1. Структурная схема пк

Устройство управления формирует сигналы управления (управляющие импульсы) в зависимости от кода текущей операции и результатов предыдущих операций, а также адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствуюдщие блоки компьютера. Опорную последователь­ность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов. Арифметико-логическое устройство выполняет все арифметические и логические операции над числовой и символьной информацией, может быть связано с математическим сопроцессором.

Микропроцессорная память (МПП) предназначена для крат­ковременного хранения, записи и выдачи информации, непос­редственно используемой в ближайшие такты работы машины; МПП строится на регистрах для обеспечения высокого быстро­действия машины.Интерфейсная система микропроцессора предназначена для сопряжения и связи с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода/вывода и системной шиной. Через порты ввода/вывода (I/O ports) микропроцессор обменива­ется информацией с другими устройствами.

Генератор тактовых импульсов генерирует последователь­ность электрических импульсов, частота которых обусловливает тактовую частоту микропроцессора. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта, или просто такт, работы машины.

2.Микропроцессор, его функциональные части и характеристики. Микропроцессор — функци­онально законченное программно управляемое устройство обра­ботки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или сверхбольших интегральных схем.Микропроцессор выполняет следующие функции:обработка машинных команд (вычисление адресов команд и операндов; выборка и дешифрация команд из основной памяти; выборка данных из оперативной памяти, регист­ров МПП и регистров адаптеров внешних устройств; прием и обработка запросов и команд от адаптеров на обслужи­вание внешних устройств; обработка данных и их запись в основную память, регистры МПП и регистры адаптеров внешних узлов);выработка управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК.

Основными параметрами микропроцессоров являются: раз­витость, рабочая тактовая частота, виды и размер кэш-памяти, состав инструкций, конструктив, энергопотребление, рабочее напряжение и др. Разрядность микропроцессора связана с разрядностью шины данных и разрядностью шины адреса. Если разрядность шины данных определяет число разрядов, над которыми одновременно могут выполняться операции, то разрядность шины адреса — адресное пространство, т.е. максимальное число ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессору. Рабочая тактовая частота микропроцессора, системная плата и тактовая частота ее шины, наличие кэш-памяти в совокупности определяют быстродействие (производитель­ность) ПК. Кэш-память, устанавливаемая на плате микропроцессора, имеет два уровня: память первого уровня, находящаяся внутри основной микросхемы (ядра) и работающая всегда на пол­ной частоте, и память второго уровня, отдельный кристалл, размещаемый на плате и связанный с ядром внутренней микро­процессорной шиной, который работает на полной или половин­ной частоте микропроцессора.

Выделяют две функциональные части микропроцессоров: операционную, содержащую устройство управления, АЛУ и МПП (за исключением нескольких адресных регистров); интерфейсную, включающую в себя адресные регистры МПП; блок регистров команд — регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты, схемы управления шиной и портами.Обе части микропроцессора работают параллельно, причем интерфейсная часть опережает операционную, так что выборка очередной команды из памяти (ее запись в блок регистров команд и предварительный анализ) выполняется во время выполнения опе­рационной частью предыдущей команды. В современных микро­процессорах имеется несколько групп регистров в интерфейсной части, работающих с различной степенью опережения, что позво­ляет выполнять операции в конвейерном режиме. Устройство управления. Устройство управления является наиболее сложным функциональным устройством ПК. Оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций (КШИ) во все блоки машины. Арифметико-логическое устройство. Арифметико-логичес­кое устройство предназначено для выполнения арифметических и логических операций преобразования информации. Функцио­нально АЛУ состоит из двух или более регистров, сумматора и схем управления (местного устройства управления).Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические операции над целыми двоичными числами. Выполнение операций над двоичными числами с плавающей запятой и над двоично-кодированными десятичными числами осуществляется с привлече­нием математического сопроцессора или по специально состав­ившим программам.

Микропроцессорная память. Микропроцессорная память включает в себя несколько двухбай­тных напоминающих регистров, которые делятся на универсальные регистры, сегментные регистры, регистры смещения, регистры флагов.

Универсальные регистры (регистры общего назначения) могут использоваться для временного хранения любых данных. В процессе работы используется или весь регистр, или какая-либо его часть (старшие или младшие разряды).

Сегментные регистры предназначены для хранения началь­ных адресов полей памяти (сегментов).Регистры смещений позво­ляют хранить относительные адреса ячеек памяти внутри сегмен­тов. Регистр флагов содержит условные одноразрядные при­знаки-маски, или флаги, управляющие прохождением программы в ПК. Интерфейсная часть микропроцессора. Она предназначена для связи и согласования микропроцессора с системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд.

3.Системная плата. Системная (СП) — важнейшая конструктивная часть ПК, которая объединяет и обеспечивает взаимодействие большинства устройств машины. Конструктивно СП настольного компьютера представляет собой печатную плату площадью 600—1000 см2, на которой размещается большое число различных микросхем, разъемов и других элементов. К СП подключается микропроцессор, набор системных микросхем, обеспечивающих работу микропроцессора, микросхемы ПЗУ, энергонезависимой памяти, кэш-памяти; модули ОЗУ, системных, локальных и периферийных интерфейсов, мультимедийных устройств и т.д.

На СП или в составе микросхемы чипсета располагается ПЗУ, содержащее программы BIOS, необходимые для управления микросхемы Flash BIOSдля перезаписи програаамыBIOS.

Чипсет на СП определяет тактовую частоту системной шины, СП влияет на работу микропроцессора, взаимодействие с ОЗУ и др. компонентами ПК. Важными параметрами СП являются: тактовая частота, на которой работает системная шина; тип процессорного разъема, определяющий порядок взаимодействия с шинами данных, оперативной памятью и т.п.; типоразмер (форм-фактор).В последних разработках в состав наборов микросхем для интегрированных плат стали включаться и контроллеры внешних устройств. Наборы микросхем определяют следующие функциональные возможности СП: типы поддерживаемых процессоров; структура и объем кэш-памяти; возможные сочетания типов и объемов модулей оперативной памяти; поддержка режимов энергосбережения; возможность программной настройки параметров и т.п. Чипсеты СП обычно состоят из двух базовых микросхем с условными именами «северный мост» и «южный мост». Северный мост обеспечивает управление шиной оперативной памяти, интерфейсными шинами и системной шиной микропроцессора. Южный мост имеет в своем составе адаптеры дисководом, клавиатуры, мыши; управляет интерфейсными шинами. Наиб. известные наборы микросхем для СП выпускает компания Intel.

4.Аппаратные интерфейсы Для эффективного взаимодействия компонентов ПК использу­ются интерфейсы, которые обеспечиваются с помощью проводов, разъемов, устройств сопряжения и связи, протоколов взаимодейс­твия, стандартов сигналов и соединений. В зависимости от количественной характеристики связи (число взаимодействующих устройств) можно выделить одно- и много­связный интерфейсы. Односвязный интерфейс основан на связи устройств через общий интерфейс, а многосвязный предполагает, что каждый блок ПК связан с прочими блоками своим собствен­ным локальным интерфейсом. Устройства ПК по местоположению можно разделить на два класса: внутри системного блока; за пределами системного блока (периферийные). Устройства внутри системного блока могут иметь так называемый локальный интерфейс; а периферийные устройства — периферийный интерфейс. Внутримашинный системный односвязный интерфейс озна­чает интерфейс, основанный на системной шине и ее возмож­ных расширениях. Внутримашинный многосвязный систем­ный интерфейс представляет собой интерфейс, базирующийся на локальном интерфейсе устройства. Периферийные много­связные интерфейсы основаны на периферийных интерфейсах внешних устройств. Локальные шины Локальные шины внешних устройств подключаются непосредственно к системной шине и работают на тактовой частоте, поддерживаемой микропроцессором. Периферийные шины Периферийные шины обеспечивают связь с внешними устройствами (дис­ковыми накопителями, клавиатурой, мышью, сканером и др.) и являются внешними интерфейсами ЭВМ. Беспроводные интерфейсы Беспроводные интерфейсы (wireless) применяются для передачи данных на расстояния от нескольких десятков сантиметров до нескольких километров. Беспроводные интерфейсы ЭВМ можно разделить на две группы: :интерфейсы, предназначенные для подсоединения к ЭВМ периферийных устройств (клавиатуры, мыши, принтера, ска­нера, внешней памяти и др.) и портативных компьютеров (КПК, ноутбука и др.);интерфейсы для подключения ЭВМ к компьютерным сетям (локальным, региональным, корпоративным, сети Интернет).