Архитектура и характеристики микропроцессора

   Процессором является определенная функционально полная совокупность устройств, которая регулирует, управляет и контролирует соответствующий рабочий процесс. В ПК таким рабочим процессом является процесс обработки данных, а сама совокупность устройств называется процессором. С развитием микроэлектронной технологии и увеличением степени интеграции элементов размешенный в одной электронной схеме (кристалле-чипе) «процессор» стал далее называться «микропроцессором» (МП). По мере развития МП его состав, архитектура и параметры естественно менялись. Центральный процессор ПК IBM и совместимых с ними может быть реализован на микросхемах фирмы Intel, AMD, Cyrix (VIA) или совместимых.

   В состав микропроцессора входят несколько типовых компонентов.

   УУ формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления, обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций. АЛУ предназначено для выполнения арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

   Основные понятия, связанные с работой процессора.

   Команда, инструкция (instruction) — описание операции, которую нужно выполнить. Команды подразделяются на арифметические, логические, ввода/вывода, передачи данных. Каждая команда выполняется в компьютере за один либо несколько тактов.

   Цикл процессора — период времени, за который осуществляется выполнение команды исходной программы в машинном виде; состоит из нескольких тактов.

   Такт работы процессора — промежуток времени между соседними импульсами (tick of the internal clock) генератора тактовых импульсов, частота которых есть тактовая частота процессора.

   Такт процессора (такт синхронизации) — квант времени, в течение которого осуществляется элементарная операция — выборка, сравнение, пересылка данных. Процедура, соответствующая такту, реализуется определенной логической цепью (схемой) процессора, обычно именуемой микропрограммой.

   Регистры — устройства, предназначенные для временного хранения данных ограниченного размера. Важной характеристикой регистра является высокая скорость приема и выдачи данных.

   Регистры общего назначения (РОН, General Purpose Registers) — общее название для регистров, которые временно содержат данные, передаваемые или принимаемые из памяти.

   Регистр команды (РК, Instruction Register IR) служит для размещения текущей команды, которая находится в нем в течение текущего цикла процессора.

   Сумматор — регистр, осуществляющий операции сложения (логического и арифметического двоичного) чисел или битовых строк, представленных в прямом или обратном коде.

Материнская плата, назначение, устройство

О сновная электронная плата системного блока называется материнской платой (motherboard). Материнская плата представляет собой многослойную печатную плату с расположенными на ней - микросхемами, разъемами, слотами для подключения других плат и элементов системного блока. Она выполняет функции "моста", связывающего между собой все устройства компьютера. Основные возможности материнской платы определяет чипсет (Chip Set) - набор микросхем. Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживаемых процессоров, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п.

На материнской плате находится и специальный разъем для установки основной микросхемы компьютера - процессора. На системных платах, предназначенных для установки процессоров Pentium, Pentium MMX и Cyrix M2, "гнездо" для установки процессора - квадратной формы (Socket 7).

Также на материнской плате находится и специальные разъемы (слоты) для установки дополнительных плат и микросхем оперативной памяти. Набор проводников (линий), соединяющих различные компоненты материнской платы и других элементов компьютера для подвода к ним питания и обмена данными получил название шина. Характеристики шины также определяют возможности материнской платы и компьютера в целом.

Имеются на материнской плате и разъемы для подключения внешних устройств - порты. Обычно они выходят на заднюю стенку компьютера.

Карта расширения (адаптер) в информатике — печатная плата, которую помещают в слот расширения материнской платы компьютерной системы с целью добавления дополнительных функций. Один край карты расширения оснащён контактами, точно соответствующими разъёму гнезда материнской платы. Контакты обеспечивают электрическое соединение между компонентами карты и материнской платы.

Плата расширения предназначена для расширения функций персонального компьютера. Может содержать оперативную память и устройства ввода-вывода. Могут обмениваться данными с другими устройствами на шине.

К платам расширения относятся:

• видеокарта — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера в видеосигнал для монитора. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображений. Они имеют графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая ЦПУ.

• звуковая карта — плата расширения, которая производит преобразование звука из аналоговой формы в цифровую. Главная возможность звуковой карты — воспроизведение аудио и видеофайлов, хранящихся на компьютере. Аудиоадаптер позволяет записывать звук, воспроизводить его; содержит в себе АЦП, ЦАП и цифровой сигнальный процессор, который производит вычисления. Профессиональные звуковые платы позволяют производить сложную обработку звука, имеют собственное ПЗУ.

• Сетевая карта — плата расширения, позволяющая ПК взаимодействовать с другими устройствами сети (в настоящее время интегрированы на материнской плате). Сетевой адаптер вместе со своим драйвером выполняет две функции: прием и передача кадра. Обычно в клиентских ПК значительная часть работы перекладывается на драйвер, что позволяет удешевить адаптер, но загружает ЦПУ. Адаптеры, предназначенные для серверов, обычно оснащены собственными процессорами, которые выполняют большую часть работы по передаче кадров из оперативной памяти в сеть и обратно. В общем виде цепочка передачи кадров: оперативная память — адаптер — физический канал — адаптер — оперативная память.

Моде́м (акроним, составленный из слов модулятор и демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации.

Билет № 12

Устройства хранения информации

Запоминающее устройство — носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

Устройства хранения информации делятся на 2 вида:

• внешние (периферийные) устройства

• внутренние устройства

К внешним устройствам относятся магнитные диски, CD,DVD,BD,cтримеры,жесткий диск(винчестер),а также флэш-карта. Внешняя память дешевле внутренней, создаваемой обычно на основе полупроводников. Кроме того, большинство устройств внешней памяти может переноситься с одного компьютера на другой. Главный их недостаток в том, что они работают медленнее устройств внутренней памяти.

К внутренним устройствам относятся оперативная память, кэш-память, CMOS-память, BIOS. Главным достоинством является скорость обработки информации. Но в то же время устройства внутренней памяти довольно дорогостоящи.