющей информацией. Некоторые внешние устройства используют и основную память для хранения больших объемов информации, подлежащей обмену. Многие стандартные устройства (НЖМД, НГМД, клавиатура, принтер, сопроцессор и др.) имеют постоянно закрепленные за ними порты ввода-вывода.

Схема управления шиной  и портами выполняет следующие  функции:

-  формирование адреса  порта и управляющей информации  для него (переключение порта на прием или передачу и др.);

-  прием управляющей информации от порта, информации о готовности порта и его состоянии;

-  организацию сквозного  канала в системном интерфейсе  для данных между портом устройства ввода-вывода и МП.

Схема управления шиной  и портами использует для связи  с портами кодовые шины инструкций, адреса и данных системной шины: при доступе к порту МП посылает сигнал по КШИ, который оповещает все устройства ввода-вывода, что адрес на КША является адресом порта, а затем посылает и сам адрес порта. То устройство, адрес порта которого совпадает, дает ответ о готовности, после чего по КШД осуществляется обмен данными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последовательность работы блоков ПК

Программа хранится во внешней  памяти ПК. При запуске программы  в работу пользователь выдает запрос на ее исполнение в дисковую операционную систему (DOS- Disc Operation System) компьютера. Запрос пользователя - это ввод имени исполняемой программы в командную строку на экране дисплея. Главная программа DOS-Command.com обеспечивает перезапись машинной (исполняемой) программы из внешней памяти в ОЗУ, в которой находится начало (первая команда) этой программы.

После этого автоматически  начинается выполнение команд программы  друг за другом. Каждая программа требует  для своего исполнения нескольких тактов работы машины (такты определяются периодом следования импульсов от генератора тактовых импульсов). В первом такте выполнения любой команды производятся считывание кода самой команды из ОЗУ по адресу, установленному в регистре-счетчике адреса, и запись этого кода в блок регистров команд устройства управления. Содержание второго и последующих тактов исполнения определяется результатами анализа команды, записанной в блок регистров команд, т. е. зависит уже от конкретной команды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III.  Запоминающие устройства ПК

Основная память

Память компьютера построена  из двоичных запоминающих элементов — битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. (Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.

Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово).

Широко используются и более крупные производные единицы объема памяти: Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, а также, в последнее время, Терабайт и Петабайт.

Различают два основных вида памяти — внутреннюю и внешнюю.

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.

Оперативная память.

Оперативная память — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

 

 

 

 

 

 

 

 

Внешняя память

Внешняя память предназначена  для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.

В состав внешней памяти компьютера входят:

-  накопители на  жёстких магнитных дисках;

-  накопители на  гибких магнитных дисках;

-  накопители на  компакт-дисках;

-  накопители на  магнито-оптических компакт-дисках;

-  накопители на  магнитной ленте (стримеры) и др.

Накопители на гибких магнитных дисках

Специальная память

К устройствам специальной  памяти относятся постоянная.

Постоянная память —  энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом “зашивается” в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV.  Основные внешние устройства ПК

Клавиатура служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши — управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.

Курсор — светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак.

Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора.

Видеосистема компьютера состоит из трех компонентов:

-  монитор (называемый  также дисплеем);

-  видеоадаптер;

- программное обеспечение (драйверы видеосистемы).

Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток. Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы. А программные средства обрабатывают видеоизображения — выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и др.

Монитор — устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).

Схема монитора представлена в Приложении 2.

Меню — это выведенный на экран монитора список различных  вариантов работы компьютера, по которому можно сделать конкретный выбор.

Видеоадаптер — это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея.

Аудиоадаптер это специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования.

Аудиоадаптер содержит в себе два преобразователя информации:

-  аналого-цифровой, который  преобразует непрерывные звуковые  сигналы в цифровой двоичный  код и записывает его на  магнитный носитель;

-  цифро-аналоговый, выполняющий  обратное преобразование сохранённого  в цифровом виде звука в аналоговый сигнал, который затем воспроизводится с помощью акустической системы, синтезатора звука или наушников.

Модем — устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи.

Схема реализации модемной связи представлена в Приложении 3.

Факс — это устройство факсимильной передачи изображения  по телефонной сети.

Манипуляторы (мышь, и др.) — это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

Мышь имеет вид небольшой  коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок — адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Развитие  электронной промышленности и компьютеростроения осуществляется такими быстрыми темпами, что буквально через 1-2 года, сегодняшнее ”чудо техники" становится морально устаревшим. Однако принципы устройства компьютера остаются неизменными еще с того момента, как знаменитый математик Джон фон Нейман в 1945 году подготовил доклад об устройстве и функционировании универсальных вычислительных устройств, то есть компьютеров. К тому же, каждый пользователь, эксплуатирующий персональный компьютер, знает круг задач, для решения которых он использует компьютер, а, следовательно, и 10 лет назад приобретенная ”286-я машина” исправно работающая, удовлетворяющая запросы того или иного специалиста является незаменимым его помощником в повседневном труде. Поэтому рассмотренная выше тема дает наглядное представление о том, какое ведущее место в жизни общества занимают в настоящее время персональные компьютеры, сфера применения которых безгранична.

Цель  работы достигнута и все задачи выполнены.

 

Список  литературы

1. М. К. Буза. Архитектура компьютеров. – М., изд-во «Новое знание»,2006 г.,- 559 с.
2. Э. Таненбаум. Архитектура компьютера. – Санкт – Петербург., изд-во «Питер», 2007г. – 804 с.
3. ru.wikipedia.org
4. itblock.ru
5. www.glossary.ru
6. www.megabook.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

 

Структурная схема ПК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

Схема монитора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 3

Схема реализации модемной связи