Лекция 3

Логическая и физическая структура пк. Периферийное оборудование пк

Логическая структура ПК: микропроцессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), системная и локальные шины, внешние запоминающие устройства (ВЗУ), порты ввода/вывода, адаптеры периферийных устройств, периферийные устройства. Физическая структура ПК: системный блок, материнская плата, микропроцессор, чипсет, системная и локальная шины, адаптеры и их стандарты, внешние интерфейсы.

Работа с программными средами для диагностики аппаратной части ПК. Краткая характеристика, принцип работы и стандарты современных устройств ввода информации. Устройства вывода информации, их характеристика, принцип действия и стандарты. Инсталляция и деинсталляция оборудования ПК в среде операционной системы MS Windows

Структура компьютера— это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации. Структуру ПК можно рассматривать налогическом и физическом уровнях.

1. Логическая структура пк.

1.1 Классическая логическая структура пк.

Генетическим признаком первых ПК, унаследованном от класса мини-ЭВМ, является присутствие наличие единой системной шины (СШ), по которой осуществлялось взаимодействие всех структурных элементов ПК.

Логическая струк­ту­ра ПК в классическом варианте, соответствующая первым моделям IBMPC, представлена на рис.1. В настоящее время, в связи с наличием в составе ПК разноскоростных устройств ввода/вывода осуществлен переход от одношинной архитектуры к многошинной, обеспечивающей максимальную производительность. Однако при изложении данного вопроса нам представляется целесообразным сначала уяснить принцип взаимодействия компонентов ПК на примере классической архитектуры.

Итак, глав­ной и от­личитель­ной чер­той классической ар­хи­тек­ту­ры ПК яв­ляется на­личие СШ. По­сред­ст­вом СШ про­ис­хо­дит взаи­мо­дей­ст­вие уст­ройств ПК и про­ис­хо­дит об­мен ин­фор­ма­ци­ей ме­ж­ду ни­ми.Сис­тем­ная ши­на уни­фи­ци­ру­ет ал­го­рит­мы взаи­мо­дей­ст­вия уст­ройств ПК, уп­ро­ща­ет про­грам­ми­ро­ва­ние, обес­печива­ет про­сто­ту и де­ше­виз­ну ПК.

Поми­мо СШ в со­став ПК вхо­дят сле­дую­щие уст­рой­ст­ва: мик­ро­про­цес­сор (МП), ос­нов­ная па­мять (ОП), пе­ри­фе­рий­ные уст­рой­ст­ва (ПУ), адап­те­ры пе­ри­фе­рий­ных уст­ройств (АПУ), пор­ты вво­да/вы­во­да (ПВ), адап­те­ры ин­тер­фей­са (АИ), локальные шины.

Важ­ны­ми ком­по­нен­та­ми ПК яв­ля­ет­ся сис­те­ма пре­ры­ва­ний (СП), сис­те­ма управ­ле­ния ши­ной и сис­те­ма пря­мо­го дос­ту­па к па­мя­ти (СПДП), не от­ра­жен­ные в рис. 1.

Оха­рак­те­ри­зу­ем крат­ко ка­ж­дое уст­рой­ст­во.

МП - осу­ще­ст­в­ля­ет вычис­ле­ния по хра­ня­щей­ся в па­мя­ти про­грам­ме. МП включает в се­бя ариф­ме­ти­ко-ло­гичес­кое уст­рой­ст­во (АЛУ) и уст­рой­ст­во управ­ле­ния (УУ).

ОП - это за­по­ми­наю­щее уст­рой­ст­во, на­пря­мую свя­зан­ное с МП и пред­на­значен­ное для хра­не­ния про­грамм и дан­ных, не­по­сред­ст­вен­но учас­т­вую­щих в опе­ра­ци­ях. ОП включает в се­бя опе­ра­тив­ное за­по­ми­наю­щее уст­рой­ст­во (ОЗУ) и по­сто­ян­ное за­по­ми­наю­щее уст­рой­ст­во (ПЗУ).

ОЗУ слу­жит для прие­ма, хра­не­ния и вы­дачи ин­фор­ма­ции. В нем со­дер­жат­ся вы­пол­няе­мые про­грам­мы и дан­ные, дос­туп­ные МП для не­по­сред­ст­вен­но­го учас­тия в опе­ра­ци­ях. ОЗУ в ПК яв­ля­ет­ся энер­го­за­ви­си­мым, т.е. со­дер­жи­мое ОЗУ (ин­фор­ма­ция) без­воз­врат­но исчеза­ет при от­ключении ис­точни­ка элек­тро­энер­гии в ПК.

ПЗУ яв­ля­ет­ся энер­го­не­за­ви­си­мым ЗУ, обес­печивая по­сто­ян­ное хра­не­ние ин­фор­ма­ции. Со­дер­жи­мое современных ПЗУ мо­жет быть программно из­ме­не­но. В ПЗУ хра­нят­ся час­то ис­поль­зуе­мые (уни­вер­саль­ные) про­грам­мы, та­кие как про­грам­мы опе­ра­ци­он­ной сис­те­мы (ОС) и ее ин­фор­ма­ци­он­ные струк­ту­ры. В МП ис­поль­зу­ет­ся толь­ко ин­фор­ма­ция, хра­ни­мая в ОП. Ес­ли ка­кая-ли­бо при­клад­ная про­грам­ма ис­поль­зу­ет дан­ные, за­пи­сан­ные на внеш­ние за­по­ми­наю­щие уст­рой­ст­ва, то для их об­ра­бот­ки пред­ва­ри­тель­но не­об­хо­ди­мо за­гру­зить эти дан­ные в ОП. Ло­гичес­ки ОП мож­но пред­ста­вить в ви­де ячеек па­мя­ти, ка­ж­дая из ко­то­рой име­ет свой ад­рес и мо­жет хра­нить ин­фор­ма­цию.

ПодПУ по­ни­ма­ют лю­бое уст­рой­ст­во, кон­ст­рук­тив­но от­де­лен­ное от цен­траль­ной час­ти ПК (МП+ОП).

По функ­цио­наль­но­му при­зна­ку ПУ де­лят­ся на две ос­нов­ные груп­пы: 1)внеш­ние за­по­ми­наю­щие уст­рой­ст­ва (ВЗУ) и 2) уст­рой­ст­ва вво­да/вы­во­да (УВВ).

ВЗУ яв­ля­ют­ся энер­го­не­за­ви­си­мы­ми, бо­лее мед­лен­ны­ми и бо­лее ем­ки­ми ЗУ, чем ОП. ВЗУ пред­на­значены для дли­тель­но­го хра­не­ния боль­ших мас­сив ин­фор­ма­ции. В качес­т­ве ВЗУ в со­вре­мен­ных ПК ис­поль­зу­ет­ся ши­ро­кий спектр уст­ройств - на­ко­пи­те­ли на гиб­ких дис­ках(НГМД),на­ко­пи­те­ли на же­ст­ких маг­нит­ных дис­ках(НМЖД, НМД), на­ко­пи­те­ли на оп­тичес­ких дис­ках(НОД), на­ко­пи­те­ли на маг­нит­ных лен­тах(НМЛ).

УВВ обес­печива­ют ввод и вы­вод ин­фор­ма­ции, т.е. взаи­мо­дей­ст­вие поль­зо­ва­те­ля с ПК. В качес­т­ве УВВ ис­поль­зу­ют­ся: дис­плеи, кла­виа­ту­ру, раз­личные ма­ни­пу­ля­то­ры (мышь, джой­стик, ти­па “шар”), печатаю­щие уст­рой­ст­ва (прин­те­ры), уст­рой­ст­ва вво­да и вы­во­да гра­фичес­кой ин­фор­ма­ции, син­те­за­то­ры речи и т.д.

Со­став ПУ для ПК мо­жет силь­но ме­нять­ся в за­ви­си­мо­сти от мо­де­ли и об­лас­ти при­ме­не­ния ПК. По сте­пе­ни важ­но­сти для ПК ПУ де­лят­ся на ос­нов­ные и фа­куль­та­тив­ные (до­пол­ни­тель­ные).

Ос­нов­ные ПУяв­ля­ют­ся неотъ­ем­ле­мой составной час­тью всех ПК.Фа­куль­та­тив­ныеПУ мо­гут по­став­лять­ся и под­ключать­ся по спе­ци­аль­ным за­ка­зам. Без до­пол­ни­тель­ных ПУ ПЭВМ мо­жет (хо­тя и с мень­шей эф­фек­тив­но­стью) ре­шать воз­ло­жен­ные на нее за­дачи, в то вре­мя как без ос­нов­ных ПУ ра­бо­та с ком­пь­ю­те­ром ста­но­вит­ся не­воз­мож­ной. К ос­нов­ным ПУ от­но­сят­ся дис­плей, кла­виа­ту­ра, и как ми­ни­мум, один на­ко­пи­тель на маг­нит­ном дис­ке.

Ос­нов­ные ПУ под­ключают­ся к сис­тем­ной ши­не не не­по­сред­ст­вен­но, а черезце­почку - АПУ-ПВВ.

АПУ в составе ПК вы­пол­ня­ет сле­дую­щие две ос­нов­ные функ­ции: