2.3. Структурная схема пк.
Рассмотрим состав и назначение основных блоков ПК.
Микропроцессор. Микропроцессор – это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Рисунок
В состав микропроцессора входят:
Устройство управления (УУ) - координирует работу всех блоков ПК, вырабатывая в определенные моменты нужные сигналы управления.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – выполняет арифметические и логические операции над числами и символами.
Микропроцессорная память (МПП) – служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в ближайшие такты работы ПК. МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия. Регистры – это быстродействующие ячейки памяти различной длины.
Математический сопроцессор служит для ускоренного выполнения операций над числами с плавающей запятой, для вычисления некоторых трансцендентных , в том числе тригонометрических функций.
Интерфейсная система МП реализует сопряжение и связь с другими устройствами и включает в себя:
внутренний интерфейс МП;
буферные запоминающие регистры;
схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной.
Порт ввода-вывода - это аппаратура сопряжения, позволяющая подключать к микропроцессору другое устройство ПК.
Генератор тактовых импульсов (ГТИ) – генерирует последовательность тактовых импульсов, частота которых определяет тактовую частоту ПК. Промежуток времени между двумя соседними синхроимпульсами называется тактом работы ПК. Частота тактовых импульсов является одной из основных характеристик ПК и определяет скорость его работы, так как каждая операция выполняется за определенное число тактов.
Современные компьютеры имеют тактовую частоту от 650 до 1000 Мгц. Известно, что ПК, работающие на частоте 100 Мгц выполняют 20 млн. операций в секунду. Это означает, что ПК, имеющий тактовую частоту 650 Мгц выполняет 130 млн. операций в секунду, соответственно, ПК с частотой 1000 Мгц выполняет 200 млн. операций в секунду.
Системная шина – это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.
Системная шина включает в себя :
кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода операнда;
кодовую шину адреса (КША), включающую в себя провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;
кодовую шину инструкций (КШИ) , содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов) во все блоки ПК;
шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе электропитания.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
между микропроцессором и основной памятью;
между микропроцессорами и портами ввода-вывода вешних устройств;
между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (режим прямого доступа к памяти).
Все блоки, а точнее порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы подключаются к системной шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо через дополнительную микросхему – контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.
Основная память (ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с другими блоками ПК. Вся ОП разбита на ячейки, имеющие свой номер (адрес), по которому выполняется обращение к ОП (запись или считывание).
ОП бывает двух видов:
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) –служит для хранения неизменяемой (постоянной) информации, позволяет только считывать информацию. ПЗУ является энергонезависимым, т.е. при отключении питания информация в ней сохраняется.
Например, базовая система ввода-вывода BIOS находится в ПЗУ и входит в комплект поставки ПК. Тип операционной системы может изменяться, а BIOS остается постоянным. Основная функция BIOS – это управление стандартными внешними (периферийными) устройствами, входящими в состав комплекта ПК, а именно: дисплеем, клавиатурой, дисководами , принтером, таймером. Конструктивно BIOS выполнен в виде микросхемы, расположенной на материнской плате ПК.
BIOS содержит специальные программы (драйверы ) по управлению работой стандартными внешними устройствами, тестовые программы для контроля работоспособности аппаратуры, программу начальной загрузки операционной системы.