Дополнительные интегральные микросхемы

К системной шине, на ряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены некоторые дополнительные микросхемы расширяющие функциональные возможности микропроцессора, таковыми могут быть:

• математический сопроцессор

• контроллер прямого доступа к памяти

• сопроцессор ввода-вывода

• контроллер прерываний и некоторые другие

Математический сопроцессор используется для ускорения выполнения операций над двоичными числами с фиксированной и плавающей запятой, над двоично кодированными десятичными числами, для вычисления некоторых тригонометрических функций и некоторых других операций.

Как правило, математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно во времени с основным микропроцессором, под его непосредственным управлением, при этом ускорение операций достигается в десятки раз.

В современных микропроцессорах начиная с Intel 80486 DX, математический сопроцессор интегрируется в кристалл и структуру основного процессора.

Контроллер прямого доступа к памяти DMA (Direct memory access), обеспечивает обмен данными между внешними устройствами и оперативной памятью, без участия микропроцессора, что существенно повышает эффективное быстродействие ВМ.

Режим DMA освободить процессор от рутинных операций пересылки данных между внешними устройствами и основной памятью, передав эту работу контроллеру DMA, занимаясь в это время обработкой других данных или решением другой задачи в многозадачной системе.

Сопроцессором ввода-вывода за счет параллельной работы с основным процессором существенно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода, при обслуживании нескольких внешних устройств, тем самым освобождая основной процессор от обработки этих процедур, а так же реализует процедуру прямого доступа к памяти.

Контроллер прерываний призван обслуживать процедуры прерывания.

Прерывания это временная приостановка выполнения одной программы с целью оперативного выполнения другой, в данный момент более важной или приоритетной программой.

Принцип работы, контроллер принимает запрос на прерывание от внешнего устройства, определяет приоритет этого запроса и выдает сигнал прерывания микропроцессору. Микропроцессор приостанавливает выполнение текущей задачи и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После выполнения программы обслуживания восстанавливается выполнения прерванной программы.

Контроллеры прерываний являются программируемыми.

Прерывания при работе компьютера возникают постоянно, например, абсолютно все операции ввода-вывода выполняются оп прерываниям (например, прерывание от системного таймера обрабатывается в среднем от 18 раз в секунду).

В современных ВМ микросхемы контроллера прерываний, контроллера прямого доступа к памяти, сопроцессора ввода-вывода и некоторые другие интегрируются в чипсет компьютера.

Элементы конструкции вм

Конструктивно ВМ выполнены в виде системного блока, к которому через разъемы-стыки, подключаются внешние устройства, т.е. любые дополнительные блоки, устройства управления, устройства отображения и прочее.

Системный блок чаще всего включает в себя:

• системная плата

• блок питания

• дисковые устройства

• разъемы и средства крепления дополнительных плат, а так же внешние платы расширения с контроллерами и адаптерами внешних устройств

На системной плате размещаются:

• микропроцессор

• базовый набор микросхем (чипсет)

• генератор тактовых импульсов

• микросхемы ПЗУ и ОЗУ

• микросхема CMOS

• контроллеры клавиатуру, НЖМД и НГМД

• контроллер прерываний

• системный таймер

Какие-то устройства имеют печатный монтаж, какие-то имеют разъемное подключение.