- •Конспект лекций по дисциплине
- •Часть 1. Устройство и общая архитектура персонального компьютера Лекция 1. Основные понятия и определения дисциплины
- •1.1. Что такое персональный компьютер
- •1.2. Зачем необходим персональный компьютер радиоинженеру?
- •1.3. Персональные компьютеры, совместимые с ibm pc
- •1.4. Конструктивные особенности персональных компьютеров
- •Настольные компьютеры
- •Малогабаритные компьютеры
- •Промышленные и инструментальные компьютеры
- •Лекция 2. Общая структура персонального компьютера
- •2.1. Центральный процессор cpu
- •2.2. Элементы памяти
- •2.3. Периферийные устройства
- •2.4. Устройства ввода-вывода и коммуникаций
- •2.5. Адаптеры, контроллеры и иерархия подключений периферийных устройств
- •Лекция 3. Архитектура пэвм ibm pc и способы подключения внешних устройств
- •3.1. Функциональная схема пэвм ibm pc/xt Шинная организация персональных компьютеров
- •Организация системных шин pc/xt
- •3.2. Способы подключения внешнего устройства к компьютеру
- •Включение через последовательный порт
- •Включение через параллельный порт
- •Включение в системную шину
- •Подключение через современные интерфейсы
- •3.3. Программное обеспечение
- •Лекция 4. Архитектура системной платы современного
- •4.1. Шинно-мостовая архитектура
- •4.2. Хабовая архитектура
- •4.3. Архитектура HyperTransport
- •4.4. Чипсеты и системные платы
- •Лекция 5. Центральный процессор современных pc. Структура и режимы работы
- •5.1. Архитектура и микроархитектура процессоров
- •5.2. Режимы работы процессоров
- •5.3. Программная модель процессоров x86
- •Регистры общего назначения
- •Индексные регистры
- •Сегментные регистры
- •Регистры состояния и управления
- •Лекция 6. Структура программы на языке Ассемблера
- •6.1. Организация сегментов
- •6.2. Директивы управления сегментами и моделями памяти
- •6.3. Структура программ на ассемблере masm
- •Лекция 7. Основы программирования на языке Ассемблера
- •7.1. Структура команды языка Ассемблера
- •7.2. Операнды команд языка Ассемблера
- •7.3. Способы адресации памяти языка Ассемблера
- •7.4. Псевдокоманды языка Ассемблера
- •Псевдокоманды db, dw и dd
- •Псевдокоманда equ
- •Псевдокоманды resb, resw и resd
- •Псевдокоманда times
- •Лекция 8. Команды пересылки данных и логические команды языка Ассемблера
- •8.1. Команды пересылки данных
- •8.2. Логические команды языка Ассемблера
- •8.3. Массивы битов (разрядные матрицы)
- •Лекция 9. Команды целочисленной арифметики в языке Ассемблера
- •9.1. Арифметические команды сложения и вычитания
- •Инструкции сложения add и вычитания sub
- •Команды инкрементирования inc и декрементирования dec
- •9.2. Команды для работы с отрицательными числами
- •9.3. Арифметические команды умножения и деления
- •Команды mul и imul
- •Команды div и idiv
Лекция 4. Архитектура системной платы современного
PC-совместимого ПК
Системная (system board), или материнская (motherboard), плата персонального компьютера является основой системного блока, определяющей архитектуру и производительность компьютера.
Существуют системные платы с интегрированными видео-, аудио- и прочими устройствами, обеспечивающие полную функциональность компьютера без всяких карт расширения. При необходимости интегрированные устройства могут быть заменены устройствами, установленными в слоты расширения. Размещение на системной плате контроллеров, требующих интенсивного обмена данными (ATA, SCSI, графический адаптер), позволяет использовать преимущества локального подключения к шине памяти и процессора. Цель размещения других контроллеров на системной плате – сокращение общего числа плат компьютера.
Какая плата лучше – «голая» или с интегрированной периферией, – зависит от назначения компьютера. Интегрированные видео- и аудиоустройства, как правило, по своим параметрам являются не выдающимися, но вполне удовлетворяющими запросам многих пользователей.
Системные платы первых ПК, выполненных на процессорах 8088/86, помимо процессора содержали несколько периферийных БИС (контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, контроллер шины) и связующую логику на микросхемах малой и средней степени интеграции. Современные платы исполняются на основе чипсетов – наборов из нескольких БИС, реализующих все необходимые функции связи основных компонентов – процессора, памяти и шин расширения.
Чипсет определяет возможности применения различных типов процессоров, основной и кэш-памяти, а также ряд других характеристик системы, наиболее важных в плане ее функциональности и перспектив модернизации. Тип чипсета существенно влияет и на производительность – при одинаковых установленных компонентах (процессор, память, графический адаптер и жесткий диск) производительность компьютеров, собранных на разных системных платах (читай: чипсетах), может различаться на 30%.
Долгое время центральной шиной, вокруг которой компоновались все остальные элементы системной платы, являлась PCI. Ее центральное место не оспаривалось, поскольку шина PCI имела высокую производительность – 132 Мбайт/с. Традиционно на схемах шину PCI изображают посередине, как экватор. Процессор и память (вместе с кэш-памятью) изображают выше – «севернее», а шину ISA и все устройства, подключаемые к PCI и ISA, изображают ниже – «южнее экватора». Соответствующие части чипсета получили укоренившиеся названия северных (north) и южных (south).
Архитектура системной платы прошла путь от шинно-мостовой к хабовой, особняком держится архитектура HyperTransport. Независимо от архитектуры системной платы и физической реализации соединений все современные периферийные устройства (или контроллеры и адаптеры их интерфейсов) представляются логическими устройствами (точнее, функциями).
Традиционные (legacy) устройства (PIC 8259А, DMA 8237А, СОМ- и LPT-порты и другие аксессуары PC) в плане конфигурирования держатся особняком – их конфигурация является статической и не меняется на протяжении более двух десятков лет.