- •Раздел 1 Архитектура и структура пэвм ibm pc и их клонов
- •1.1 Блок-схема эвм по фон-Нейману и ее реализация в пк
- •1.2 Структурная схема pc/at
- •1.3 Конструкция и аппаратный состав ibm pc
- •1.4 Системная плата pc-i386dx
- •1.4.1 Структурная схема системной платы рс i386dx
- •1.4.2 Архитектура шин чип-сета группы 8230
- •1.4.3 Микропроцессор
- •1.4.3.1) Архитектура и типы микропроцессоров
- •1.4.3.2). Структурная схема и функциональный набор сигналов управления cpu i386.
- •1.4.3.3) Конвейерная обработка команд в cpu
- •1.4.3.4) Режимы работы микропроцессора i386
- •1.4.4 Математический сопроцессор
- •1.4.4.1) Структурная схема математического сопроцессора
- •1.4.4.2) Работа и связь fpu с cpu.
- •1.4.5 Подсистемы системной платы
- •1.4.5.1) Подсистема оперативной памяти
- •1.4.5.2) Буферная кэш-память озу
- •1.4.5.3) Подсистема rom bios
- •1.4.5.4) Подсистема cmos-памяти и часов реального времени rtc
- •1.5 Периферийные устройства рс
- •1.5.1 Система ввода-вывода оперативной информации
- •1.5.1.1) Средства ввода оперативной информации
- •1.5.1.2) Средства вывода оперативной информации
- •1.5.2 Система внешней памяти
- •1.5.2.1) Накопители на гибких магнитных дисках
- •1.5.2.2) Накопители на жестких магнитных дисках
- •1.5.2.3) Устройства массовой памяти на сменных носителях
- •1.5.3 Средства коммуникации компьютера
- •1.5.3.1) Коммуникационные порты сом и lpt
- •1.5.3.2) Сетевые средства связи
- •1.5.4 Средства вывода аудиоинформации
- •1.5.4.1) Вывод звука на встроенный динамик
- •1.5.4.2) Вывод звука на акустические системы
- •Раздел 2 Средства и методы диагностики апс
- •2.1 Классификация неисправностей апс
- •2.2 Этапы и процесс устранения неисправностей рс
- •2.3 Конструкция, разборка и сборка рс клонов ibm
- •2.3.1 Конструктивное оформление рс
- •2.3.2 Разборка и сборка компьютера
- •2.3.3 Инструментарий
- •2.3.3.1) Ручные инструменты для демонтажа/монтажа
- •2.3.3.2) Принадлежности пайки-отпайки
- •2.4 Аппаратный и программный аспекты диагностики апс
- •2.4.1 Аппаратные средства диагностики рс
- •2.4.1.1) Стандартная контрольно-измерительная аппаратура
- •2.4.1.2) Специальная контрольно-измерительная аппаратура
- •2.4.1.3) Сервисные платы и комплексы
- •2.4.2 Программные средства диагностики рс
- •2.4.2.1) Четыре уровня взаимодействия средств рс
- •2.4.2.2) Понятие о функциональном контроле рс
- •2.4.2.3) Контроль функционирования апс с использованием встроенных диагностических средств.
- •2.4.2.4) Внешние программы общего тестирования.
- •2.5 Принципы локализации неисправностей в персональных компьютерах
- •2.5.1 Системные ошибки при загрузке ос
- •2.5.2 Ошибки при прогоне прикладных программ
- •1. Один из дисководов нгмд не читает или не пишет.
- •2. Неуверенное чтение данных с fdd.
- •3. Ни один из дисководов не читает.
- •2.6 Номенклатура и особенности работы тест-программ
- •2.6.1 Тест-программы в среде dos
- •2.6.2 Тест-программы в среде Windows
- •Раздел 3. Автономная и комплексная проверка функционирования и диагностика свт, апс и апк
- •3.1 Функциональный контроль апс
- •3.1.1. Контроль и диагностика компонент системной платы.
- •3.1.1.1) Контроль работы cpu и fpu.
- •3.1.1.2) Контроль средств системной поддержки cpu
- •3.1.1.3) Контроль и диагностика dram
- •3.1.1.4) Контроль работы системной шины
- •3.1.1.5) Контроль rom bios и cmos-памяти
- •3.1.2 Контроль и диагностика периферийных устройств апс
- •3.1.2.1) Контроль и диагностика средств ввода оперативной информации.
- •3.1.2.2) Контроль и диагностика средств вывода оперативной информации
- •3.1.2.3) Функциональный контроль и диагностика нжмд
- •3.1.2.4) Контроль и диагностика неисправностей устройств вывода аудиоинформации
- •3.1.2.5) Функциональный контроль других периферийных устройств ввода и вывода информации апс.
- •3.1.3 Контроль и диагностика неисправностей средств коммуникации рс.
- •3.1.3.1) Контроль и диагностика неисправностей сом-портов
- •3.1.3.2) Контроль и диагностика lpt-портов
- •3.1.3.3) Диагностика неисправностей средств сетевых коммуникаций апс
- •3.1.4 Контроль и диагностика устройств на сменных носителях
- •3.1.4.1) Контроль и диагностика накопителей на гибких магнитных дисках
- •3.1.4.2) Контроль и диагностика других накопителей на съемных носителях
- •3.2 Контроль функционирования аппаратно-программных комплексов
- •Список использованной литературы.
- •Раздел 1 Архитектура и структура пэвм ibm pc и их клонов 4
- •Раздел 2 Средства и методы диагностики апс 56
- •Раздел 3 Автономная и комплексная проверка функционирования и диагностика свт, апс и апк 91
1.4.3 Микропроцессор
1.4.3.1) Архитектура и типы микропроцессоров
Архитектура, т. е. логическая организация микропроцессора, однозначно определяет свойства, особенности и возможности построения вычислительной системы на базе данного микропроцессора.
Современные микропроцессоры, при всем разнообразии их типов, моделей и производителей, имеют одну из трех типов архитектуры: CISC, RISC и MISC (это относится к микропроцессорам универсального, а не специального применения).
Архитектура CISC (Complex Instruction Set Computer) – командо-комплексная система управления компьютером. Отличается повышенной гибкостью и расширенными возможностями РС, выполненного на микропроцессоре, и характеризуется:
1) большим числом различных по длине и формату команд;
2) использованием различных систем адресации;
3) сложной кодировкой команд.
Архитектура RISC (Reduced Instrucktion Set Computer) – командо-однородная система управления компьютером, имеет свои особенности:
1) использует систему команд упрощенного типа: все команды имеют одинаковый формат с простой кодировкой, обращение к памяти осуществляется командами загрузки (данных из ОЗУ в регистр микропроцессора) и записи (данных из регистра микропроцессора в память), остальные используемые команды – формата регистр-регистр;
2) при высоком быстродействии допускается более низкая тактовая частота и меньшая степень интеграции СБИС VLSI;
3) команда меньше нагружает ОЗУ;
4) отладка программ на RISC более сложна, чем на CISC;
5) с архитектурой CISC программно несовместима.
Архитектура MISC (Multipurpose Instruction Set Computer) – многоцелевая командная система управления компьютером, сочетает в себе преимущества CISC и RISC. Элементная база состоит из отдельных частей (могут быть объединены в одном корпусе): основная часть (HOST – ведущая), архитектуры RISC CPU, а расширяемая часть – с подключением ПЗУ (ROM) микропрограммного управления. При этом вычислительная система приобретает свойства CISC: – основные команды работают на HOST, а команды расширения образуют адрес микропрограммы для своего выполнения. HOST выполняет команды за один такт, а расширение эквивалентно CPU со сложным набором команд (CISC). Наличие ПЗУ устраняет недостаток RISC, связанный с тем, что при компиляции с языка высокого уровня код операции (микропрограмма) уже дешифрирована и открыта для программиста.
Типы микропроцессоров.
Как известно, микропроцессоры бывают трех типов:
- однокристальные микропроцессоры,
- однокристальные микро-ЭВМ (All-In-Once – все в одном),
- секционные микропроцессоры (bit-slise - частичное расслоение).
1) Однокристальные микропроцессоры характерны тем, что:
- система команд фиксирована;
- содержат основные элементы кристалла: АЛУ, дешифратор команд, узел микропрограммного управления, узел управления обменом;
- не позволяют наращивать разрядность обрабатываемых слов каскадированием;
- шины данных, адреса, управления – мультиплексируемы.
2) Однокристальные микро-ЭВМ (ОМЭВМ) отличаются тем, что:
- кроме микропроцессора, кристалл включает в себя обрамление: ГТИ, контроллер прерываний, порты, таймер, ОЗУ, буфер команд;
- их применение очень просто (например, контроллер KBD в РС):
- вследствие низкой тактовой частоты, производительность ОМЭВМ невелика, но они и не предназначаются для высокоскоростных операций.
3) Секционные микропроцессоры характерны тем, что:
- допускают наращивание разрядности объединением одноименных линий нескольких чипов одинакового назначения;
- дезинтегрированы на отдельные компоненты АЛУ и ИМС обрамления;
- позволяют наращивать разрядность шин данных, адреса, АЛУ и объем подключаемой оперативной памяти:
- могут работать в разных системах команд, в соответствии с прошивкой микропрограмм.
Персональные компьютеры, в подавляющем большинстве выполняются на однокристальных микропроцессорах. Одни их первых, разработанные фирмой IBM, выполнялись на микропроцессорах i8088, позже – на 8086. Первый АТ-компьютер был выполнен с использованием микропроцессора i80286, после разработки фирмой Intel микропроцессоров i80386 и i80486, выпускались компьютеры типа РС-386 двух модификаций, позже PC-486 в трех модификациях. Дальнейшее развитие персональных компьютеров стало возможным после разработки и выпуска нового семейства микропроцессоров типа Pentium. Сравнительные характеристики микропроцессоров семейства 80х86 и Pentium приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Сравнительные характеристики однокристальных CPU семейства 80х86.
Тип микропроцессора |
Количество выводов |
Fтакт МГц |
Разрядность адр/дн |
Быстродействие mips |
Скорость обмена МВ/сек |
Транзисторов в одном кристалле 103 |
|
|||||||||
8086 |
40 |
10 |
20/16 |
0,33 |
1,4 |
29 |
|
|
||||||||
8088 |
40 |
10 |
20/8 |
0,33 |
0,7 |
29 |
|
|||||||||
80286 |
68 |
25 |
24/16 |
1,2 |
8,0 |
134 |
|
|||||||||
80386DX |
132 |
40 |
32/32 |
6,0 |
66,0 |
275 |
|
|||||||||
80386SX |
100 |
33 |
24/16 |
4,5 |
30,0 |
275 |
|
|||||||||
80486DX |
168 |
50 |
32/32 |
20,0 |
106 |
1200 |
|
|||||||||
80486SX |
168 |
33 |
32/32 |
16,5 |
- |
1185 |
|
|||||||||
80486DX2 |
168 |
50/66 |
32/32 |
54 |
- |
1300 |
|
|||||||||
Pentium |
273 и более |
>100 |
32/64 |
>112 |
>528 |
3100 и более |
|
Контрольные вопросы.
1. В чем состоят особенности архитектуры CISC микропроцессора?
2. В чем достоинства и недостатки архитектуры RISC?
3. Какая архитектура микропроцессора свободна от недостатков CISC и RISC?
4. Как работает система с архитектурой MISC?
5. В чем особенности однокристальных микропроцессоров?
6. Что такое однокристальная микро-ЭВМ?
6. В чем достоинства секционных микропроцессоров?
8. Какую разрядность адреса/данных имеют микропроцессоры i386, i486?
9 В чем основное отличие микропроцессоров типа "Pentium"?