ГИ

УУ

АЛУ

Вн. Регистр (созу)

МП

…

Ш. Упр.

ШД

ША

ГИ – генератор тактовых импульсов. Для связи с другими устройствами МП имеет: шину управления, шину данных, шину адресов (порты). УУ, по ходу операции, вырабатывает внутренние сигналы управления, которые обеспечивают выполнение данной операции элементами МП. Адресная часть команды совместно с управляющими сигналами используется для считывания или записи информации в ОП. АЛУ состоит из сумматоров и регистров, обеспечивающих временное хранение данных и сдвиг их на определенное количество разрядов. АЛУ в МП, как правило, многофункциональное, т.е. состоит из специализированных блоков. МП с помощью входных и выходных шин стандартным образом может соединяться с другими МП на БИС. Внутренние регистры содержат: регистры общего назначения (РОН), регистры управления и обязательно аккумулятор. Эти регистры обеспечивают расширение возможностей АЛУ и повышения его быстродействия.

В настоящее время, основу МП на БИС составляют однокристальные МП, поэтому, подключая параллельно несколько МП, можно получить требуемую длину или разрядность слова.

Сигнальные микропроцессоры

В настоящее время, широко используется цифровая обработка входных сигналов в реальном масштабе времени. Для этого непрерывные сигналы преобразуются в цифровую последовательность, и в задачу обработки входит вычисление параметров исследуемых сигналов в реальном масштабе времени. К таким задачам обработки относятся: фильтрация сигналов, свертка сигналов (т.е. смешивание сигналов), вычисление корреляционных функций, усиление сигналов и ограничения.

Преобразование сигналов с помощью интегралов и рядов Фурье

Для этой цели используют сигнальные процессоры, особенностью которых является специализация, т.е. аппаратурная обработка информации (для повышения их производительности), а также особенностью является наличие малой разрядности слов. Это сделано для повышения производительности и аппаратурной реализации операций при обработке операций в реальном масштабе времени.

Транспьютеры

Транспьютеры – микропроцессоры с встроенной памятью и каналами ввода и вывода информации для соединения с другими транспьютерами. Применение транспьютеров – создание массово-параллельных вычислительных систем, в которых транспьютер играет роль базовых элементов.

Структура и принципы построения

персональных компьютеров

Основные типы компьютеров. Первым основным признаком, по которому разделяются ПК, являются платформы. В настоящее время, большинство компьютеров относятся к типу IBM PC. Главная заслуга этой платформы, разработанной фирмой IBM, является утверждение единого стандарта на основные части компьютера. Компьютеры, построенные на данной платформе, являются совместимыми по программному обеспечению, а также позволяют менять основные элементы на более совершенные.

Компьютеры можно разделить на следующие типы:

• настольные компьютеры, которые включают в свой состав системный блок, в котором находятся все важнейшие элементы компьютера, такие как: процессор, жесткий диск, видеокарта, звуковая карта и другие элементы, обеспечивающие работу и настройку компьютера. Все элементы, находящиеся в системном блоке, называются внутренними. К системному блоку обязательно подключаются: монитор, клавиатура и мышь. Эти устройства обеспечивают ввод и вывод информации.

• ноутбуки – портативные компьютеры (~ вес – 3,5 кг), основу которых составляет экран на жидких кристаллах. Ноутбуки могут работать как от сети, так и от местных источников питания.

• также имеются компьютеры карманного типа.

Все внешние (периферийные) устройства подключаются к системному блоку с помощью особых разъемов, называемых портами. Системный блок - конструкция, в которой размещены все основные модули компьютера. На лицевой стороне системного блока имеются кнопка “Power”, для включения компьютера, и кнопка “Reset”, которая предназначена для перезапуска компьютера при сбое или “зависании” компьютера; также имеется две сигнальные лампы: индикатор включения и индикатор жесткого диска, который горит, когда на жесткий диск производится запись информации или считывание информации из жесткого диска. На задней стенке системного блока расположены гнезда/разъемы для подключения внешнего оборудования. Необходимо отметить, что разъемы выполнены таким образом, что к ним можно подключить только соответствующее внешнее устройство.

Основные характеристики системного блока приводятся в описаниях (паспорте) следующим образом:

P4-2000 / 256 DDR / 50 Гб / GeForce 4 128 Мб / DVD / SB

P4-2000 – процессор Intel Pentium 4 с частотой 2 ГГц.

256 DDR – оперативная память, емкостью 256 Мб.

50 Гб – жесткий диск, емкостью 50 Гб.

GeForce 4 128 Мб – видеокарта, собранная на микросхеме GeForce 4 со встроенной памятью 128 Мб.

DVD – дисковод.

SB – звуковая карта.

Процессор является основным элементом компьютера, создается на одном кристалле, размером 2-4 см². Для повышения быстродействия может включаться сопроцессор, обеспечивающий выполнение обработки информации с плавающей запятой, а также выполнение длинных операций (умножение, деление, логарифмы, возведение в степень). На процессорном кристалле находится кэш-память 1-го и 2-го уровней (8-128 Кб и 128-512 Кб, соответственно). Размер логических элементов процессора составляет 0,08 мкн. На компьютерном рынке в настоящее время используются компьютеры фирмы AMD, которые характеризуются меньшей стоимостью по сравнению с фирмой Intel (до 40%). В компьютерах используются различные поколения процессоров, которые различаются быстродействием, структурой, архитектурой. В существующих процессорах часто используют их различные модификации, т.е. более совершенные элементы. Элементом любого системного блока является вентилятор, обеспечивающий температурный режим работы процессора.

Системная (материнская) плата – эта плата обеспечивает совместную работу всех модулей компьютера. Является наиболее сложной платой. В ее состав входит: 1. набор разъемов и портов для подключения отдельных устройств;

2. информационная шина, связывающая устройство при передаче информации; 3. базовый набор микросхем, с помощью которых материнская плата осуществляет контроль за всеми процессами, происходящими в системном блоке.

Небольшая плата “BIOS” – является управляющим центром материнской платы и определяющее ее возможности. На системной плате расположены переключатели – джамперы, с помощью которых можно регулировать параметры материнской платы.

Оперативная память. Ее основу представляет динамическая оперативная память (DRAM). Разновидности DRAM различаются своими возможностями и быстродействием, так, к примеру, EDO DRAM обеспечивает быстродействие ~50-70 нс. Память RD DRAM – 4-6 нс. В системном блоке имеется возможность включать несколько модулей оперативной памяти.

Видеокарта представляет собой специальный процессор для обработки видео- и медиа- информации, т.е эта карта отвечает за формирование объемных изображений. Сложность изображения объектов заключается в том, что они имеют множество цветов и оттенков.

Жесткий диск предназначен для хранения больших объемов информации, управляющих программ и операционной системы компьютера. Жесткий диск состоит из 3 частей: 1-ый блок – хранилище информации на одном или нескольких дисках. Как правило, информация на диске располагается с 2-ух сторон. Поверхность диска распределена на дорожки; часть дорожки называется сектором. Все сектора на одноименных дорожках по вертикали составляют цилиндр. 2-ой блок – механическая часть жесткого диска – часть, которая отвечает за вращение диском, стабильность их скорости вращения. Эта скорость составляет порядка 10000 оборотов/минуту. Время доступа к информации – 5-10 нс. 3-ий блок – микросхемы, отвечающие за обработку данных, коррекцию ошибок и управление механической частью, а также в этот блок входит кэш-память.