Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОТтАМ / Посібник / Апаратне та системне забезпечення ЕОМ () 2007.pdf
Скачиваний:
124
Добавлен:
12.02.2016
Размер:
2.31 Mб
Скачать

територію. Після вибуху декількох мін на певній його ділянці, поле починає поводитися розумніше – аналізувати ситуацію, що склалася, і переставляти міни між собою так, щоб відновити зону покриття. Управління передбачається як через супутник, так і без нього – міни можуть пересуватися самостійно. За втрати зв'язку з супутником тривалістю понад місяць, міна самознищується.

Унікальність цієї розробки полягає і в тому, що мінне поле може розташовуватися не тільки на відкритій місцевості, але і в межах міста чи в інших специфічних типах місцевостей.

Недоліком усіх цих систем є "насиченість" електронікою. На протидію їм британськими вченими винайдена так звана Е-бомба, яка потужною електромагнітною хвилею руйнує всю електроніку в зоні свого вибуху.

1.5.Будова персонального комп’ютера

1.5.1.Відмінності сучасного комп’ютера і комп’ютера Неймана

Персональний комп’ютер (персональна ЕОМ) – це автономна недорога система, яка містить певний набір апаратних і програмних засобів, що завжди можуть бути розширені. Порівняно з великими ЕОМ вона має низку специфічних особливостей:

розвинений людино-машинний інтерфейс – "дружність" апаратних і програмних засобів, які забезпечують простоту керування для будь-якого користувача;

велику кількість готових програмних засобів прикладного характеру для всіх галузей господарства, що звільняє користувача від необхідності розробляти ці засоби самостійно;

малогабаритні накопичувачі інформації на змінних носіях, що забезпечують взаємозамінність і експлуатацію прикладних програмних засобів;

малі габаритні розміри та масу, мале енергоспоживання, високу надійність, ергономічність конструкції тощо.

Персональний комп’ютер складається з базового комплекту

(мікропроцесор та пристрої пам’яті), периферійних пристроїв та інших технічних засобів, які орієнтують машину як на універсальне, так і на спеціалізоване застосування. Структурна схема ПК наведена на рис.1.4.

30

Базовий комплект ПК

 

Пристрій відображення

 

 

Периферійні пристрої

Системний пристрій

друк

 

Мікропроцесор(и)

маніпулятори,

 

Пам’ять

планшети

гнучкі магнітні диски,

 

Контролери

оптичні диски

тверді диски

 

 

локальна мережа

Пристрої введення

 

Рис. 1.4. Структурна схема ПК

Упорівнянні з базовими принципами функціонування ЕОМ Неймана

всучасних комп’ютерах є кілька суттєвих особливостей:

Центральний процесор. Арифметико-логічний пристрій та пристрій керування об’єднані в один пристрій – центральний процесор (CPU – Central Processor Unit). Інколи його називають мікропроцесор або ядро мікроконтролера.

Переривання. Процес виконання програми не є неперервним, а може перериватися для виконання невідкладних операцій, пов’язаних із сигналами, що поступили від зовнішніх пристроїв комп’ютера – переривань (Interrupt).

Багатозадачність. Сучасні комп’ютери можуть здійснювати паралельне оброблення даних і виконувати кілька задач одночасно навіть за наявності лише одного процесора. Таким чином процесор вже має закладені засоби швидкого перемикання "уваги" між задачами.

Шинна архітектура. Під час роботи комп’ютера постійно іде обмін інформацією між мікропроцесором та оперативною пам’яттю а також із зовнішніми пристроями. Такий обмін даними ще називають процесом введення/виведення. Однак цей обмін не йде безпосередньо між пристроями, наприклад між мікропроцесором і монітором, а через дві проміжні ланки: адаптери (чи контролери) і системну магістраль (чи шину).

Використання адаптерів. Адаптер чи контролер – це електронна схема, що призначена для керування роботою зовнішнього пристрою. Звичайно кожен зовнішній пристрій приєднується

31

через свій адаптер, хоча деякі контролери (наприклад контролер диску) можуть керувати відразу кількома пристроями. Електричний зв’язок між контролерами (адаптерами), оперативною пам’яттю і мікропроцесором забезпечує набір ліній, який називають

системна магістраль чи системна шина (System Bus).

З урахуванням цього влаштування сучасного комп’ютера можна представити у вигляді блок-схеми (див. рис.1.5).

Рис. 1.5. Блок-схема влаштування комп’ютера

Для того, щоб мікропроцесор міг "розуміти" сигнали від котрогось із периферійних пристроїв чи навпаки, усі блоки комп’ютерної системи повинні відповідати певному інтерфейсу тобто спілкуватись засобами однієї мови. Інтерфейси призначені для організації взаємодії між мікросхемами функціональних модулів під час побудови обчислювальної системи. Вони регламентують правила взаємодії між усіма функціональними модулями мікропроцесорної системи, забезпечують взаємодію і визначають протоколи та порядок обміну інформацією.

За функціональним призначенням можна виділити системні інтерфейси (інтерфейси, що пов’язують окремі частини комп’ютера як мікропроцесорної системи) і інтерфейси периферійних пристроїв.

Розглянемо детальніше окремі складові.

1.5.2. Мікропроцесор

Згідно теорії Неймана мінімальна архітектура комп’ютера вимагає наявності арифметико-логічного пристрою (АЛП), який виконує всі операції перетворення даних, що надходять на його вхід, і пристрою

32

керування, який забезпечує виконання команд процесора та роботу зі зовнішніми пристроями (рис. 1.3). З часом ці важливі компоненти були об’єднані в межах одного пристрою – центрального процесора (мікропроцесора) який складає основу сучасного комп’ютера.

Мікропроцесор це програмно керований пристрій, призначений для оброблення цифрової інформації (виконання елементарних арифметичних і логічних операцій) та керування процесом цього оброблення. Швидкість його роботи багато в чому визначає загальну швидкодію комп’ютера.

Не дивлячись на те, що архітектура перших процесорів була розроблена компанією IBM, лідером виробництва вважається компанія Intel. Тому далі ми будемо розглядати саме процесори цієї компанії, загальна назва архітектури яких отримала назву 80x86. Архітектура 80х86 анонсована в 1978 році з випуском процесора Intel 8086, який тоді мав 16бітову архітектуру зі всіма внутрішніми регістрами, що мали 16-бітову розрядність. Мікропроцесор 8086 (точніше його версія 8088 з 8-бітовою зовнішньою шиною) став основою, що надалі завоювала весь світ серії комп'ютерів IBM PC. Ця серія стала початком цілого напряму процесорних систем який отримав назву "x86".

Уподальшому архітектура x86 розширювалась і вдосконалювалась.

Ванонсованому в 1982 році мікропроцесорі 80286 створена складна

модель розподілу та захисту пам'яті, розширений адресний простір до 24

розрядів, а також додано невелику кількість додаткових команд. У мікропроцесорі 80386 архітектуру 80286 розширено до 32 біт та додано нові режими адресації й додаткові операції. В подальшому продуктивність процесорів нарощувалась не лише підвищенням тактової частоти, а й зміною їх будови. Наприклад, введено конвеєрне оброблення даних, вбудовано ще одне ядро, в якому найчастіше використовувані команди виконуються за один такт чи додано підтримку технології енергозаощадження (після зменшення обчислювального навантаження робоча частота системи автоматично знижується, відповідно зменшується середня споживана потужність).

На сьогодні архітектура х86 розвивається вже понад 15 років, тут вкладено працю декількох незалежних груп розробників. Як наслідок, ця архітектура отримала нові можливості та значно відрізняється від первинного задуму. І які б у неї не були недоліки, слід мати на увазі, що вона переважає в світі персональних комп'ютерів. Майже 80% встановлених малих систем базуються саме на цій архітектурі. Окрім того, в боротьбу за нове покоління процесорів x86 включилися компанії, що раніше займалися виготовленням Intel-сумісних процесорів. Це компанії

Advanced Micro Devices (AMD), Cyrix Corp і NexGen. Таким чином,

компанія Intel вже не володіє монополією на методи розроблення високо-

33

Соседние файлы в папке Посібник